1、動力波旋轉流高氨氮污水處理工業化示范項目可行性研究報告一、立項的背景與意義動力波旋轉流高氨氮污水處理專用裝置是一種擁有自主知識產權的新型高效、多用途環保設備。用于高氨氮的工業污水處理，和同類裝置相比，在相同的處理能力和水質條件下，項目投資可減少30?50%,占地面積可減少50?70%,能耗可減少30?40%,處理成本可下降20?40%。利用本技術制作的組合式動力波污水處理專用裝置可以替代現有的大多數好氧水處理工藝，而且反應效率要提高20?30%。株化集團翔宇公司系中國最大的水合肼生產基地,其生產過程中排放的廢水氨氮含量極高,雖然公司已建立了污水處理裝置,仍未能做到達標排放,若排至湘江,將嚴重污

2、染湘江水資源,也制約了公司的進一步發展。如果本項目實施,利用現有的科研成果有效解決制約公司發展的高濃度氨氮廢水處理的關鍵性技術難題,不僅可有效改善株洲清水塘地區和湘江流域的水質與環境,而且可建立起我省高氨氮污水處理的示范工程,更有利于提高全省能源、資源利用率,顯著削減廢物排放量,使我省的節能減排技術及指標能居國內領先水平,也可為實現我省節能減排的總體目標提供強有力的科技支撐和示范,為實現我省“十一五”節能減排的總體目標作出貢獻。高氨氮廢水不僅限于水合肼產業,在石油化工、合成氨、化肥、純堿等行業也普遍存在,研發低成本、低能耗的氨氮廢水處理技術,并盡快產業化,也是我省節能減排急待解決的重大問題。而

3、且,本技術和相應裝置還可進一步推廣應用于高溫煙氣脫硫、除塵、脫氮,有效減少二氧化碳的排放量。現有實驗研究表明，用于煙氣處理，對SO吸收率可達到95%以上，除塵效率可達到99%以上,尤其對脫除亞微粒子比其他設備更為有效,凈化效率遠高于傳統除塵設備。裝置不僅有極高的脫硫除塵效率，還有良好的降溫和氣液傳質效果。且設備簡單、可靠性好，運行周期長，投資總費用比傳統工藝要節省30%以上。不僅可以應用于每小時幾百萬立方的大規模煙氣處理，也可應用于每小時幾十立方的小型煙氣處理。因此，充分利用本技術和裝置的高效率、低成本、多用途、適應性廣的優勢，研制有廣泛用途、并擁有自主知識產權的的一體化工業脫硫除塵設備，可開

4、發出系列大、中、小等不同類型的專用工業污水處理和煙氣處理專用裝置。其中，大型裝置可應用于大型工業燃煤設備和冶煉、化工、建材和相關行業的各類排出尾氣的處理，中型裝置則可應用于各類燃煤鍋爐的煙道氣處理，而小型裝置則可用于各大、中、小型酒店與餐館排出的油煙就地處理，同樣有巨大的市場需求和廣闊的應用前景。由此可見，它的工業化和產業化，不僅將會有力促進我國污水處理技術、煙氣脫硫除塵、洗滌凈化等大氣環境污染控制技術和環保裝備技術水平的提高，也將有利于促進形成我省新的集群創新體系和優勢環保產業，將科研優勢迅速轉化為產業鏈優勢，有力推動我市建設湖南先進制造業中心的工業化進程。二、國內外研究現狀與發展趨勢目前,

5、國內外針對高濃度氨氮廢水的幾種主要處理方法有氨吹脫法、化學沉淀(MAP法和生物處理法等。其中氨吹脫法6主要應用于高濃度胺氮廢水的預處理,通過調節廢水的PH值,控制水溫,布水負荷和汽液比,利用空氣或蒸汽吹脫的物理作用使胺氮從液相向氣象轉移.雖然設備簡單,容易控制,但吹脫效率有限,能耗大,即使是多級吹脫裝置也只能達到70%-80%的去除效率。化學沉淀法是向氨氮廢水中投加可溶性的鎂鹽和磷酸鹽,使廢水中的氟氮轉化為MgNHPQ?6H0（簡稱MAP沉淀,從而去除廢水中的氨氮，此法工藝簡單,去除效率可達85%左右,但藥劑用量大,處理成本較高,沉淀物的二次處理,以及藥劑投加引入的氯離子和磷離子的污染仍是需要

6、解決的問題。生物處理法9,10 氮的降解徹底,處理效果可以達到國家標準,目前應用較廣,但只限于處理低濃度胺氮廢水,且占地面積大,對于高濃度胺氮廢水,需要增設物化處理,這樣就使能耗及處理成本大大增加.近年來隨著研究的深入,也出現了一些新型的胺氮處理方法,比如荷蘭Delft技術大學開發的SHARQ短程硝化反硝化工藝，丹麥、意大利等國開發的同時硝化反硝化工藝等。還有物理化學法與生物法相結合的生物膜法、煙道氣治理法等,但其在理論上或實踐中仍存在很多有待解決的問題.湘潭大學化工學院2005年完成了動力波旋轉流一體化“脫硫除塵”裝置的實驗研究，并將其應用于煙氣脫硫，脫硫率平均達到90以上，除塵率達到95以

7、上，取得了較好的效果。2006年首次將其應用于50t/d工業有機廢水的處理也獲得成功。2007年在株化集團翔宇化工公司的協助下，針對公司水合肼類廢水的理化特性,首次將新型高效二氧化氯動力波旋轉泡沫分離技術,創造性地應用于水合肼高濃度氨氮廢水的處理，并直接以水合肼廢水為研究對象，深入展開了高氨氮工業污水的實驗研究，研究結果表明30C下經小時處理，廢水的CQ可由2400mg/L,降到190mg/L,去除率為;氨氮總量可由8750mg/L降至260mg/L,去除率高達97%,效果十分明顯，并在此基礎上進行了小型中試研究。因此，與株化集團翔宇化工公司合作，產學研相結合，利用高校的科研技術成果，借助于企

8、業豐富的工程實踐經驗，將二氧化氯的強氧化特性與自主研制的高效動力波旋轉泡沫分離裝置良好的氣液分離效果相結合,實現高氨氮廢水的有效分離，從根本上解決制約公司發展的節能減排關鍵性技術難題是完全可行的。項目實施不僅可實現科研成果的產業化，建立我省氨氮污水處理的示范工程，還可有效改善株洲清水塘地區和湘江流域的水質與環境，為實現我省節能減排的總體目標提供強有力的科技支撐。三、項目實施主要內容、技術關鍵與創新點、預期目標3.1項目實施的主要技術內容1 、廢水的氨氮去除率90%，COD勺去除率90%;2 、裝置的連續運行時間7天；3 、組織工業實施，建立示范工程，獲得工業應用的相關工程參數；4 、建立中試研

9、究平臺，為動力波污水處理技術的推廣應用提供有效的實驗手段。3.2擬解決的關鍵技術1 、水合肼工業污水的中試及參數的優化；2 、組合式動力波工業污水處理專用裝置的試制；3 、建立動力波工業污水處理技術工業應用的示范工程；3. 3項目創新點1、首次將動力波原理應用于工業污水處理，大大增加了氣液傳質面積，縮短了氧化反應時間；2、使“反應-分離一體化”，有效強化了氧化反應過程，提高了氨氮的去除率；4. 4預期目標1、廢水的氨氮去除率92%,COD勺去除率90%;2、裝置的連續正常運行時間7天；3、組織工業實施，建立示范工程，獲得工業應用的相關工程參數；4、建立中試研究平臺，為動力波污水處理技術的推廣應

10、用提供有效的實驗手段。5. 5項目的技術路線1?一體化動力波旋轉流污水處理裝置的結構如下圖所示：2?動力波旋轉流水合腓污水處理工程工藝流程圖3. 5項目勺技術來源二合作單位情況.知識產權歸屬情況說明!_申報國家發明本項目的技術來源為省教 為湘潭大學所有。科研,合作單AT務助的自主科研項目 育廳株化集團翔宇精細化工有抿青EL專利系株化集團知識產權集甲J 一個具翻蟻地位勺 丁除堤羥司 廢自行開發的冷凍脫堿,連續蒸發同時副產0噸/年工業鹽場的半璧江山，成為了行業的龍頭。勺水合腓生脫鹽，尿素法新工藝，出產規模現已達ihb JI0oT團？公司米凈水10噸/年, 臺腓市H1、應用或廣T11_,_F102T

11、102F103T103T104回04氣提塔,真空泵一業工氧化風機氧化塔i液堿槽一級風機一級分離二級風機二級偏離塔V4.11廣業牝前景：V102a,bV102102a103a一廢水池二氧化氯貯槽調節池一級分離泵二級分離泵動力波旋轉泡沫分離裝置相結合即構成“反應-分離”一體化的氨氮類廢水處理專用裝置。和同類裝置相比，在相同的處理能力和水質條件下，項目投資可減少30?50%占地面積可減少50?70%,能耗可減少30?40%,處理成本可下降20?40%利用本技術制作的組合式動力波污水處理專用裝置可以替代現有的大多數好氧水處理工藝，而且反應效率要提高20?30%不僅有良好的節能減排社會效益，也有較高的經

12、濟效益，有較高工業應用前景與推廣價值。利用本技術還可以進一步開發一體化動力波旋轉流煙氣凈化裝置，也將是一種可擁有自主知識產權的新型多用途環保設備，不僅具有效率高、費用低、設備簡單、安裝維修容易等特點，而且還有氣相負荷范圍廣（101?106需巾）、可用于高溫、高固相含M和強腐蝕性各類場合的獨特優勢。可應用于大型工業燃煤設備和冶煉、化工、建材和相關行業的各類排出尾氣的處理，千立方的中型裝置則可應用于各類燃煤鍋爐的煙道氣處理，而幾百立方以內的小型裝置則可用于各大、中、小型酒店與餐館排出油煙的就地處理。同時，還可利用動力波旋轉流獨特的技術特性，開發出系列可應用于不同規模的工業有機廢水處理的成套裝置。而

13、且其設備投資費用要比常規處理方法低30，和國內同類產品比較，不僅有明顯技術含量優勢，也有明顯價格優勢，因此必然有巨大的市場潛力。4. 2市場需求預測：高濃度氨氮廢水廣泛存在于石油化工、焦化、煤氣、化肥、農藥、純堿鐵合金、玻璃行業、肉類加工和味精行業，以及全國各地垃圾堆放場的滲透液和各養殖場的排放廢水、厭氧消化液等也都是高濃度的氨氮廢水，涉及行業領域極廣。我國沿海地區發生的大面積赤朝現象，氨氮對水體的污染實際也是其重要原因之一。由于高濃度氨氮廢水其成份復雜，含鹽、含生物毒性化合物，對環境的危害極大，其處理難度也極大。因此，投資少、能耗低、成本低、效率高，且適用范圍廣的高濃度氨氮廢水處理技術，一直

14、是國內外水處理研究的焦點。利用“動力波旋轉流污水處理技術”研發的一體化氨氮類廢水處理專用裝置，和同類裝置相比，不僅效率高、適用范圍廣，而且在相同的處理能力和水質條件下，項目投資可減少30?50%,占地面積可減少50?70%,能耗可減少30?40%，處理成本可下降20?40，不僅社會效益好，經濟效益也非常高，具有廣闊的市場前景。動力波旋轉流氨氮廢水處理裝置,不僅可以用于氨氮廢水處理,還可以部分替代現有的好氧水處理工藝各類有機廢水和醫院的廢水處理,甚至于還可以用于煙氣的脫硫除塵。裝置既可以應用于每小時幾百萬立方的大規模煙氣處理,也可應用于每小時幾十立方的小型煙氣處理,包括燃煤鍋爐的煙道氣和酒店與餐館排出的油煙處理。我國現有工業燃煤設備就有40萬臺，煤炭消費總量為