專利名稱：一種廢水處理回收氨的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)和資源循環(huán)利用領(lǐng)域，涉及一種廢水處理回收氨的裝置與方法。
背景技術(shù)：
化工、焦化、化肥、煉油、冶金等企業(yè)是高濃度氨氮廢水的主要排放源頭，成分復雜，污染物濃度高，難以生化降解，危害性大。目前，工業(yè)廢水中的氨氮的脫除，通常采用生物法、吹脫法、離子交換法、折點加氯法等，其中生物法是經(jīng)過硝化和反硝化過程。占地面積大，一次投資費用高，且脫除周期長，將其轉(zhuǎn)化為非活性的氣態(tài)氮釋放到大氣中，造成資源料費。也可以采用物理化學方法，CN 2532067Y公開了一種利用物理法廢水脫氨氮的裝置， 通過超聲波將NH3-N化學鍵斷裂破壞其穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)，使NH3-N轉(zhuǎn)化為單分子N2和NH3而達到脫除氨氮的目的。該方法由于需要破壞化合鍵，因此需要較高的能量。一種高濃度氨氮廢水的處理方法，公開號CN1367147A，公開了一種高濃度氨氮廢水的處理方法，依次向廢水中加入堿性復合劑生石灰和過氧化鈣以及氫氧化鈉、過硼酸鈉和脫氮劑，攪拌反應(yīng)后進行曝氣，最后加入絮凝劑，沉降分離。但是，據(jù)報道，該過程在曝氣過程中會產(chǎn)生大量的泡沫，覆蓋在廢水表面，使反應(yīng)物無法及時去除，嚴重影響脫氮效果， 難以操作；同時通過空氣的吹脫易引起空氣污染。專利CN 1600693A,公開了一種高效脫氨塔，加入脫氨劑調(diào)節(jié)pH后的廢水經(jīng)過液體分布管，通過除沫器后，經(jīng)過多次氣液傳質(zhì)和曝氣反應(yīng)后從塔底出水口流出，同時有鼓風機將空氣泵入塔內(nèi)向上經(jīng)過空氣分布器，塔板層，除沫器和液體分布管后，從塔頂排出。本方法僅僅是采用的曝氣吹脫的方式進行脫氨，容易受曝氣效果的影響，曝氣不充分脫氮效果不佳，曝氣過多，氨氣易溢出，造成空氣污染。專利C擬913334Y，公開了一種利用真空負壓吹脫廢水中氨氮的設(shè)備。該設(shè)備主要有脫氮罐，翻騰式氣體吸收罐或文丘里氣體吸收塔和真空抽吸系統(tǒng)組成，通過對含氨氮廢水的密封真空脫氮罐上部空間施加真空負壓產(chǎn)生抽吸作用，使得廢水中的氨氮在常溫和無需調(diào)整PH前提下轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3分子逸出水面，而被抽出。在該操作條件下，真空度高達 0. 09MPa(700mmHg)以上，可以防止空氣的污染，但該裝置采用筒式脫氨罐，氣液接觸面積小，才能提高氨氮的脫除率，因此不能有效保證氨氮的脫除效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種廢水處理回收氨的裝置與方法，該方法基于 NH4 +OH ONH3 +H2O化學平衡和NH3與H2O的沸點不同，當溫度控制在40-60°C，真空度控制在0. 04-0. 06MPa時，氨揮發(fā)而水并不揮發(fā)的原理，利用真空降膜鼓泡脫氨裝置，在較低溫度下，利用真空、鼓泡強化攪動和降膜加熱，擴大了氣相與液相的接觸面積，強化了氨氮的脫除效果，并利用負壓對揮發(fā)的氨進行回收避免空氣污染。達到了廢水凈化(氨氮含量低于5mg/L)和氨資源化的效果。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種廢水處理回收氨的裝置，是真空降膜鼓泡脫氨裝置，包括降膜加熱器、水收集罐、吸收裝置和真空裝置，具體結(jié)構(gòu)如下降膜加熱器由溶液分配室、 兩層篩板、篩孔、列管式加熱室、蒸汽入口、冷凝水出口和排氣口組成。降膜加熱器頂部是溶液分配室，設(shè)兩層篩板，篩板上的篩孔交錯布置，進行溶液分布；溶液分配室的上部有氣體排出口，排氣口與吸收裝置和真空裝置相連；降膜加熱器中部為列管式加熱室，由列管組成，殼程為加熱蒸汽空間并收集冷凝液，管程為溶液降液管；降膜加熱器底部為水收集罐， 水收集罐的上部有空氣入口和曝氣入口，下部有曝氣盤，水收集罐的底部是溶液出口，為方便調(diào)節(jié)在空氣入口直接接通大氣或連接鼓風機閥門控制進氣量。吸收裝置是由一級吸收裝置和氨吸收裝置兩部分組成，可以采用多板折流吸收槽也可以利用填料塔吸收器。真空裝置為脫氨裝置提供真空環(huán)境，強化氨氮脫除效果，提高脫氨效率，可以采用真空泵、風機或大氣腿。使用上述裝置的方法包括以下步驟(1)預處理和保安過濾器除去廢水中的固相雜質(zhì)；(2)預熱器將過濾后的廢水利用溶液出口的出水進行預熱提高廢水溫度；(3)pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)向廢水中加入堿性絡(luò)合劑調(diào)節(jié)廢水的pH ；堿性絡(luò)合劑中氫氧化鈉占的質(zhì)量比例為O 2%，堿性絡(luò)合劑可以為多聚磷酸鈉等。(4)該方法利用真空降膜鼓泡脫氨裝置將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為游離氨，從廢水中逸出，降膜加熱、真空和鼓泡強化了氨氮轉(zhuǎn)化為游離氨的效果；控制廢水溫度在40-60°C， 在此溫度下游離氨逸出溶液，而水不會揮發(fā)。如果有其他廢氣如揮發(fā)酚，利用一級吸收裝置進行吸收，氨吸收裝置回收氨。廢水經(jīng)過預處理、保安過濾器，預熱器預熱，通過加藥系統(tǒng)向廢水中加入堿性絡(luò)合劑調(diào)節(jié)PH后，進入降膜加熱器中的溶液分配室，經(jīng)篩板和篩孔布水后，由管程降液，在列管式加熱室中受到殼程中蒸汽的加熱。在廢水降液過程中，廢水中的氨氮部分轉(zhuǎn)化為游離氨逸出溶液，并隨著由空氣入口中進入的空氣上升至排氣口進入吸收裝置進行氨回收；經(jīng)過降膜加熱器脫氨后的廢水進入水收集罐中。受到曝氣入口和曝氣盤產(chǎn)生的氣泡的鼓泡攪動作用，廢水中的剩余的氨氮轉(zhuǎn)化為游離氨逸出溶液，進一步脫除水收集罐中廢水的氨氮。逸出的游離隨著鼓泡產(chǎn)生的氣體由上部的排氣口進入吸收裝置進行氨回收。脫氨氮后的合格溶液從水收集罐底部的溶液出口排出，經(jīng)泵泵入預熱器中對廢水進行預熱后，得到的凈化出水。蒸汽由蒸汽入口進入降膜加熱器的殼程中，冷凝水由冷凝水出口流出。整個過程在一定真空下進行，真空度是由真空裝置、空氣入口、曝氣入口、曝氣盤和真空度調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)控制。整個工藝流量通過流量計控制，pH根據(jù)pH計進行調(diào)節(jié)。本發(fā)明的裝置和方法，回收率高，能耗低，操作方便，可以連續(xù)和間歇生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的的裝置示意圖。圖2是本發(fā)明的方法流程圖。圖中1預處理；2保安過濾器；3預熱器；4加藥裝置；5流量計；6pH計；7降膜加熱器；8蒸汽入口 ；9曝氣入口 ；10排氣口 ；11溶液分配室；12篩板；13篩孔；14管程；15殼程；16冷凝水出口 ；17空氣入口 ；18水收集罐；19曝氣盤；20溶液出口 ；21真空度調(diào)節(jié)閥； 22 一級吸收裝置；23真空度表；對氨吸收裝置；25真空度表J6真空裝置；27泵
具體實施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的具體實施例。實施例1 對氨氮含量為llMmg/L氯化銨的廢水進行處理并回收氨。實驗真空度控制在 0. 04-0. 06MPa，加熱器溫度控制在40_50°C。三個小時氨氮的脫除率達到99%以上。
權(quán)利要求
1.一種廢水處理回收氨的裝置，是一種真空降膜鼓泡脫氨裝置，其特征在于，包括降膜加熱器、水收集罐、吸收裝置和真空裝置。降膜加熱器由溶液分配室、兩層篩板、篩孔、列管式加熱室、蒸汽入口、冷凝水出口和排氣口組成。降膜加熱器頂部是溶液分配室，設(shè)兩層篩板，篩板上有篩孔交錯布置，進行溶液分布；溶液分配室的上部是排氣口，排氣口與吸收裝置和真空裝置相連；降膜加熱器中部為列管式加熱室，由列管組成，管程為溶液降液管，殼程為加熱蒸汽空間并收集冷凝液；降膜加熱器底部為水收集罐，水收集罐的上部有空氣入口和曝氣入口，下部有曝氣盤，水收集罐的底部是溶液出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于，在空氣入口處直接接通大氣或連接鼓風機閥門控制進氣量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于，吸收裝置是由一級吸收裝置和氨吸收裝置兩部分組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征還在于，吸收裝置采用多板折流吸收槽或填料塔吸收器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于，真空裝置采用真空泵、風機或大氣腿。
6.使用權(quán)利要求1-5任一裝置所述的方法，其特征在于包括以下步驟(1)預處理裝置和保安過濾器除去廢水中的固相雜質(zhì)；(2)預熱器將過濾后的水利用外排水進行預熱提高廢水溫度；(3)pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)向廢水中加入堿性絡(luò)合劑調(diào)節(jié)廢水的pH；堿性絡(luò)合劑中氫氧化鈉占的質(zhì)量比為0 2% ；(4)該方法利用真空降膜鼓泡脫氨裝置將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為游離氨，從廢水中逸出， 降膜加熱、真空和鼓泡強化了氨氮轉(zhuǎn)化為游離氨；控制廢水溫度在40-60°C ；氨吸收裝置吸收脫氨系統(tǒng)逸出的游離氨進行回收。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征還在于，堿性絡(luò)合劑為多聚磷酸鈉。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征還在于，其他廢氣用一級吸收裝置進行吸收，氨吸收裝置回收氨。
全文摘要
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)和資源循環(huán)利用領(lǐng)域，涉及一種廢水處理回收氨的裝置與方法。本發(fā)明是基于化學平衡和NH3與H2O的沸點不同，當溫度控制在40-60℃，真空度控制在0.04-0.06MPa時，氨揮發(fā)而水并不揮發(fā)的原理，利用真空降膜鼓泡脫氨裝置，在較低溫度下，利用真空、鼓泡強化攪動和降膜加熱，擴大了氣相與液相的接觸面積，強化了氨氮的脫除效果，并利用負壓對揮發(fā)的氨進行回收避免空氣污染。本發(fā)明的裝置和方法，回收率高，能耗低，操作方便，可以連續(xù)和間歇生產(chǎn)。
文檔編號C02F1/66GK102167454SQ20111005286
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者張星, 林載祁, 王刃, 程子洪, 趙南南, 馬偉, 黃琦 申請人:大連理工大學