《高氨氮废水回用》PPT课件.ppt

-全国工业废水处理及工程应用新技术、新设备交流研讨会,膜技术在高氨氮废水资源化中的应用,2012年10月20日,(1)、氨氮废水的膜法前处理，采用超滤膜作为预处理的运行方式的研究；通过超滤结合纳滤的前处理工艺，保证进反渗透系统的稳定性。 (2)、含氨氮量较高的废水经反渗透膜脱盐，即起到对氨氮废水的初步浓缩，主要是让透过液水达到工艺回用要求或者排放要求； (3)、经反渗透浓缩后的浓水再采用电渗析工艺继续浓缩，当氨氮浓度高至15%左右时，送去蒸发工艺产品以固体形式外卖，或者循环回用至原料液勾兑用，实现资源的循环回用。,超滤系统,反渗透系统,回用水池,电渗析脱盐液,电渗析系统,浓缩液池,透过液回用 NH4+10mg/l,浓缩液12% 回生产勾兑 或去蒸发工段,反渗透浓水,高氨氮废水,反渗透透过液,超滤是以压力为推动力，利用超滤膜不同孔径对液体中溶质进行分离的物理筛分过程。其截断分子量一 般为6000到 50万，孔径为几十nm，操作压0.2-0.6MPa,超滤废水预处理应用于去除氨氮废水中固体杂质，去除病毒、热源等大分子，去除0.1mm的大分子物体，为满足反渗透和电渗析的进水条件。,超滤工艺在高氨氮废水处理中应用特点,反渗透能将废水中的大部份氨根留在浓水侧，透过液侧的氨根仅留有少量，可达到10mg/l。 反渗透系统的优点是占地少，运行成本低，进水控制在氨根小于5000时有利于透过液水质达标。 当氨氮浓度过高时所需配套的多级反渗透操作压力会过大，会影响膜系统运行的安全性，并使运行透过液出水水质难以低成本下达到规定要求。,反渗透工艺在高氨氮废水处理中的应用特点,电渗析工艺在高氨氮废水处理中应用特点,电渗析适合浓缩高浓氨氮废水，采用电渗析浓缩比反渗透更容易将硝铵或氯化铵溶液浓缩到大于12%，电渗析的运行成本约10元/吨，在高浓时比反渗透效率高。 电渗析占地面积多，操作安全性较差，易跑漏，运行维护不当有触电可能。 当淡水浓度低时ED运行效率低，用ED很难将氨氮稳定控制在10 mg/l，容易产生极化现象，大大增加了运行成本。,电极,电极,SO42-（CO32-）,电渗析器工作原理图,采用离子交换方法，会有树脂再生的问题，再生不彻底易造成树脂交换容量不足，进水铵根离子不稳定导致再生周期无法有效控制，进水浓度过高，会导致运行不稳定，产水值达不到出水规定的指标。 再生操作维护困难，再生过程中需消耗大量的酸碱，造成二次污染。 其优点：投资较低，运行成本较低。不适用于氨根过高的废水。,离子交换工艺在氨氮处理中的应用特点,反渗透、电渗析、离子交换及其它工艺在氨氮浓缩分离中的优缺点,采用反渗透膜法处理技术可回收大量淡水和有用物资浓缩液,结合后续蒸发结晶工艺可实现废水零排放从而消除了环境污染,是一项极具推广价值的环保技术，但其适用于低浓度氯化铵废水处理 当浓度超过6%时能耗高，光采用反渗透已没有多少作用。我们研制了电渗析和反渗透结合工艺来处理氯化铵废水，整个过程基本上无废水排放,实现节约水资源、消除环境污染、回收利用废水中氯化铵等三重目标，浓缩结晶后可用于回收农业级氯化铵。使系统真正达到了清洁生产。,膜技术在氯化铵废水资源化中的应用,设计进水量 电渗析处理水量：8m2/h； 一级反渗透处理量：40m2/h，每套各20m2/h； 二级反渗透处理量：24m2/h； 设计进水水质 电渗析进水水质：6（氯化铵浓度）,120T/d； 一级反渗透进水水质：1-2（氯化铵浓度）,360T/d 二级反渗透进水水质：氨氮=0.3g/l，氯离子=0.6-0.9g/l 设计出水水质 电渗析出水水质： 1213%（氯化铵浓度）； 二级反渗透出水水质：80mg/l（氯化铵浓度）；,480T/d 氯化铵废水零排放工程,二级RO 浓缩水去一级RO原水,一级RO系统,RO 浓缩液进入电渗析,RO 渗透水回用,蒸发系统,(300 PSI),一级RO 渗透水去二级 RO,回收率 : 80 to 85%,阻垢剂,0.3%氯化铵原水,(50 PSI),循环回用,RO,RO,RO,ED浓缩液去蒸发,电渗析,电渗析淡水去一级RO原水,二级RO系统,蒸发冷凝水进入RO,6%氯化铵原水,晶体外卖,480T/D氯化铵工艺流程简图,结合RO和ED优缺点及氯化铵废水的特性，我公司在浙江华友钴镍有限公司应用RO+ED工艺处理氯化铵废水，该工艺很好地利用了RO和ED的优势，又避免了RO和ED的不足部份，在达到浓水大于12%，淡水控制氨氮含量10 mg/l的同时降低了整个系统的投资成本和运行成本，系统运行更稳定，操作更简便，安全性更高。 本工艺无需再生，无二次污染，浓缩液返回至硝铵原料液再回用，较好地实现了资源回收。,工艺的选择 及说明,处理水量：480T/D 废水水质：氯化铵0.4% 0.5% 工艺：两级RO 膜：抗污染膜 压力：25kg/cm2 回用液：NH4+15mg/l,反渗透部份的工艺设计,处理量：480T/D氯化铵ED部份：400*1600mm 250对膜 数量：20台 排列：五组,3-5台/组 浓液：13%， 淡液：0.5%回至RO,电渗析部份的工艺设计,反渗透部份现场工艺界面设计,电渗析部份现场工艺界面设计,氯化铵固体资源化,氯化铵废水从0.4%浓缩到15%以上,再通过蒸发制成氯化铵晶体,浙江华友氯化铵废水零排放工程,运行成本概算,118.8万元/年 7.5元/ m3,15万元/年 1.26元/ m3,合计： 运行费用299.4万元/年，折算19.37元/m3,158.4万元/年 10元/ m3,7.2万元/年 0.61元/ m3,膜运行成本合计： 运行费用141万元/年，折算9.37元/m3,运行成本：膜运行成本可以控制在6-10元/吨废水，远比蒸发的工艺节能; 工程投资：吨水投资约为25-30万元，进水水质越低投资也低; 经济效益：原蒸发运行费用为70元/吨，膜工艺结合蒸发运行成本为20元/吨，节约50元/吨，每天比原工艺节2.4万元，年产生效益800万元。,浙江华友氯化铵废水零排放工程经济效益,采用反渗透和电渗析膜法处理硝氨废水，不仅回收了硝氨原料，而且还将大量淡水回用于吸收塔, 实现废水零排放从而消除了环境污染，是一项极具推广价值的环保技术。 硝氨的生产工艺中产生的废水主要是，光采用反渗透只能浓缩至6-7%，而电渗析则能将硝氨浓缩至12%-13%。我们推广电渗析和反渗透结合工艺来处理硝铵废水，整个过程无废水排放，实现节约水资源、消除环境污染、回收利用废水中硝铵等三重目标，替代了以往的全电渗析工艺，使系统运行成本更低，成为节能的清洁生产工艺。,膜技术在硝铵废水资源化中的应用,1、废水为硝铵，水量12T/H; 2、硝铵浓度约0.20; 3、PH为 2.04.0 4、温度 40,废水来源和水质情况,处理后的技术指标,1、回用透过液水量11.8T/H，NH4+量10mg/l; 2、浓液量约0.2T/H，硝铵浓度12%; 3、PH为 6.57.0 4、温度 3540,某硝氨企业简要工艺流程图,工艺流程说明,硝铵冷凝液通过投加硝酸或氨水，在调节反应罐内将PH控制在6左右，再经冷却到35以下后，硝铵废水经增压泵打入反渗透系统，废水通过反渗透系统中的两级保安过滤器过滤，去除硝铵废水中可能带入的细小杂质，确保后续处理系统运行安全及减少RO膜污染。 经过一级RO后的淡液进入二级RO系统进一步处理，其中经二级RO处理后的透过液（氨氮小于等于10mg/l，PH为6左右）送往冷却系统做为冷却循环水补充水，而二级RO的浓缩液回一级RO进水再浓缩处理； 一级RO浓缩液去电渗析系统，电渗析系统分成浓淡两室，其中小部分反渗透浓水经电渗析浓侧进一步浓缩当浓度达到12%以上后回生产工艺 ，而绝大部分的反渗透浓水经电渗析淡水侧进一步脱盐，当淡水侧硝铵废水比进反渗透的原废水低时，淡水侧硝铵废水再回反渗透系统进一步脱盐，完成整个工艺路线。,本套系统特点,（1）、膜法氨氮资源化的投资和运行更经济、合理、安全、可靠。 （2）、采用的耐腐蚀的玻璃钢外壳的保安滤器，对应孔径约为20m-5m两道过滤去除颗粒物杂质，保证反渗透和电渗析膜的安全进水条件。 （3）、采用电渗析工艺在低压运行状态下就能保证浓水高浓度的指标，运行耗电量略高，但采用反渗透预浓缩后再经电渗析，是一种节能而又环保的处理工艺。 （4）、反渗透+电渗析氨氮回用系统；对各个单体设备将进行优化组合，改进提高，除了保证其运行性能外，尽可能使设备结构更加合理实用、操作维护更加方便、外观更加简洁美观；,硝氨浓缩的运行成本,计算依据：年生产天数按330天计，天运行时间按24小时计，小时处理量按12m3/h计，每天处理料液量为288m3；电费按0.8元/KWH计，硝酸费用为2500元/吨。 电费：每天用电量为1600.7KWH,电费为1280.56元，每年电费为42.2585万元；所需电费为4.45元/吨; 人工费：每年为8万元（按4人计），人工费为：0.84元/吨; 药剂费：考虑加硝酸及一月清洗一次，加硝酸量按2KG/t，药剂费为5.0元/吨，由于加入的硝酸最后均回至了原料液中，所以加药费用在此可以忽略不计，考虑清洗药剂约需要300元/月，则运行成本0.03元/吨; 保安滤芯更换费用：按两个月更换一次计算，每次更换需1000元，则需要的更换费用为0.03元/吨;,硝氨浓缩的运行成本,反渗透膜更换费用：（一级抗污染膜更换周期按2年计，膜费用按8000元/支）每年膜更换费用为7.2万元，每m3废水膜更换费用为0.76元, 二级膜更换周期按3年计，膜费用按7500元/支，每年膜更换费用为3.75万元，每m3料液膜更换费用为0.39元,反渗透膜更换费用合计为1.15元/吨; 电渗析膜更换费用：（更换周期按3年计，膜费用按16万元）每年膜更换费用为8万元，电渗析膜更换费用为0.84元/吨; 以上各项合计： 处理每吨废水运行费用=4.45+0.84+0.03+0.03+1.1+0.84=7.29元 天运行费用为：2099.52元 年运行费用为：69.28万元,硝氨浓缩的技术经济指标,回用水的效益： 按锅炉用水每吨4元计算，每天回用约280T锅炉用水，则每天因回用 水产生的效益有1120元，则每年为36.96万元。 回用硝铵原料的效益： 按硝铵每吨3000元计，由于是液体，按12%硝铵每吨360元计，则每天回用约4.8吨硝铵，则天回用经济效益有1728元，则每年为57.02万元。 年回用资源合计=36.96+57.02=93.98万元 总经济效益=93.98-69.28=30.7万元 如采用全电渗析工艺运行电费成本在10.55元/t左右，电渗析膜及部份隔板的更换按三年寿命计算，更换一次费用需要80万元，折算至运行成本2.80元/t左右，加上电渗析由于修护费用较高，如更换检漏等人工费约需要1.0元/t左右，合计：14.35元/t，天运行成本为4132.8元,年运行成本需要136.38万元。,回用的效益,如采用全电渗析工艺运行电费成本在10.55元/t左右，电渗析膜及部份隔板的更换按三年寿命计算，更换一次费用需要80万元，折算至运行成本2.80元/t左右，加上电渗析由于修护费用较高，如更换检漏等人工费约需要1.0元/t左右，合计：14.35元/t，天运行成本为4132.8元,年运行成本需要136.38万元。 全电渗析法要比采用反渗透结合电渗析的方法运行成本高出近一倍，占地也多，维护不方便，通过了解以往的硝铵厂家的运行情况，如陕西兴化30t/h的硝铵浓缩项目配置了52台电渗析器，总投资要1000余万元，淡水控制在氨氮小于15mg/l。全电渗析的方法仅有利于浓缩液的回用，而不利于低透过液小于10mg/l的水质控制，一次性投资比膜集成法略高。 所以本项目我们推荐最优的膜集成方法，使硝酸铵生产过程中的废水实现零排放。而且也为用户创造了一定的经济效益。,压力：膜大多靠静压差来实现分离的; 浓度：为提高得率，过滤中浓度会下降; 温度：当废水温度高时，需加冷却器; 流速：需要保持膜面错流状态; 通量：衰减明显时需及时清洗恢复; PH：需要保持PH值约6左右，氨氮脱除率高; 污染：去除在浓缩中可能带来的无机结垢和有机污染，超滤或纳滤作为预处理，保证浓缩效率。,影响膜过滤的关键因素,膜的污染大体可分为沉淀污染、吸附污染、生物污染。可以通过控制膜污染影响因素，减少膜污染的危害，延长膜的有效操作时间，减少清洗频率，提高生产能力和效率，因此在应用膜技术的过程中，必须注意以下几点: 进料液的预处理：预过滤、pH及前道处理的控制； 选择合适的膜材料：提高脱盐率，减轻膜的吸附及衰减； 改善操作条件：加大流速，保证膜面湍流状态； 停机或一定时间内用净水快冲洗，防污物积累； 加入防止结垢的有效药剂，如酸、杀菌剂和碱等。 合理的化学清洗：以保持膜通量及过滤的有效性。,防止膜污染的方法,本工艺技术特点总结,1、针对高氨氮废水，采用生物法已经很难解决达标排放问题，而用吹脱法氨氮浓度又偏低的情况下，我们采用零排放的工艺路线，通过膜集成工艺，做到回用水氨氮浓度在15mg/L以下，而浓铵盐含量达到12%以上，再结合蒸发结晶工艺，做到高氨氮废水的资源利用； 2、对于1000mg/L以上的高氨氮废水直接生化处理，难以达到排放要求及日益提升的排放要求，也提出氨氮废水的全回用要求； 3、本技术与全蒸发零排放工艺