CN102249406B - 一种利用有机废水获取氮气的方法及其所用的脱氧反应器 - Google Patents

一种利用有机废水获取氮气的方法及其所用的脱氧反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN102249406B
CN102249406B CN201110163615A CN201110163615A CN102249406B CN 102249406 B CN102249406 B CN 102249406B CN 201110163615 A CN201110163615 A CN 201110163615A CN 201110163615 A CN201110163615 A CN 201110163615A CN 102249406 B CN102249406 B CN 102249406B
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing
traverse baffle
nitrogen
waste water
aerator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110163615A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102249406A (zh
Inventor
李刚
郭前辉
姬少龙
岳建芝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan Agricultural University
Original Assignee
Henan Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Agricultural University filed Critical Henan Agricultural University
Priority to CN201110163615A priority Critical patent/CN102249406B/zh
Publication of CN102249406A publication Critical patent/CN102249406A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102249406B publication Critical patent/CN102249406B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

本发明属于废水利用技术领域，具体涉及一种利用有机废水获取氮气的方法，该方法包括以下步骤：（1）将COD为4000-6000mg/L的有机废水送入容器内；（2）向容器内加入有机废水质量1/20的好氧活性污泥；（3）由容器底部通入空气，空气在容器内自下至上流动过程中氧气参与反应被消耗，排出容器的气体去除二氧化碳后干燥得氮气产品。本发明的方法工艺简单、能耗低，在获取氮气的同时对有机废水还有一定的净化作用。

Description

一种利用有机废水获取氮气的方法及其所用的脱氧反应器
技术领域
本发明属于废水利用技术领域，具体涉及一种利用有机废水获取氮气的方法，还涉及一种用于有机废水获取氮气的脱氧反应器及利用有机废水获取氮气的系统。
背景技术
氮气是重要的工业原料，虽然空气中78%的成分为氮气，但空气中还含有21%的氧气，由于氧的化学性质较氮气更为活跃，直接使用空气作氮气源时往往是氧气优先参与反应，同时在一些化学反应中由于氧的存在往往导致反应催化剂的活性降低甚至催化剂中毒，限制了空气中氮气的直接使用。
目前氮气的获取主要有化学法和物理分离法，化学法主要是利用一些含氮化学品的化学分解反应制取纯度较高的氮气，该方法成本较高，多用作实验室小用量生产。物理方法获取氮气主要是以空气为原料通过空气深冷分离、分子筛变压吸附和膜分离技术等方法，主要利用空气中氮气和氧气液化压力、对特定材料吸附、解析速率不同和对特殊材料透过能力不同的物理差别将空气中的氮气和氧气分离，从而获得较高纯度的氮气，这是当前工业获取氮气的主要方法。但过程较为复杂，成本较高。
有机废水是当前水体污染的主要来源，其对水体的污染主要表现为所含有机质在降解过程消耗大量的氧气而导致水体缺氧引起水生动物的死亡，同时大量失氧后的水体尤其是深层水体因缺氧而进入微好氧或厌氧代谢，加剧水质恶化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用有机废水获取氮气的方法，还涉及一种用于有机废水获取氮气的脱氧反应器及利用有机废水获取氮气的系统。
本发明采用以下技术方案：
一种利用有机废水获取氮气的方法，包括以下步骤：（1）将COD为4000-6000mg/L的有机废水送入容器内；（2）向容器内加入有机废水质量1/15-1/20的好氧活性污泥；（3）由容器底部通入空气，空气在容器内自下至上流动过程中氧气参与反应被消耗，排出容器的气体去除二氧化碳后干燥得氮气产品。
一种用于有机废水获取氮气的脱氧反应器，包括壳体，壳体底部设有曝气器，曝气器的进口与空气进气管连接，曝气器上方的壳体内壁竖向间隔交错设有向下倾斜和向上倾斜的折流板，折流板的远端与相对壳体内壁之间留有空隙；壳体顶部设有喷淋器，喷淋器的进口通过循环管与壳体底部连接，循环管的进口处设有循环泵，壳体顶部设有出气管，壳体上部设有进水管，壳体底部为倾斜状，壳体底面设有排污口。
壳体上设有溢流管；进水管设于由上至下第二块折流板与第三块折流板之间。
一种利用有机废水获取氮气的系统，包括脱氧反应器，所述脱氧反应器包括壳体，壳体底部设有曝气器，曝气器的进口与空气进气管连接，曝气器上方的壳体内壁竖向间隔交错设有向下倾斜和向上倾斜的折流板，折流板的远端与相对壳体内壁之间留有空隙；壳体顶部设有喷淋器，喷淋器的进口通过循环管与壳体底部连接，循环管的进口处设有循环泵，壳体顶部设有出气管，壳体上部设有进水管，壳体底部为倾斜状，壳体底面设有排污口；脱氧反应器的空气进气管与储气罐连接，出气管与碱性吸收箱连接，碱性吸收箱的气体出口与脱水箱连接。
壳体上设有溢流管；进水管设于由上至下第二块折流板与第三块折流板之间。
本发明利用有机废水获取氮气，其原理是空气作为有机废水有机质降解的氧源，有机质降解代谢过程对氧进行消耗从而消除空气中的氧气，最后经过脱除二氧化碳和水，从而获得具有较高浓度的的氮气产品。
本发明所采用的有机废水COD需要进行控制，这是因为当有机废水COD过低时则不能完全消除空气中含有的氧气，而当有机废水COD过高时则有大量的CO2、CO等新杂质气体生成，不仅增加吸收碱液的消耗量也影响获得氮气的纯度。控制COD使得有机废水的降解代谢停留在好氧和微好氧层次，避免有机质在厌氧状态下更多杂气的生成。
本发明的方法工艺简单、能耗低，在获取氮气的同时对有机废水还有一定的净化作用，利用本发明方法获取的气体中氮气浓度（体积百分比）可达到95%左右，产气中还含有少量浓度的氧气和一氧化碳气体，可作为获取高纯氮气的前驱气体。
本发明中的脱氧反应器结构设计简单，布局合理，设置折流板，能够使空气在反应器内实现充分自下至上的折流，保证空气中的氧气最大程度地被有机质降解代谢消耗掉。
附图说明
图1为本发明中脱氧反应器的结构示意图；
图2为本发明中利用有机废水获取氮气的系统的结构示意图。
具体实施方式
一种利用有机废水获取氮气的方法，包括以下步骤：（1）使用养殖场猪粪冲洗废水为有机废水，沉淀后使用40目筛网过滤去除大颗粒杂质，加入纯水稀释调整猪粪废水浓度，实测COD为5270mg/L，送入脱氧反应器；（2）向脱氧反应器内加入有机废水质量1/20的好氧活性污泥；（3）由脱氧反应器底部通入空气，空气在脱氧反应器内自下至上折流过程中氧气参与降解代谢反应，排出脱氧反应器的气体去除二氧化碳后干燥得氮气产品。测得氮气产品中的成分为：N2: 96.4%、O2: 1.2%、CO2:0%、CO:0.3%，测得脱氧反应器排出的有机废水中的COD为3460mg/L。
脱氧反应器，如图1所示，包括壳体1，壳体1底部设有曝气器2，曝气器2的进口与空气进气管3连接，曝气器2上方的壳体1内壁竖向间隔交错设有向下倾斜和向上倾斜的折流板4，折流板4的远端与相对壳体1内壁之间留有空隙；壳体1顶部设有喷淋器5，喷淋器5的进口通过循环管6与壳体1底部连接，循环管6的进口处设有循环泵7，运行过程中，循环泵7将底部的有机废水循环至喷淋器5，使得壳体1内的有机废水不断循环，多余的废水通过溢流管11排出；壳体1顶部设有出气管8，壳体1上部由上至下第二块折流板4与第三块折流板4之间设有进水管9，经进水管9不断补充有机废水，壳体1上设有溢流管11，壳体1底部为倾斜状，壳体1底面设有排污口10。 
利用有机废水获取氮气的系统，包括脱氧反应器，脱氧反应器的空气进气管3与储气罐20连接，储气罐20与空气压缩机23连接，脱氧反应器的出气管8与碱性吸收箱21连接，碱性吸收箱21的气体出口与脱水箱22连接。
本发明的运行过程为，先对有机废水进行稀释或浓缩处理，使其COD为4000-6000mg/l，然后经进水管9进入脱氧反应器的壳体1内，使水位达到壳体1内深度的2/3左右，加入废水质量1/20的好氧活性污泥，利用空气压缩机23将空气压入储气罐20，空气经空气进气管3、曝气器2分散于脱氧反应器的底部，并在折流板4相对较高的一端汇集，随着通气量的增加，汇集的空气向折流板4较低的一端扩散进而不断向上扩散，空气在折流板4的作用下逐级向脱氧反应器的顶部运动，空气在折流的过程中，所含的O2参与有机质的降解反应而达到消除的作用，最终气体由壳体1顶部的出气管8排出。出气管8排出的空气中大部分为氮气，还含有空气中本身含有的和有机质降解产生的二氧化碳，继续通入碱性吸收箱21被碱液吸收去除二氧化碳，最后经脱水箱22脱水后得到氮气产品。运行过程中，循环泵7将底部的有机废水经循环管6循环至喷淋器5，使得壳体1内的有机废水不断循环，由进水管9不断补充有机废水，多余的废水通过溢流管11排出；运行一段时间后，关闭空气、循环泵7，打开排污口10进行排污，去除脱氧反应器内的污泥颗粒，清理后开始下一工序的运行。

Claims (4)

1.一种用于有机废水获取氮气的脱氧反应器，其特征在于：包括壳体，壳体底部设有曝气器，曝气器的进口与空气进气管连接，曝气器上方的壳体内壁竖向间隔交错设有向下倾斜和向上倾斜的折流板，折流板的远端与相对壳体内壁之间留有空隙；壳体顶部设有喷淋器，喷淋器的进口通过循环管与壳体底部连接，循环管的进口处设有循环泵，壳体顶部设有出气管，壳体上部设有进水管，壳体底部为倾斜状，壳体底面设有排污口。
2.如权利要求1所述的脱氧反应器，其特征在于：壳体上设有溢流管；进水管设于由上至下第二块折流板与第三块折流板之间。
3.一种利用有机废水获取氮气的系统，其特征在于：包括脱氧反应器，所述脱氧反应器包括壳体，壳体底部设有曝气器，曝气器的进口与空气进气管连接，曝气器上方的壳体内壁竖向间隔交错设有向下倾斜和向上倾斜的折流板，折流板的远端与相对壳体内壁之间留有空隙；壳体顶部设有喷淋器，喷淋器的进口通过循环管与壳体底部连接，循环管的进口处设有循环泵，壳体顶部设有出气管，壳体上部设有进水管，壳体底部为倾斜状，壳体底面设有排污口；脱氧反应器的空气进气管与储气罐连接，出气管与碱性吸收箱连接，碱性吸收箱的气体出口与脱水箱连接。
4.如权利要求3所述的利用有机废水获取氮气的系统，其特征在于：壳体上设有溢流管；进水管设于由上至下第二块折流板与第三块折流板之间。
CN201110163615A 2011-06-17 2011-06-17 一种利用有机废水获取氮气的方法及其所用的脱氧反应器 Expired - Fee Related CN102249406B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110163615A CN102249406B (zh) 2011-06-17 2011-06-17 一种利用有机废水获取氮气的方法及其所用的脱氧反应器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110163615A CN102249406B (zh) 2011-06-17 2011-06-17 一种利用有机废水获取氮气的方法及其所用的脱氧反应器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102249406A CN102249406A (zh) 2011-11-23
CN102249406B true CN102249406B (zh) 2012-09-05

Family

ID=44977041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110163615A Expired - Fee Related CN102249406B (zh) 2011-06-17 2011-06-17 一种利用有机废水获取氮气的方法及其所用的脱氧反应器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102249406B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105623766B (zh) * 2014-11-26 2019-08-09 成都中科能源环保有限公司 一种可燃气体脱氧、脱氮的生物处理方法
CN105623761B (zh) * 2014-11-26 2019-09-20 成都中科能源环保有限公司 一种焦炉煤气生物合成天然气的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1569690A (zh) * 2004-03-26 2005-01-26 彭永臻 Sbr法交替好氧/缺氧生物脱氮工艺及实时控制装置和方法
CN101391853A (zh) * 2008-11-03 2009-03-25 山东邹平开元化工石材有限公司 化工废水回收处理工艺及装置
CN101585648A (zh) * 2009-06-17 2009-11-25 江南大学 一种多级环流好氧处理技术

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1569690A (zh) * 2004-03-26 2005-01-26 彭永臻 Sbr法交替好氧/缺氧生物脱氮工艺及实时控制装置和方法
CN101391853A (zh) * 2008-11-03 2009-03-25 山东邹平开元化工石材有限公司 化工废水回收处理工艺及装置
CN101585648A (zh) * 2009-06-17 2009-11-25 江南大学 一种多级环流好氧处理技术

Also Published As

Publication number Publication date
CN102249406A (zh) 2011-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101205109B (zh) 厌氧法处理化纤废水装置
CN101781036A (zh) 利用臭氧催化氧化处理难降解废水的设备和方法
CN209507714U (zh) 一种臭氧氧化反应器
CN105236609B (zh) 一种高效氨氮吹脱与合成乌洛托品闭环处理系统
CN103933840A (zh) 一种适用于污泥处理厂的污泥干燥尾气处理装置及方法
CN102755823A (zh) 高含硫锅炉烟气脱硫制备高纯度亚硫酸氢铵的方法
CN102190365B (zh) 三相双循环臭氧催化流化床及其废水处理方法
CN105073645B (zh) 从厌氧处理中去除硫化氢
CN104743746A (zh) 一种氧化铁红废水处理方法与装置
CN102557359A (zh) 一种季戊四醇生产废水处理装置
CN206587584U (zh) 一种污泥臭气处理成套系统
CN102249406B (zh) 一种利用有机废水获取氮气的方法及其所用的脱氧反应器
CN101948705A (zh) 一体化沼气安全生物脱硫装置
CN108383335B (zh) 高浓度有机废水处理系统及方法
CN107961653B (zh) 一种双碱法烟气脱硫改进工艺及系统
CN108033558A (zh) 强化印染废水水解酸化性能的方法
CN112607915A (zh) 一种高氨氮除臭废水的处理方法及其处理系统
JP2015196119A (ja) 脱臭装置
CN203582653U (zh) 一种畜禽养殖废水的处理系统
CN100509661C (zh) 一种聚醚多元醇生产污水回收利用的处理工艺
CN208454714U (zh) 一种焦化废水深度处理系统
CN210480960U (zh) 一种臭氧催化氧化污水处理装置
CN208055102U (zh) 一种水处理系统
CN207755960U (zh) 一种双碱法烟气脱硫改进系统
CN105330017A (zh) 一种厌氧反应器及养殖废水处理系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120905

Termination date: 20140617

EXPY Termination of patent right or utility model