高浓度氨氮污水处理领域里的一项重大突破

　　高浓度（600mg/L）氨氮污水处理一直是困扰业界的一个难题。
　　目前应用的较为普遍的方法是吹脱法。此类方法都存在一个共同的问题：能耗高、占地面积大、投资较大、运营成本高，因此难以普遍推广应用。
　　湘潭普兰德环境生物有限公司在这一领域做了新的尝试：运用动力波技术吹脱氨氮和独特的工艺（游离氨技术）。因在运用动力波技术吹脱氨氮时能量主要作用在特定物质上，因此能耗较其他吹脱法低，而且设备集成度高，占地面积大为减少。
　　湘潭普兰德公司基于以上技术，向国家科技部申报了“重点行业高氨氮污染减排和‘零排放’关键技术与设备”创新项目，并获得科技部创新基金管理中心的项目立项及资金支持。该公司目前已完成中试平台装置，不久即可应用于工业示范项目。
　　该项目的主要技术特点是：
　　一、理论创新
　　1、首次将动力波旋转泡沫分离技术与设备应用于高氨氮工业污水的处理，有效解决了我国高氨氮污水处理投资大、占地面积大，处理成本高、能耗高的技术难题；
　　2、首次采用催化还原和催化活化技术制备全固体二氧化氯污水处理（消毒）剂，有效解决了目前市场上广泛使用的二氧化氯发生器和消毒剂投加装置存在的浓盐（硫）酸为原料，采购、运输和贮存不方便，且投资大、不安全的老大难问题；
　　3、首次将马里奥特原理应用于二氧化氯加注装置，有效解决了超低剂量二氧化氯活化液加注的恒流控制问题。
　　4、首次将二氧化氯的高效氧化特性与高效动力波常温吹脱技术相结合，使“反应-分离”一步完成，可取得十分理想的处理效果。
　　5、将锥度螺旋填料专利技术应用于动力波装置的游离氨回收，为实现高氨氮污水处理项目中氨的资源化回收和零排放的清洁循环工艺创造了条件。
　　二、应用创新
　　和现有污水处理处理装置相比，在相同的污水处理能力、水质与技术要求条件下，本项目投资可减少20～30％，占地面积可减少40～60％，能耗可减少20～40％，处理成本可下降20～50％。具体而言如下：
　　1、采用纯物理法常温、常压操作，无二次污染。
　　2、设备技术含量高，氨氮去除效率高，但投资少，占地面积小，能耗小，处理成本低。
　　3、可多级串联使用或与其他污水处理工艺结合使用，不受污水中氨氮浓度的限制，不受污水中其他盐类的影响，特别适合于高浓度工业污水处理，真正做到达标排放。
　　1、设备结构简单，无任何活动部件，维护简单；不怕高温、不易堵塞；可靠性好，运行周期长；
　　2、吹脱尾气中的氨氮可高效回收，便于实现氨的资源化回收和零排放的清洁循环工艺
　　3、不仅可以处理氨氮，而且也可代替曝气氧化工艺，处理COD。
　　三、技术创新
　　本项目属于系统集成创新技术，它包括了氨氮的高效游离技术、动力波旋转泡沫分离装置与技术，以及锥度螺旋填料游离氨回收技术等三个组成部分。主要技术创新如下：
　　1、氨氮的高效游离技术
　　二氧化氯具有强氧化性能，主要表现在可对富电子或供电子的原子或原子团进行攻击，强行掠夺电子，使之失去活性或性质改变，能与多种无机物、有机物等发生反应，使之成为无毒无害的物质。我公司生产的二氧化氯专用污水处理剂，即利用了二氧化氯的这种特性，成功地使染料中间体N-N二甲基苯胺和水合肼获得降解。并较好的解决了传统采用浓酸为活化剂而产生的产品采购、运输、贮存、使用不方便和爆炸、灼伤的安全隐患问题，不会产生二次污染。二氧化氯专用加注装置为各类处理规模二氧化氯药剂的连续、准确计量加注提供了条件，有效地解决了超低流量、小剂量二氧化氯加注时的恒流控制问题，也为垃圾污水、医院污水和染料、印染、制药、农药、石油化工、有机合成等特殊行业的污水处理提供了良好的配套设备。
　　2、动力波旋转泡沫分离装置与技术
　　动力波旋转流泡沫分离装置由波管、吸收管、循环槽、循环泵、风机等五部分构成。工作时，气相从波管的顶部由上而下进入，而液相则由特制的喷头呈螺旋状由下往上喷射，气液两相在波管内逆流接触，高速旋转的液流包裹、夹带大量带压气体高速旋转，形成巨大扭力不断分割、挤压气体，被包裹的带压的气体则因体积不断缩小，便向外膨胀，形成大量气泡，并在波管内形成稳定的泡沫层，即为驻波。驻波层内的大量气泡不仅大大增加了气液两相间的传质面积（比表面积≥780m2/m3），当大量高速喷出液相流体的撞击与（气）液两相的双向挤压时，气泡会发生破裂，从而使刚从液相中解析出来的游离氨氮又重新返回高速气流中，气液两相也因此得以分离，也使泡沫有极高的更新频率（≥33次/s）。
　　由于动力波装置可以单独使用，也可以多级叠加使用，还可以与吸附、离子交换、生化、膜处理等其他污水处理工艺组合使用，因此采用本技术处理工业高氨氮污水，氨氮的含量可不受限制，污水中酸、碱、盐的含量也不受限制。
　　3、锥度螺旋游离氨同步回收技术
　　由污水中吹脱出来的游离氨可经动力波装置的尾气排入大气，若直接排放会污染大气。因此我们在尾气管中特别设计了锥度螺旋填料氨回收装置。锥度螺旋填料是一种特殊的工业填料，具有气相负荷大、吸收效率高、阻力小，并具有自清洗功能，是氨回收填料的最佳选择。如果排放的污水中氨氮值特别高（≧2000mg/L），可以利用锥度螺旋填料专利技术，高效回收从污水中脱出的游离氨，将其制备成一定浓度的氨水，或硫酸铵、氯化铵与其他胺产品。从而实现清洁化生产，实现零排放。此外，同步回收技术，可以即时将波管内吹脱出来的游离氨从装置内移走，使污水中氨的游离反应过程能顺利地向生成物方向进行，从而可获得更好的氨氮吹脱效果。
　　四、工艺创新
　　1、反应-分离、解析-吸收过程的一体化工艺设计
　　动力波旋转泡沫分离装置采用了反应-分离、解析-吸收过程的一体化设计，使反应产物得以迅速分离，使反应过程向有利于生成物的方向移动，从而大大加速了反应的过程，提高了反应的转化率和氨氮的去除率，缩短了工艺流程，降低了项目投资。
　　2、多种污水处理工艺的组合使用
　　动力波装置可以非常方便的与吸附、离子交换、生化、膜处理等其他污水处理工艺组合使用，以达到所需要的深度氨氮处理要求。组合后的处理工艺，完全可以使各类工业污水实现达标排放，或实施工业废液绿色全循环处理工艺，实现“零排放”的环保战略目标。
　　3、锥度螺旋填料回收游离氨
　　由污水中吹脱出来的尾气不直接排入大气，而是利用锥度螺旋填料高效率地回收吹脱出的游离氨或其他有用的易挥发气相组分，实现清洁化生产，实现零排放。
　　4、工艺过程的通用性
　　如果将其中的液相换成特别配置的脱硫、脱硝剂，则该工艺技术也可应用于烟道气或其他工业废气的处理，亦有良好的处理效果。
　　五、结构创新
　　1、动力波旋转泡沫分离装置采用了特殊的旋转泡沫喷头，借助于动量平衡原理可产生高传质面积、高更新频率和高传质系数的驻波层。
　　2、动力波装置采用了多功能集成单体独立设计方案，其大小和级数，可根据氨氮浓度的高低、污水处理规模的需要设计；既可单独使用，也可以多级串联或并联使用，与其他污水处理工艺组合使用，可以满足各种特殊处理环境与处理要求的需要。