一種高濃度氨氮廢水處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于污水處理【技術領域】，具體涉及一種高濃度氨氮廢水處理裝置。所述裝置為可移動方形箱體，箱體內主要組成部分包括設有曝氣風機的脫氮塔、一級吸收塔、二級吸收塔、熱交換器和氨氮廢水中間儲罐；進水管通過熱交換器與氨氮廢水中間儲罐相連，氨氮廢水中間儲罐與脫氮塔相連，脫氮塔的出風口與一級吸收塔相連，一級吸收塔與二級吸收塔相連，二級吸收塔的出風口與脫氮塔的曝氣風機相連；脫氮塔還通過出水管與熱交換器相連。該裝置脫氮過程氨氮的分離效率高、能耗低，脫氮之后可對脫氮尾氣100%回收，并充分利用尾氣和廢水的余熱，增加能量利用效率，能夠實現(xiàn)全程的自動化控制。
【專利說明】一種高濃度氨氮廢水處理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于污水處理【技術領域】，具體涉及一種去除廢水中氨氮的裝置，尤其是一種適用于高濃度氨氮廢水處理裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各種污染物的排放量急劇增加。焦化、煉油、化肥、化工、冶煉、養(yǎng)殖等行業(yè)高濃度氨氮廢水的排放和城鎮(zhèn)生活污水氨氮濃度的持續(xù)升高更是帶來了嚴重的環(huán)境問題。水中氮磷含量超標是導致水體富營養(yǎng)化的主要原因，富營養(yǎng)化的水體往往造成藻類迅速繁殖，消耗水中的溶解氧，最后導致魚類和水生生物因為缺氧而死亡，進一步使水質惡化。另外，水中的氨氮在微生物作用下，容易轉化成硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，對人體有毒害作用。
[0003]氨氮廢水的處理仍是污水處理的一個難題，目前高濃度氨氮廢水的處理方法主要分為生物處理法和物化處理法。其中，生物處理法又分為傳統(tǒng)生物處理法和新型生物處理法。傳統(tǒng)的生物處理法工藝成熟，但在處理高濃度氨氮廢水時，常常需要考慮外加碳源和高氨氮抑制微生物活性的問題。新型生物法，如同時硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化，都能在不同程度上減少外加碳源用量，脫氮效率也高于傳統(tǒng)生物處理法，但是新型生物法工藝尚不成熟，在實際應用中還存在著許多問題。物化處理法工藝相對簡單，但是像離子交換法、折點加氯法、磷酸銨鎂沉淀法都存在處理成本高的問題，限制了它們在實際生產(chǎn)中的應用。吹脫法也是物化處理法的一種，應用比較廣泛，具有工藝成熟、處理率高、投資低的優(yōu)點；但是吹脫法存在能耗大、脫氮塔易結垢的問題。上述高濃度氨氮廢水處理方法各有優(yōu)缺點，卻都不能滿足經(jīng)濟、低耗、高效去除氨氮的要求。復合脫氮劑物化去除法是一種通過高效復合脫氮劑和高效復合脫氮塔相結合的高效氨分離法。首先將廢水中的的離子態(tài)銨鹽和有機氮最大限度地轉化成氨態(tài)氮，然后斷掉氨分子和水分子之間的氫鍵，使分子態(tài)的氨氣真正完全變成自由活潑的游離氨，再在高效氣液分離設備的物理作用下使其從水中徹底分離出來。但是，現(xiàn)有技術中的高效復合脫氮塔僅僅是利用復合脫氮劑高效去除氨氮，而不能同時實現(xiàn)氨氣回收、熱量回收等全面、經(jīng)濟的運行模式。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種高濃度氨氮廢水處理裝置，所述裝置不僅能高效去除氨氮，還能實現(xiàn)氨氣和熱量的回收利用。
[0005]本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn)上述目的:
[0006]一種高濃度氨氮廢水處理裝置，所述裝置為可移動方形箱體，箱體內主要組成部分包括設有曝氣風機的脫氮塔、一級吸收塔、二級吸收塔、熱交換器和氨氮廢水中間儲罐。脫氮塔為空心碳鋼內襯防腐材料箱體，脫氮塔和兩級吸收塔都外加保溫材料；脫氮塔內還設有PH探頭和溫度探頭，脫氮塔底部布有曝氣管，曝氣管距塔底約0.1m,加熱器設置在距塔底約0.3m處；脫氮塔的出風口通向一級吸收塔，一級吸收塔與二級吸收塔相通，二級吸收塔的出風口連接到脫氮塔的曝氣風機進口 ；脫氮塔的出水口連接熱交換器，進行熱量回用后再排放；熱交換器的另一端與進水管相連，通入尚未處理的氨氮原水，經(jīng)過熱交換器的氨氮原水進入氨氮廢水中間儲罐，待處理后的廢水完全排出脫氮塔后由進水泵輸送至脫氮塔內進行脫氮處理。
[0007]所述脫氮塔還分別與片堿加藥泵、脫氮劑加藥泵相連。所述片堿加藥泵與片堿加藥箱相連，脫氮劑加藥泵與脫氮劑加藥箱相連。
[0008]所述一級吸收塔、二級吸收塔分別與噴淋泵相連。一級吸收塔還與酸加藥泵相連，酸加藥泵與酸加藥箱相連。
[0009]所述曝氣風機采用變頻控制，出口設置壓力自動控制閥，用于控制曝氣風機調節(jié)循環(huán)風量(氣水比)和釋放過多的空氣。
[0010]高濃度氨氮廢水在上述裝置中的處理工藝為:未處理的高濃度氨氮廢水首先由進水管流經(jīng)熱交換器，和同樣流經(jīng)熱交換器的出水管中的處理后的廢水進行熱量交換后，進入氨氮廢水中間儲罐，待處理后的廢水完全排出脫氮塔后由進水泵輸送至脫氮塔內進行脫氮處理。在脫氮塔中，向塔內投加高效復合脫氮劑，再開啟曝氣風機進行曝氣，片堿加藥泵和加熱器也同時啟動，在脫氮劑的化學作用和曝氣吹脫的物理作用下，即可將廢水中的高濃度氨氮徹底地去除。從脫氮塔分離出來的高濃度氨氣，進入一級吸收塔、二級吸收塔，酸加藥泵開啟，分別向一級吸收塔、二級吸收塔中通入酸，從脫氮塔分離出來的高濃度氨氣在一級吸收塔、二級吸收塔內被回收成氨水、硫酸銨或氯化銨成品，實現(xiàn)了資源的循環(huán)再利用，而經(jīng)過兩級吸收塔吸收后的剩余含氨氮尾氣經(jīng)過曝氣風機，重新進入脫氮塔，該空氣具有一定的溫度，這樣就可以實現(xiàn)空氣中熱量的回收，同時有利于加熱脫氮，升溫速度快，效率更高，能量利用率高。經(jīng)由脫氮塔處理后的高溫廢水經(jīng)過出水管流經(jīng)熱交換器，通過熱交換器與同樣流經(jīng)熱交換器的未處理的高濃度氨氮廢水原水進行熱交換，充分利用處理后的廢水中的熱量，同時也縮短處理過程中的加溫時間。進行熱交換后的氨氮原水進入中間儲罐，待處理后的廢水從脫氮塔中排除后再由進水泵輸送至脫氮塔中進行脫氮處理。
[0011]所述高濃度氨氮廢水處理裝置的箱體內還設有PLC自動控制系統(tǒng)；脫氮過程在PLC自動控制系統(tǒng)控制下可以實現(xiàn)全自動運行，包括自動進出水，自動加堿調pH值，自動控制塔體水溫。自動運行分為進水、曝氣運行、排水三個階段。進水階段由脫氮塔內液位和時間同時控制，進水泵運行后，只要脫氮塔內液位達到設定液位，或者是進水時間達到設定時間，進水泵都會停止運行，整個系統(tǒng)自動進入下曝氣運行階段；曝氣運行時間達到設定時間，曝氣風機自動停止，排水電磁閥自動開啟，系統(tǒng)進入排水階段；達到排水時間，排水電磁閥自動關閉。在曝氣運行階段根據(jù)設定的時間和PH探頭反饋的信息，當達到設定時間條件或PH高點時，自動停止加藥泵，pH下降到pH低點則自動啟動加藥泵。在曝氣運行階段由溫度探頭反饋溫度信息，當溫度達到加熱高點則加熱器停止運行，溫度低于加熱低點則加熱器開始運行。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0013]本實用新型具有高效去除氨氮的特點。脫氮塔與高效復合脫氮劑相結合，由于高效復合脫氮劑含有大量的O、H、CO、HO、CH、CH2等原子和離子活性基團，能使廢水中的銨鹽最大限度地轉化為游離氨，這在很大程度上提高了曝氣吹脫的效率。游離氨從水中逸出的過程是一個相轉移的過程，推動力來自氨在氣相和液相中的濃度差，廢水中游離氨濃度越大，游離氨從液相轉移到氣相的傳質推動力越大。此外，已經(jīng)分離出來的氨氣，由于不斷地被轉移到吸收塔，減小了液面上氨氣的平衡分壓，則進一步促進了氨氣的逸出。相比于傳統(tǒng)的吹脫塔，高效復合脫氮塔只需較小的氣液比就可以達到更高的去除效果，降低了能耗，而且可以根據(jù)水質狀況和需要，調整設計反應停留時間，從而能夠保證廢水中氨氮的徹底分離。
[0014]本實用新型具有充回用資源的特點，能實現(xiàn)銨鹽和余熱的回收。脫氮塔和兩級吸收塔外加保溫材料，防止熱量散發(fā)。同時，吸收塔內的吸收液由于熱空氣的對流傳熱而具有一定的溫度，會保持吸收塔中的銨鹽較高的溶解度，有利于后續(xù)的結晶析出。二級吸收塔出風口連接到脫氮塔的曝氣風機進口，在脫氮塔中被吹出的含氨氮熱空氣經(jīng)兩級吸收塔吸收后作為曝氣風機的進風，從而實現(xiàn)脫氮尾氣的100%回收。該空氣具有一定的溫度，這樣就可以實現(xiàn)空氣中熱量的回收，同時有利于加熱脫氮，升溫速度快，效率更高，能量利用率高。此外，曝氣風機進口設置壓力自動控制閥，用于補充新風。曝氣風機采用變頻控制，出口設置壓力自動控制閥，用于控制曝氣風機調節(jié)循環(huán)風量(氣水比)和釋放過多的空氣。脫氮塔的出水口連接熱交換器，利用處理后的廢水中的熱量對下次處理的氨氮原水進行加熱，經(jīng)過熱交換器的氨氮原水進入中間儲罐，待處理后的廢水完全排出脫氮塔后由進水泵輸送至脫氮塔內進行脫氮處理。
[0015]在運行操作方面，所述裝置可采用自動和手動兩種方式運行。其自動化運行過程分為進水階段、曝氣階段和排水階段；在自動化運行過程中可自動加堿調PH值，自動控制塔體水溫，自動進出水。
[0016]脫氮過程氨氮的分離效率高、能耗低，脫氮之后可對脫氮尾氣100%回收，并充分利用尾氣和廢水的余熱，增加能量利用效率，能夠實現(xiàn)全程的自動化控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1.本實用新型所述高濃度氨氮廢水處理裝置箱體內部主要結構示意圖。
[0018]附圖標記表:1脫氮塔；2 —級吸收塔；3 二級吸收塔；4脫氮劑加藥箱；5片堿加藥箱；6酸加藥箱；7酸加藥泵；8片堿加藥泵；9脫氮劑加藥泵；10噴淋泵；11曝氣風機；12進水泵；13熱交換器；14氨氮廢水中間儲罐；15進水管。
[0019]圖2.本實用新型所述高濃度氨氮廢水處理裝置箱體的外觀正視圖。
[0020]圖3.本實用新型所述高濃度氨氮廢水處理裝置箱體的外觀側視圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作出進一步地詳細闡述，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。
[0022]實施例1
[0023]裝置的構建:一種高濃度氨氮廢水處理裝置，所述裝置為可移動方形箱體，箱體內主要組成部分的結構示意圖如圖1所示。在圖1中，脫氮塔I內設有加熱器、PH探頭、溫度探頭。脫氮塔I通過管道與進水泵12、一級回收塔2、片堿加藥泵8、脫氮劑加藥泵9相連；一級回收塔2與二級吸收塔3相連；一級吸收塔2還與酸加藥泵7相連。脫氮劑加藥箱4、片堿加藥箱5、酸加藥箱6分別與脫氮劑加藥泵9、片堿加藥泵8、酸加藥泵7相連；脫氮塔I還通過出水口連接到熱交換器13，熱交換器13的另一端與氨氮廢水中間儲罐14相連，氨氮廢水中間儲罐14通過進水泵12與脫氮塔I相連；噴淋泵10分別與一級吸收塔2和二級吸收塔3連通；二級吸收塔3的出風口連接到曝氣風機11的進風口 ；曝氣風機11與脫氮塔I塔底的曝氣管相連。
[0024]圖2所示外箱體為鋼結構，脫氮塔1、一級吸收塔2、二級吸收塔3、脫氮劑加藥箱
4、片堿加藥箱5、酸加藥泵6內外均刷環(huán)氧富鋅漆，其中脫氮塔I和一級吸收塔2、二級吸收塔3都外加保溫材料。
[0025]高濃度氨氮廢水在上述裝置中的處理工藝為:未處理的高濃度氨氮廢水首先由進水管15流經(jīng)熱交換器13，和同樣流經(jīng)熱交換器13的出水管中的處理后的廢水進行熱量交換后，進入氨氮廢水中間儲罐14，獲得熱量的未處理廢水，待處理后的廢水完全排出脫氮塔I后由進水泵12輸送至脫氮塔I內進行脫氮處理。在脫氮塔I中，向塔內投加高效復合脫氮劑，再開啟曝氣風機11進行曝氣，片堿加藥泵5和加熱器也同時啟動，在脫氮劑的化學作用和曝氣吹脫的物理作用下，即可將廢水中的高濃度氨氮徹底地去除。從脫氮塔I分離出來的高濃度氨氣，進入一級吸收塔2、二級吸收塔3，酸加藥泵6開啟，分別向一級吸收塔2、二級吸收塔3中通入酸，從脫氮塔I分離出來的高濃度氨氣在一級吸收塔2、二級吸收塔3內被回收成氨水、硫酸銨或氯化銨成品，實現(xiàn)了資源的循環(huán)再利用，而經(jīng)過兩級吸收塔吸收后的剩余含氨氮尾氣經(jīng)過曝氣風機11，重新進入脫氮塔1，該空氣具有一定的溫度，這樣就可以實現(xiàn)空氣中熱量的回收，同時有利于加熱脫氮，升溫速度快，效率更高，能量利用率高。經(jīng)由脫氮塔I處理后的高溫廢水經(jīng)過出水管流經(jīng)熱交換器13，通過熱交換器13與同樣流經(jīng)熱交換器13的未處理的高濃度氨氮廢水原水進行熱交換，充分利用處理后的廢水中的熱量，同時也縮短處理過程中的加溫時間。進行熱交換后的氨氮原水進入氨氮廢水中間儲罐14，待處理后的廢水從脫氮塔中排除后再由進水泵12輸送至脫氮塔I中進行脫氮處理。
[0026]利用實施例所述高濃度氨氮廢水處理裝置處理氨氮濃度在4000 mg/L的廢水，調整pH為11，溫度在4(T50 °C，脫氮劑投加量在15 mg/L，曝氣8小時，氨氮濃度可降到15mg/L以下，去除率>99%。
[0027]所述脫氮劑為市售常規(guī)脫氮劑。
【權利要求】
1.一種高濃度氨氮廢水處理裝置，所述裝置為可移動方形箱體，其特征在于，箱體內主要組成部分包括設有曝氣風機的脫氮塔、一級吸收塔、二級吸收塔、熱交換器和氨氮廢水中間儲罐；進水管通過熱交換器與氨氮廢水中間儲罐相連，氨氮廢水中間儲罐與脫氮塔相連，脫氮塔的出風口與一級吸收塔相連，一級吸收塔與二級吸收塔相連，二級吸收塔的出風口與脫氮塔的曝氣風機相連；脫氮塔還通過出水管與熱交換器相連。
2.根據(jù)權利要求1所述裝置，其特征在于，所述脫氮塔還分別與片堿加藥泵、脫氮劑加藥泵相連。
3.根據(jù)權利要求2所述裝置，其特征在于，所述片堿加藥泵與片堿加藥箱相連，脫氮劑加藥泵與脫氮劑加藥箱相連。
4.根據(jù)權利要求1所述裝置，其特征在于，所述一級吸收塔、二級吸收塔分別與噴淋泵相連。
5.根據(jù)權利要求1所述裝置，其特征在于，所述一級吸收塔還與酸加藥泵相連。
6.根據(jù)權利要求5所述裝置，其特征在于，所述酸加藥泵與酸加藥箱相連。
7.根據(jù)權利要求1所述裝置，其特征在于，所述氨氮廢水中間儲罐與脫氮塔之間設有進水泵。
8.根據(jù)權利要求1所述裝置，其特征在于，所述曝氣風機采用變頻控制，曝氣風機設有壓力自動控制閥。
9.根據(jù)權利要求1所述裝置，其特征在于，所述裝置的箱體內還設有PLC控制系統(tǒng)。
【文檔編號】C01C1/16GK203382549SQ201320505525
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權日:2013年8月19日
【發(fā)明者】孫連鵬, 羅家和, 陳莉莉, 方恒 申請人:中山大學