一種高濃度氨氮廢水處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)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(dòng)方形箱體，箱體內(nèi)主要組成部分包括設(shè)有曝氣風(fēng)機(jī)的脫氮塔、一級(jí)吸收塔、二級(jí)吸收塔、熱交換器和氨氮廢水中間儲(chǔ)罐；進(jìn)水管通過熱交換器與氨氮廢水中間儲(chǔ)罐相連，氨氮廢水中間儲(chǔ)罐與脫氮塔相連，脫氮塔的出風(fēng)口與一級(jí)吸收塔相連，一級(jí)吸收塔與二級(jí)吸收塔相連，二級(jí)吸收塔的出風(fēng)口與脫氮塔的曝氣風(fēng)機(jī)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(duì)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?qū)崿F(xiàn)全程的自動(dòng)化控制。
【專利說明】一種高濃度氨氮廢水處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(yán)重的環(huán)境問題。水中氮磷含量超標(biāo)是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因，富營(yíng)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(dǎo)致魚類和水生生物因?yàn)槿毖醵劳?，進(jìn)一步使水質(zhì)惡化。另外，水中的氨氮在微生物作用下，容易轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，對(duì)人體有毒害作用。
[0003]氨氮廢水的處理仍是污水處理的一個(gè)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(shí)，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(shí)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(shí)際應(yīng)用中還存在著許多問題。物化處理法工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，但是像離子交換法、折點(diǎn)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?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。吹脫法也是物化處理法的一種，應(yīng)用比較廣泛，具有工藝成熟、處理率高、投資低的優(yōu)點(diǎn)；但是吹脫法存在能耗大、脫氮塔易結(jié)垢的問題。上述高濃度氨氮廢水處理方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，卻都不能滿足經(jīng)濟(jì)、低耗、高效去除氨氮的要求。復(fù)合脫氮?jiǎng)┪锘コㄊ且环N通過高效復(fù)合脫氮?jiǎng)┖透咝?fù)合脫氮塔相結(jié)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(jī)氮最大限度地轉(zhuǎn)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(shè)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(shù)中的高效復(fù)合脫氮塔僅僅是利用復(fù)合脫氮?jiǎng)└咝コ钡荒芡瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)氨氣回收、熱量回收等全面、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)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(shí)現(xiàn)氨氣和熱量的回收利用。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:
一種高濃度氨氮廢水處理裝置，所述裝置為可移動(dòng)方形箱體，箱體內(nèi)主要組成部分包括設(shè)有曝氣風(fēng)機(jī)的脫氮塔、一級(jí)吸收塔、二級(jí)吸收塔、熱交換器和氨氮廢水中間儲(chǔ)罐。脫氮塔為空心碳鋼內(nèi)襯防腐材料箱體,脫氮塔和兩級(jí)吸收塔都外加保溫材料；脫氮塔內(nèi)還設(shè)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(shè)置在距塔底約0.3m處；脫氮塔的出風(fēng)口通向一級(jí)吸收塔，一級(jí)吸收塔與二級(jí)吸收塔相通，二級(jí)吸收塔的出風(fēng)口連接到脫氮塔的曝氣風(fēng)機(jī)進(jìn)口 ；脫氮塔的出水口連接熱交換器，進(jìn)行熱量回用后再排放；熱交換器的另一端與進(jìn)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(jìn)入氨氮廢水中間儲(chǔ)罐，待處理后的廢水完全排出脫氮塔后由進(jìn)水泵輸送至脫氮塔內(nèi)進(jìn)行脫氮處理。
[0006]所述脫氮塔還分別與片堿加藥泵、脫氮?jiǎng)┘铀幈孟噙B。所述片堿加藥泵與片堿加藥箱相連，脫氮?jiǎng)┘铀幈门c脫氮?jiǎng)┘铀幭湎噙B。
[0007]所述一級(jí)吸收塔、二級(jí)吸收塔分別與噴淋泵相連。一級(jí)吸收塔還與酸加藥泵相連，酸加藥泵與酸加藥箱相連。
[0008]所述曝氣風(fēng)機(jī)采用變頻控制，出口設(shè)置壓力自動(dòng)控制閥，用于控制曝氣風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)量(氣水比)和釋放過多的空氣。
[0009]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(jìn)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(jìn)行熱量交換后，進(jìn)入氨氮廢水中間儲(chǔ)罐，待處理后的廢水完全排出脫氮塔后由進(jìn)水泵輸送至脫氮塔內(nèi)進(jìn)行脫氮處理。在脫氮塔中，向塔內(nèi)投加高效復(fù)合脫氮?jiǎng)匍_啟曝氣風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣，片堿加藥泵和加熱器也同時(shí)啟動(dòng)，在脫氮?jiǎng)┑幕瘜W(xué)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(jìn)入一級(jí)吸收塔、二級(jí)吸收塔，酸加藥泵開啟，分別向一級(jí)吸收塔、二級(jí)吸收塔中通入酸，從脫氮塔分離出來的高濃度氨氣在一級(jí)吸收塔、二級(jí)吸收塔內(nèi)被回收成氨水、硫酸銨或氯化銨成品，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)再利用，而經(jīng)過兩級(jí)吸收塔吸收后的剩余含氨氮尾氣經(jīng)過曝氣風(fēng)機(jī)，重新進(jìn)入脫氮塔，該空氣具有一定的溫度，這樣就可以實(shí)現(xiàn)空氣中熱量的回收，同時(shí)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(jìn)行熱交換，充分利用處理后的廢水中的熱量，同時(shí)也縮短處理過程中的加溫時(shí)間。進(jìn)行熱交換后的氨氮原水進(jìn)入中間儲(chǔ)罐，待處理后的廢水從脫氮塔中排除后再由進(jìn)水泵輸送至脫氮塔中進(jìn)行脫氮處理。
[0010]所述高濃度氨氮廢水處理裝置的箱體內(nèi)還設(shè)有PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)；脫氮過程在PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)控制下可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，包括自動(dòng)進(jìn)出水，自動(dòng)加堿調(diào)pH值，自動(dòng)控制塔體水溫。自動(dòng)運(yùn)行分為進(jìn)水、曝氣運(yùn)行、排水三個(gè)階段。進(jìn)水階段由脫氮塔內(nèi)液位和時(shí)間同時(shí)控制，進(jìn)水泵運(yùn)行后，只要脫氮塔內(nèi)液位達(dá)到設(shè)定液位，或者是進(jìn)水時(shí)間達(dá)到設(shè)定時(shí)間，進(jìn)水泵都會(huì)停止運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入下曝氣運(yùn)行階段；曝氣運(yùn)行時(shí)間達(dá)到設(shè)定時(shí)間，曝氣風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止，排水電磁閥自動(dòng)開啟，系統(tǒng)進(jìn)入排水階段；達(dá)到排水時(shí)間，排水電磁閥自動(dòng)關(guān)閉。在曝氣運(yùn)行階段根據(jù)設(shè)定的時(shí)間和PH探頭反饋的信息，當(dāng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間條件或PH高點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)停止加藥泵，pH下降到pH低點(diǎn)則自動(dòng)啟動(dòng)加藥泵。在曝氣運(yùn)行階段由溫度探頭反饋溫度信息，當(dāng)溫度達(dá)到加熱高點(diǎn)則加熱器停止運(yùn)行，溫度低于加熱低點(diǎn)則加熱器開始運(yùn)行。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明具有高效去除氨氮的特點(diǎn)。脫氮塔與高效復(fù)合脫氮?jiǎng)┫嘟Y(jié)合，由于高效復(fù)合脫氮?jiǎng)┖写罅康腛、H、CO、HO、CH、CH2等原子和離子活性基團(tuán)，能使廢水中的銨鹽最大限度地轉(zhuǎn)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(gè)相轉(zhuǎn)移的過程，推動(dòng)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(zhuǎn)移到氣相的傳質(zhì)推動(dòng)力越大。此外，已經(jīng)分離出來的氨氣，由于不斷地被轉(zhuǎn)移到吸收塔，減小了液面上氨氣的平衡分壓，則進(jìn)一步促進(jìn)了氨氣的逸出。相比于傳統(tǒng)的吹脫塔，高效復(fù)合脫氮塔只需較小的氣液比就可以達(dá)到更高的去除效果，降低了能耗，而且可以根據(jù)水質(zhì)狀況和需要，調(diào)整設(shè)計(jì)反應(yīng)停留時(shí)間，從而能夠保證廢水中氨氮的徹底分離。
[0012]本發(fā)明具有充回用資源的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)銨鹽和余熱的回收。脫氮塔和兩級(jí)吸收塔外加保溫材料，防止熱量散發(fā)。同時(shí)，吸收塔內(nèi)的吸收液由于熱空氣的對(duì)流傳熱而具有一定的溫度，會(huì)保持吸收塔中的銨鹽較高的溶解度，有利于后續(xù)的結(jié)晶析出。二級(jí)吸收塔出風(fēng)口連接到脫氮塔的曝氣風(fēng)機(jī)進(jìn)口，在脫氮塔中被吹出的含氨氮熱空氣經(jīng)兩級(jí)吸收塔吸收后作為曝氣風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)，從而實(shí)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(shí)現(xiàn)空氣中熱量的回收，同時(shí)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(fēng)機(jī)進(jìn)口設(shè)置壓力自動(dòng)控制閥，用于補(bǔ)充新風(fēng)。曝氣風(fēng)機(jī)采用變頻控制，出口設(shè)置壓力自動(dòng)控制閥，用于控制曝氣風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)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(duì)下次處理的氨氮原水進(jìn)行加熱，經(jīng)過熱交換器的氨氮原水進(jìn)入中間儲(chǔ)罐，待處理后的廢水完全排出脫氮塔后由進(jìn)水泵輸送至脫氮塔內(nèi)進(jìn)行脫氮處理。
[0013]在運(yùn)行操作方面，所述裝置可采用自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式運(yùn)行。其自動(dòng)化運(yùn)行過程分為進(jìn)水階段、曝氣階段和排水階段；在自動(dòng)化運(yùn)行過程中可自動(dòng)加堿調(diào)PH值，自動(dòng)控制塔體水溫，自動(dòng)進(jìn)出水。
[0014]脫氮過程氨氮的分離效率高、能耗低，脫氮之后可對(duì)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?qū)崿F(xiàn)全程的自動(dòng)化控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1.本發(fā)明所述高濃度氨氮廢水處理裝置箱體內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記表:1脫氮塔；2 —級(jí)吸收塔；3 二級(jí)吸收塔；4脫氮?jiǎng)┘铀幭洌?片堿加藥箱；6酸加藥箱；7酸加藥泵； 8片堿加藥泵；9脫氮?jiǎng)┘铀幈茫?0噴淋泵；11曝氣風(fēng)機(jī)；12進(jìn)水泵；13熱交換器；14氨氮廢水中間儲(chǔ)罐；15進(jìn)水管。
[0017]圖2.本發(fā)明所述高濃度氨氮廢水處理裝置箱體的外觀正視圖。
[0018]圖3.本發(fā)明所述高濃度氨氮廢水處理裝置箱體的外觀側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步地詳細(xì)闡述，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。
[0020]實(shí)施例1
裝置的構(gòu)建:一種高濃度氨氮廢水處理裝置，所述裝置為可移動(dòng)方形箱體，箱體內(nèi)主要組成部分的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。在圖1中，脫氮塔I內(nèi)設(shè)有加熱器、PH探頭、溫度探頭。脫氮塔I通過管道與進(jìn)水泵12、一級(jí)回收塔2、片堿加藥泵8、脫氮?jiǎng)┘铀幈?相連；一級(jí)回收塔2與二級(jí)吸收塔3相連；一級(jí)吸收塔2與酸加藥泵7相連。脫氮?jiǎng)┘铀幭?、片堿加藥箱5、酸加藥箱6分別與脫氮?jiǎng)┘铀幈?、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(chǔ)罐14相連，氨氮廢水中間儲(chǔ)罐14通過進(jìn)水泵12與脫氮塔I相連；噴淋泵10分別與一級(jí)吸收塔2和二級(jí)吸收塔3連通；二級(jí)吸收塔3的出風(fēng)口連接到曝氣風(fēng)機(jī)11的進(jìn)風(fēng)口 ；曝氣風(fēng)機(jī)11與脫氮塔I塔底的
曝氣管相連。
[0021]圖2所示外箱體為鋼結(jié)構(gòu)，脫氮塔1、一級(jí)吸收塔2、二級(jí)吸收塔3、脫氮?jiǎng)┘铀幭?、片堿加藥箱5、酸加藥泵6內(nèi)外均刷環(huán)氧富鋅漆，其中脫氮塔I和一級(jí)吸收塔2、二級(jí)吸收塔3都外加保溫材料。
[0022]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(jìn)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(jìn)行熱量交換后，進(jìn)入氨氮廢水中間儲(chǔ)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(jìn)水泵12輸送至脫氮塔I內(nèi)進(jìn)行脫氮處理。在脫氮塔I中，向塔內(nèi)投加高效復(fù)合脫氮?jiǎng)?，再開啟曝氣風(fēng)機(jī)11進(jìn)行曝氣，片堿加藥泵5和加熱器也同時(shí)啟動(dòng)，在脫氮?jiǎng)┑幕瘜W(xué)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(jìn)入一級(jí)吸收塔2、二級(jí)吸收塔3，酸加藥泵6開啟，分別向一級(jí)吸收塔2、二級(jí)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(jí)吸收塔2、二級(jí)吸收塔3內(nèi)被回收成氨水、硫酸銨或氯化銨成品，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)再利用，而經(jīng)過兩級(jí)吸收塔吸收后的剩余含氨氮尾氣經(jīng)過曝氣風(fēng)機(jī)11，重新進(jìn)入脫氮塔1，該空氣具有一定的溫度，這樣就可以實(shí)現(xiàn)空氣中熱量的回收，同時(shí)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(jìn)行熱交換，充分利用處理后的廢水中的熱量，同時(shí)也縮短處理過程中的加溫時(shí)間。進(jìn)行熱交換后的氨氮原水進(jìn)入氨氮廢水中間儲(chǔ)罐14，待處理后的廢水從脫氮塔中排除后再由進(jìn)水泵12輸送至脫氮塔I中進(jìn)行脫氮處理。
[0023]利用實(shí)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(diào)整pH為11，溫度在40飛0 °C，脫氮?jiǎng)┩都恿吭?5 mg/L，曝氣8小時(shí)，氨氮濃度可降到15mg/L以下，去除率>99%。`
[0024]所述脫氮?jiǎng)槭惺鄢Ｒ?guī)脫氮?jiǎng)?br> 【權(quán)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(dòng)方形箱體，其特征在于，箱體內(nèi)主要組成部分包括設(shè)有曝氣風(fēng)機(jī)的脫氮塔、一級(jí)吸收塔、二級(jí)吸收塔、熱交換器和氨氮廢水中間儲(chǔ)罐；進(jìn)水管通過熱交換器與氨氮廢水中間儲(chǔ)罐相連，氨氮廢水中間儲(chǔ)罐與脫氮塔相連，脫氮塔的出風(fēng)口與一級(jí)吸收塔相連，一級(jí)吸收塔與二級(jí)吸收塔相連，二級(jí)吸收塔的出風(fēng)口與脫氮塔的曝氣風(fēng)機(jī)相連；脫氮塔還通過出水管與熱交換器相連。
2.根據(jù)權(quán)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?jiǎng)┘铀幈孟噙B。
3.根據(jù)權(quán)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?jiǎng)┘铀幈门c脫氮?jiǎng)┘铀幭湎噙B。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述一級(jí)吸收塔、二級(jí)吸收塔分別與噴淋泵相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述一級(jí)吸收塔還與酸加藥泵相連。
6.根據(jù)權(quán)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(quán)利 要求1所述裝置，其特征在于，所述脫氮塔為空心碳鋼內(nèi)襯防腐材料箱體，脫氮塔和兩級(jí)吸收塔都外加保溫材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述氨氮廢水中間儲(chǔ)罐與脫氮塔之間設(shè)有進(jìn)水泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述曝氣風(fēng)機(jī)采用變頻控制，曝氣風(fēng)機(jī)設(shè)有壓力自動(dòng)控制閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述裝置的箱體內(nèi)還設(shè)有PLC控制系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】C02F1/58GK103449591SQ201310361376
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】孫連鵬, 羅家和, 陳莉莉, 方恒 申請(qǐng)人:中山大學(xué)