本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種處理高氨氮高鹽廢水的裝置及處理方法。

背景技術(shù)：

高氨氮廢水一般是指氨氮濃度大于500mg/L的廢水，主要來源于化肥、焦化、石化、制藥、食品、垃圾填埋場等，大量氨氮廢水排入水體不僅引起水體富營養(yǎng)化、造成水體黑臭，給水處理的難度和成本加大，甚至對人群及生物產(chǎn)生毒害作用。

處理高氨氮高鹽廢水時，首先對廢水進行脫氨處理，后對廢水進行濃縮結(jié)晶處理。

在現(xiàn)有技術(shù)中，主要利用吹脫法和氣提法去除高濃度氨氮。吹脫法常用空氣作為載體，將氣體通入水中，使氣液相互充分接觸，使水中溶解的游離氨穿過氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，從而達到脫除氨氮的目的，但是采用該方法脫氨氮的效率較低，出水氨氮仍偏高。汽提法常用蒸汽作為載體，用鮮蒸汽將高氨氮廢水中的游離氨轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩觯丛诟遬H值時，使廢水與蒸汽密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程，但是采用該方法需要大量的鮮蒸汽，能耗要求高，熱能利用率低。

在后續(xù)工藝中，現(xiàn)有技術(shù)對廢水進行濃縮結(jié)晶處理時常采用多效蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸汽冷凝水直接排出系統(tǒng)，同樣存在鮮蒸汽需求量大、能耗要求高、熱效率低、設(shè)備占用空間大等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能、高效的處理高氨氮高鹽廢水的裝置及處理方法，通過本發(fā)明處理高氨氮高鹽廢水，能大大降低能耗，同時能實現(xiàn)廢水的零排放和資源化。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種處理高氨氮高鹽廢水的裝置，包括脫氨塔、蒸發(fā)結(jié)晶器和蒸汽壓縮機；所述蒸發(fā)結(jié)晶器的二次蒸汽出口分別連接脫氨塔的載氣入口和蒸汽壓縮機入口；所述蒸汽壓縮機出口與蒸發(fā)結(jié)晶器蒸汽入口連接；所述蒸發(fā)結(jié)晶器設(shè)有鮮蒸汽入口。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述脫氨塔的廢水出口與所述蒸發(fā)結(jié)晶器的廢水入口連接。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，還包括離心機；所述離心機的晶漿入口與母液出口分別與所述蒸發(fā)結(jié)晶器的晶漿出口和母液入口連接，該離心機設(shè)有結(jié)晶鹽出口。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，還包括預(yù)熱器；所述預(yù)熱器設(shè)有接高氨氮高鹽廢水的冷側(cè)入口，該預(yù)熱器的冷側(cè)出口與所述脫氨塔的廢水入口連接，熱側(cè)入口與所述蒸發(fā)結(jié)晶器的冷凝水出口連接。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，還包括吸收塔和真空泵；所述吸收塔的含氨蒸汽入口與所述脫氨塔的含氨蒸汽出口連接，該吸收塔的尾氣出口與所述真空泵的入口連接；所述真空泵設(shè)有尾氣出口。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述吸收塔的吸收液入口與所述預(yù)熱器的熱側(cè)出口連接，該吸收塔設(shè)有氨水出口。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，還包括樹脂罐；所述樹脂罐的冷凝水入口與所述預(yù)熱器的熱側(cè)出口連接，該樹脂罐設(shè)有回用水出口；所述樹脂罐設(shè)有再生液入口，該樹脂罐的再生液出口與所述吸收塔的吸收液入口連接；所述吸收塔設(shè)有吸收液入口和銨鹽出口。

本發(fā)明還公開了一種使用上述裝置的高氨氮高鹽廢水處理方法，其采用的技術(shù)方案是：高氨氮高鹽廢水先通過脫氨塔除氨氮，再由蒸發(fā)結(jié)晶器除鹽，蒸發(fā)結(jié)晶器的二次蒸汽一部分送至脫氨塔作為脫氨載氣，一部分送至蒸汽壓縮機并經(jīng)蒸汽壓縮機壓縮升溫后重新回到蒸發(fā)結(jié)晶器；所述脫氨塔的脫氨載氣流量與所述脫氨塔的廢水流量的比例為1/5~1/15。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，蒸發(fā)結(jié)晶器產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)預(yù)熱器回收熱量后進入吸收塔，冷凝吸收脫氨塔產(chǎn)生的含氨蒸汽，并最終得到氨水。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，蒸發(fā)結(jié)晶器產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)預(yù)熱器回收熱量后進入樹脂罐深度除氨氮，并最終得到回用水；樹脂罐的再生液作為吸收塔的吸收液，冷凝吸收來自脫氨塔的含氨蒸汽，并最終得到銨鹽。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述再生液以及所述吸收液為稀鹽酸或稀硫酸；所述銨鹽為氯化銨或硫酸銨。

采用本發(fā)明，解決了處理高氨氮高鹽廢水鮮蒸汽需求量大、能耗高、熱能利用率低等問題，本發(fā)明的有益效果如下。

1、通過脫氨塔與蒸發(fā)結(jié)晶器的耦合，優(yōu)化了熱能的利用，提高了熱能利用率，減少了進入蒸汽壓縮機的蒸汽量，降低了蒸汽壓縮機的處理量，節(jié)省了設(shè)備投資成本，同時大大降低了能耗。

2、利用蒸發(fā)結(jié)晶器的蒸發(fā)作用，不僅能使廢水濃縮結(jié)晶，而且能對廢水起到二次脫氨的作用，增加了整個裝置的脫氨率。

3、蒸發(fā)結(jié)晶器產(chǎn)生的冷凝水作為熱介質(zhì)對高氨氮高鹽廢水進行預(yù)熱，減少了脫氨塔所用蒸汽載體的熱損失，提高了蒸汽熱效率。

4、通過本裝置處理高氨氮高鹽廢水，能實現(xiàn)廢水零排放，同時還能實現(xiàn)水資源的回收利用，并能產(chǎn)出氨水、銨鹽等有價值的副產(chǎn)品。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施例的示意圖；

圖2為本發(fā)明第二實施例的示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。文中所提到的所有連接關(guān)系，并非單指組件直接相連，而是采用該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)手段相連，或可根據(jù)實際情況，通過添加或減少連接附件，來組成更優(yōu)的連接結(jié)構(gòu)。

如圖1和圖2所示的一種處理高氨氮高鹽廢水的裝置，包括預(yù)熱器、脫氨塔、蒸發(fā)結(jié)晶器、蒸汽壓縮機和離心機。預(yù)熱器設(shè)有接高氨氮高鹽廢水的冷側(cè)入口，預(yù)熱器的冷側(cè)出口與脫氨塔的廢水入口連接，脫氨塔的廢水出口與蒸發(fā)結(jié)晶器的廢水入口連接，蒸發(fā)結(jié)晶器的晶漿出口與離心機的晶漿入口連接，離心機的母液出口與蒸發(fā)結(jié)晶器的母液入口連接，離心機設(shè)有結(jié)晶鹽出口。其中蒸發(fā)結(jié)晶器為強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器，或降膜蒸發(fā)器與強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器的組合，蒸汽壓縮機為羅茨壓縮機、離心鼓風(fēng)機或高速離心壓縮機；蒸發(fā)結(jié)晶器的二次蒸汽出口分別連接脫氨塔的載氣入口和蒸汽壓縮機的蒸汽入口，蒸汽壓縮機的蒸汽出口與蒸發(fā)結(jié)晶器的加熱蒸汽入口連接，構(gòu)成蒸發(fā)結(jié)晶器的機械蒸汽再壓縮管路。蒸發(fā)結(jié)晶器設(shè)有鮮蒸汽入口，蒸發(fā)結(jié)晶器的冷凝水出口與預(yù)熱器的熱側(cè)入口連接。

如圖1所示的第一實施例中，還包括吸收塔和真空泵。吸收塔的含氨蒸汽入口與脫氨塔的含氨蒸汽出口連接，吸收塔的尾氣（主要為空氣）出口與真空泵的入口連接，吸收液入口與預(yù)熱器的熱側(cè)出口連接，吸收塔設(shè)有氨水出口，真空泵設(shè)有尾氣出口。

該實施例的高氨氮高鹽廢水處理方法如下。

1.高氨氮高鹽廢水調(diào)節(jié)pH值至10~11，并經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱使冷凝水回收熱量后，從塔頂進入脫氨塔，若廢水不經(jīng)預(yù)熱直接脫氨塔，由于廢水溫度低，脫氨塔的蒸汽載體一部分損失于提高了廢水溫度，剩余部分才起到吹脫除氨作用，這樣就需要大量的鮮蒸汽，能耗要求高，熱能利用率低，因此用冷凝水預(yù)熱廢水，減少了脫氨塔所用蒸汽載體的熱損失，提高了蒸汽熱能利用率。廢水在脫氨塔中脫除大部分的氨氮后進入蒸發(fā)結(jié)晶器后，通過蒸發(fā)器的蒸發(fā)，產(chǎn)生的二次蒸汽帶走廢水中剩余的氨氮，起到二次脫氨的效果。同時，廢水在蒸發(fā)結(jié)晶器中不斷循環(huán)蒸發(fā)濃縮，鹽飽和結(jié)晶析出，隨后排至離心機進行固液分離，最終得到結(jié)晶鹽，離心母液返回蒸發(fā)結(jié)晶器繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶。

2.蒸發(fā)結(jié)晶器產(chǎn)生的二次蒸汽一部分送至脫氨塔作為脫氨載氣，其中該部分二次蒸汽的排放量與脫氨塔的廢水流量的比例為1/5~1/15，節(jié)省了大量用于脫氨的鮮蒸汽，提高了熱效率。二次蒸汽從脫氨塔塔底吹入直接將進入脫氨塔的廢水中的氨蒸出，含氨蒸汽進入吸收塔冷凝吸收，尾氣經(jīng)真空泵排出。蒸發(fā)結(jié)晶器的另一部分二次蒸汽進入蒸汽壓縮機，經(jīng)蒸汽壓縮機壓縮升溫后重新回到蒸發(fā)結(jié)晶器作為加熱蒸汽使用，蒸發(fā)結(jié)晶器根據(jù)進入脫氨塔的二次蒸汽量，補充鮮蒸汽，通過脫氨塔與蒸發(fā)結(jié)晶器的耦合，優(yōu)化了熱能的利用，在不改變蒸發(fā)結(jié)晶器蒸發(fā)量的情況下，減少了進入蒸汽壓縮機的蒸汽量，從而降低了蒸汽壓縮機的處理量，節(jié)省了設(shè)備投資成本，同時大大降低了能耗。

3.蒸發(fā)結(jié)晶器產(chǎn)生的高溫冷凝水經(jīng)預(yù)熱器與廢水換熱回收熱量后進入吸收塔，冷凝吸收含氨蒸汽，最終得到氨水。

如圖2所示的第二實施例中，還包括吸收塔、真空泵和樹脂罐。吸收塔的含氨蒸汽入口與脫氨塔的含氨蒸汽出口連接，吸收塔的尾氣出口與真空泵的入口連接，真空泵設(shè)有尾氣出口；樹脂罐的冷凝水入口與預(yù)熱器的熱側(cè)出口連接，樹脂罐設(shè)有再生液入口和回用水出口，樹脂罐的再生液出口與吸收塔的吸收液入口連接，吸收塔設(shè)有銨鹽出口。

該實施例的高氨氮高鹽廢水處理方法如下。

1.高氨氮高鹽廢水調(diào)節(jié)pH值至10~11，并經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱使冷凝水回收熱量后，從塔頂進入脫氨塔，若廢水不經(jīng)預(yù)熱直接脫氨塔，由于廢水溫度低，脫氨塔的蒸汽載體一部分損失于提高了廢水溫度，剩余部分才起到吹脫除氨作用，這樣就需要大量的鮮蒸汽，能耗要求高，熱能利用率低，因此用冷凝水預(yù)熱廢水，減少了脫氨塔所用蒸汽載體的熱損失，提高了蒸汽熱能利用率。廢水在脫氨塔中脫除大部分的氨氮后進入蒸發(fā)結(jié)晶器后，通過蒸發(fā)器的蒸發(fā)，產(chǎn)生的二次蒸汽帶走廢水中剩余的氨氮，起到二次脫氨的效果。同時，廢水在蒸發(fā)結(jié)晶器中不斷循環(huán)蒸發(fā)濃縮，鹽飽和結(jié)晶析出，隨后排至離心機進行固液分離，最終得到結(jié)晶鹽，離心母液返回蒸發(fā)結(jié)晶器繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶。

2.蒸發(fā)結(jié)晶器產(chǎn)生的二次蒸汽一部分送至脫氨塔作為脫氨載氣，其中該部分二次蒸汽的排放量與脫氨塔的廢水流量的比例為1/5~1/15，節(jié)省了大量用于脫氨的鮮蒸汽，提高了熱效率。二次蒸汽從脫氨塔塔底吹入直接將進入脫氨塔的廢水中的氨蒸出，含氨蒸汽進入吸收塔冷凝吸收，尾氣經(jīng)真空泵排出。蒸發(fā)結(jié)晶器的另一部分二次蒸汽進入蒸汽壓縮機，經(jīng)蒸汽壓縮機壓縮升溫后重新回到蒸發(fā)結(jié)晶器作為加熱蒸汽使用，蒸發(fā)結(jié)晶器根據(jù)進入脫氨塔的二次蒸汽量，補充鮮蒸汽，通過脫氨塔與蒸發(fā)結(jié)晶器的耦合，優(yōu)化了熱能的利用，在不改變蒸發(fā)結(jié)晶器蒸發(fā)量的情況下，減少了進入蒸汽壓縮機的蒸汽量，從而降低了蒸汽壓縮機的處理量，節(jié)省了設(shè)備投資成本，同時大大降低了能耗。

3.蒸發(fā)結(jié)晶器產(chǎn)生的高溫冷凝水經(jīng)預(yù)熱器與廢水換熱回收熱量后進入樹脂罐深度除氨氮，并最終得到回用水。樹脂飽和后使用稀鹽酸或稀硫酸再生，再生液送至吸收塔作為吸收液。吸收塔以樹脂罐再生液、稀鹽酸或稀硫酸為吸收液，冷凝吸收含氨蒸汽，最終得到氯化銨或硫酸銨。

通過本裝置處理高氨氮高鹽廢水，能實現(xiàn)廢水零排放，同時還能實現(xiàn)水資源的回收利用，并能產(chǎn)出氨水、銨鹽等有價值的副產(chǎn)品。

以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。