CN103183430A - 利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置 - Google Patents

Abstract

一种利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置，其特征是包括氨氮废水池（2）、前期处理装置（15）、液碱调节罐（17）、废水循环池（34）、废水循环泵（45）、一级过滤器（51）、二级过滤器（55）、直接接触式脱气膜装置（61）、稀酸循环池（65）、酸循环泵（75）和酸过滤器（79）。本装置与现有氨氮废水处理技术相比较具有以下的优点和积极效果：本装置直接从氨氮废水中分离出游离氨制成高浓度的硫酸铵溶液，实现了资源的回收利用；本装置具有能耗比较低、脱氨非常彻底、运行成本低、操作简单、管理方便等特点。本装置无有害的副产品产生、无二次污染；因为氨气和稀硫酸的反应非常彻底，所以本发明废水中的氨氮的去除率非常高。

Description

利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是一种利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置。本发明可直接用于氨氮废水的处理，具体涉及脱气膜技术在氨氮废水处理中的运用、直接接触式脱气膜技术在氨氮废水处理中的运用以及酸吸收法在氨氮废水处理中的运用。

背景技术

伴随着工农业生产的发展，氨氮废水的排放量急剧上升，已经成为环境污染中的一个重要因素。它来源相对比较广泛：如含氮有机物的分解；合成氨、焦化、石化、制药、食品等工业废水；以及化肥的使用等等均产生大量的高浓度氨氮废水。随着人们生活水平的提高，氨氮废水带来的危害越来越被人们所重视。国内外的许多专家都对此进行了多方面的研究，形成了氨吹脱法、化学沉淀法、离子交换法、折点氯化法、生物脱氨法等技术。但这些技术中还存在着像：二次污染、成本高、处理周期长、去除率相对较低、资源无法回收等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置。本发明是利用直接接触式脱气膜技术，将氨氮废水中的氨从废水中分离出来，从而降低废水中的氨氮浓度。同时将氨与稀硫酸进行反应回收成高浓度的硫酸铵，直接回用于生产或进行销售，降低运行成本。它具有：能耗低、资源回收、运行成本低、操作简单、管理方便、无二次污染等特点。

本发明要解决的主要技术问题有：

1、如何将氨从氨氮废水中分离出来；

2、如何将废水中的氨氮浓度降低到预定值；

3、如何将分离出来的氨制成高浓度的硫酸铵；

4、如何防止二次污染。

本发明的技术方案是：

一种利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置，包括氨氮废水池2、前期处理装置15、液碱调节罐17、废水循环池34、废水循环泵45、一级过滤器51、二级过滤器55、直接接触式脱气膜装置61、稀酸循环池65、酸循环泵75和酸过滤器79，所述氨氮废水池2与前期处理装置15连接，前期处理装置15和液碱调节罐17与废水循环池34连接，废水循环池34依次通过废水循环泵45、一级过滤器51和二级过滤器55连接直接接触式脱气膜装置61的膜的一侧的进口，直接接触式脱气膜装置61的膜的一侧的出口连接废水循环池34；稀酸循环池65通过酸循环泵75和酸过滤器79连接直接接触式脱气膜装置61的膜的另一侧的进口，直接接触式脱气膜装置61的膜的另一侧的出口连接回稀酸循环池65。

所述氨氮废水池2依次通过废水提升泵12和第一流量计14连接前期处理装置15。

所述液碱调节罐17通过加碱泵27连接废水循环池34。

所述废水循环池34上连接有在线PH计32、搅拌器33和温度表35。

本发明的有益效果是：

本发明与现有氨氮废水处理技术相比较具有以下的优点和积极效果：

1、本发明直接从氨氮废水中分离出游离氨制成高浓度的硫酸铵溶液，实现了资源的回收利用；

2、本发明具有能耗比较低、脱氨非常彻底、运行成本低、操作简单、管理方便等特点；

3、本发明无有害的副产品产生、无二次污染；

4、因为氨气和稀硫酸的反应非常彻底，所以本发明废水中的氨氮的去除率非常高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

如图1，一种利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置，包括氨氮废水池2、前期处理装置15、液碱调节罐17、废水循环池34、废水循环泵45、一级过滤器51、二级过滤器55、直接接触式脱气膜装置61、稀酸循环池65、酸循环泵75和酸过滤器79，所述氨氮废水池2与前期处理装置15连接，前期处理装置15和液碱调节罐17与废水循环池34连接，废水循环池34依次通过废水循环泵45、一级过滤器51和二级过滤器55连接直接接触式脱气膜装置61的膜的一侧的进口，直接接触式脱气膜装置61的膜的一侧的出口连接废水循环池34；稀酸循环池65通过酸循环泵75和酸过滤器79连接直接接触式脱气膜装置61的膜的另一侧的进口，直接接触式脱气膜装置61的膜的另一侧的出口连接回稀酸循环池65。

氨氮废水池2依次通过废水提升泵12和第一流量计14连接前期处理装置15。

液碱调节罐17通过加碱泵27连接废水循环池34。

废水循环池34上连接有在线PH计32、搅拌器33和温度表35。

废水循环泵45和一级过滤器51之间连接有温度表47。

本发明的工作原理和工作过程为：

一方面，被排放出来的氨氮废水，经第一阀门1，进入氨氮废水池2，氨氮废水池2中的水位，由第一液位计3进行控制。打开废水提升泵12或备用废水提升泵13，在废水提升泵12或备用废水提升泵13的作用下，氨氮废水经过第二阀门4或第二备用阀门5、第三阀门8或第三备用阀门9、第一止回阀10或第一备用止回阀11，通过第一流量计14计量后进入前期处理装置15，在前期处理装置15内，将氨氮废水的SS值降低到小于等于20mg/L的标准后，经第四阀门16，进入废水循环池34，废水循环池34中的水位，由第二液位计31进行控制，当废水的液位到达设定值时，关闭废水提升泵12或备用废水提升泵13。打开加碱泵27或备用加碱泵28，碱液从液碱调节罐17中经第五阀门19或第五备用阀门20、第六阀门23或第六备用阀门24、第二止回阀25或第二备用止回阀26，进过第七阀门29送到废水循环池34中，液碱调节罐17中液碱的液位，由第三液位计18进行控制；在打开加碱泵27或备用加碱泵28的同时，打开自力温控阀30，将蒸汽送到废水循环池34中；在打开加碱泵27或备用加碱泵28的同时，还要启动搅拌器33。废水循环池34中的PH值和温度分别由安装在废水循环池34上的在线PH计32和温度表35控制。当在线PH计32的PH值读数达到10-12范围内时，关闭加碱泵27或备用加碱泵28，停止加碱；当温度表35上的温度读数达到≤55℃范围内时，关闭自力温控阀30，停止加温。然后，启动废水循环泵45或备用废水循环泵46，氨氮废水经第八阀门36、第九阀门37或第九备用阀门38、第十阀门41或第十备用阀门42、第三止回阀43或第三备用止回阀44，在安装在管道上的温度表47的监测下，经过第十一阀门49或第十一备用阀门48，进入一级过滤器51或备用一级过滤器50，再经过第十二阀门53或第十二备用阀门52、第十三阀门54后，进入二级过滤器55，再经过第十四阀门56后，进入直接接触式脱气膜装置61中膜的一侧，氨氮废水从直接接触式脱气膜装置61中出来后，经过第十五阀门57，回到废水循环水池34内，这样构成了氨氮废水的循环，在废水循环的过程中，应随时启停加碱泵27或备用加碱泵28，使在线PH计32的PH值读数保持在10-12范围内；随时启停自力温控阀30，使温度表35上的温度读数保持在25-55℃范围内。另一方面，稀硫酸经过第十六阀门62进入稀酸循环池65中，稀酸循环池65中的稀硫酸液位由第四液位计63进行控制，当稀硫酸液面到达设定液位后，启动酸循环泵75或备用酸循环泵76，稀硫酸经过第十七阀门66、第十八阀门67或第十八备用阀门68、第十九阀门71或第十九备用阀门72、第四止回阀73或第四备用止回阀74后，再经过第二十阀门77或第二十备用阀门78后，进入酸过滤器79或备用酸过滤器80，然后经过第二十一阀门81或第二十一备用阀门82,进入直接接触式脱气膜装置61中膜的另一侧，稀硫酸从直接接触式脱气膜装置61中出来后，经过第二十二阀门85进入稀酸循环池65，这样构成了稀硫酸的循环。当氨氮废水和稀硫酸都进入直接接触式脱气膜装置61后，在直接接触式脱气膜装置61的内部，氨氮废水中的游离氨透过直接接触式脱气膜，从废水侧进入到稀硫酸侧，与稀硫酸进行反应，产生硫酸铵。这样，当氨氮废水经过几个循环后，氨氮废水中的氨氮浓度就不断降低，直到氨氮在线监测仪60测得废水中的氨氮浓度达到预定值后，经第二十三阀门59、第二流量计58后，再用酸调整废水中的PH值至6-9时外排。同样，当稀硫酸经过几个循环后，稀硫酸中硫酸铵的浓度不断增加，当安装在稀酸循环池65上的在线PH计64的读数达到设定值时，硫酸铵溶液经第二十四阀门83、第三流量计84后，送至硫酸铵储罐进行销售或回用。

本发明的直接接触式脱气膜技术原理：直接接触式脱气膜技术是一种新型的气/液膜分离工艺过程，主要是利用中空纤维膜的疏水性和透气性，即在一定的条件下气体可以透过膜而液体不能透过膜的特性，在膜的一侧流经废水，在膜的另一侧流经稀硫酸，这样废水中的氨，便透过膜从废水一侧进入稀硫酸一侧，被稀硫酸吸收，这样便达到脱气目的。本发明就是利用直接接触式脱气膜技术，将游离氨从废水中脱出来，从而来降低废水中氨氮浓度。

本发明的提高脱气效率技术原理：在氨氮废水中，氨氮是以氨离子（NH₄ ⁺）和游离氨（NH₃）的形式存在。并且，按照（1）式的平衡关系保持着平衡的状态：

${{\mathrm{NH}}_4}^{+}+\mathrm{OH}-\stackrel{\→}{\←}{\mathrm{NH}}_3+H_{2}O\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

（1）式中，游离氨的浓度主要受两个方面因素的影响。一方面是废水中的PH值，当废水中的PH值越高，平衡就越向游离氨方向移动，游离氨的比例就越高；另一方面是废水中的温度，当废水中的温度越高，平衡就越向游离氨方向移动，游离氨的比例就越高。本发明中通过对废水中PH值和温度的调节，来调节废水中游离氨的比例，利用循环工艺，将氨氮废水进行多次循环处理，这样便使氨氮废水中的游离氨不断从氨氮废水中被分离出来，从而使废水中的氨氮浓度降低到预定值。

本发明的提高硫酸铵浓度技术原理：本发明中，从直接接触式脱气膜氨氮废水一侧中分离出来的游离氨，被直接接触式脱气膜另一侧的稀硫酸吸收，生成硫酸铵溶液，反应式如下（2）式所示。

2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄……………………………………………（2）

利用循环工艺，使稀硫酸多次进行循环，每次循环都进行着上述（2）式中的反应，直到吸收饱和，这样便形成了高浓度的硫酸铵溶液。

本发明的防止二次污染技术原理：从本工艺可以看出，整个过程所产生的唯一副产品为硫酸铵，可以根据自身的需要进行回用或者进行销售。除此之外，没有其他物质产生。因此，也不存在二次污染的问题。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (4)

1.一种利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置，其特征是包括氨氮废水池（2）、前期处理装置（15）、液碱调节罐（17）、废水循环池（34）、废水循环泵（45）、一级过滤器（51）、二级过滤器（55）、直接接触式脱气膜装置（61）、稀酸循环池（65）、酸循环泵（75）和酸过滤器（79），所述氨氮废水池（2）与前期处理装置（15）连接，前期处理装置（15）和液碱调节罐（17）与废水循环池（34）连接，废水循环池（34）依次通过废水循环泵（45）、一级过滤器（51）和二级过滤器（55）连接直接接触式脱气膜装置（61）的膜的一侧的进口，直接接触式脱气膜装置（61）的膜的一侧的出口连接废水循环池（34）；稀酸循环池（65）通过酸循环泵（75）和酸过滤器（79）连接直接接触式脱气膜装置（61）的膜的另一侧的进口，直接接触式脱气膜装置（61）的膜的另一侧的出口连接回稀酸循环池（65）。

2.根据权利要求1所述的利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置，其特征在于所述氨氮废水池（2）依次通过废水提升泵（12）和第一流量计（14）连接前期处理装置（15）。

3.根据权利要求1所述的利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置，其特征在于所述液碱调节罐（17）通过加碱泵（27）连接废水循环池（34）。

4.根据权利要求1所述的利用直接接触式脱气膜技术处理氨氮废水的装置，其特征在于所述废水循环池（34）上连接有在线PH计（32）、搅拌器（33）和温度表（35）。

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