CN103435118A - 一种氨氮废水脱除工艺及设备 - Google Patents

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王柱祥
商恩霞
张兵
张立明
杜风光
孙沛勇
贾宝莹
周鹏
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Abstract

本发明公开一种氨氮废水脱除工艺及设备。该脱除设备主要包括吹脱塔、空气储罐、空气加热器、风机、废液泵、酸液泵、酸液储罐和缓冲槽,其特征在于所述吹脱塔仅有一个,所述吹脱塔内包括吸收段和吹脱段,吸收段和吹脱段之间由断塔盘隔开,对于塔内件由塔板组成的板式塔,吸收段内有设计数量的塔盘,吹脱段内有设计数量的塔盘;对于塔内件主要由填料组成的填料塔,吸收段内包括一套分布器和一段填料,吹脱段内包括一套分布器和一段填料。该工艺采用本发明所述氨氮废水脱除设备,并包括空气循环工艺、废液处理工艺和酸液循环工艺。

Description

一种氨氮废水脱除工艺及设备
技术领域
本发明涉及化工废水处理技术,具体为一种氨氮废水脱除工艺及设备。该工艺及设备可广泛应用于石油化工、焦化、化肥和制药等行业的氨氮废水处理。
背景技术
氨氮废水来源很多,如石油化工厂、化肥厂、焦化厂、制药厂、食品厂以及垃圾填埋场等每天都会产生大量高浓度氨氮废水,而且排放量很大。特别是许多工厂不负责任地直接将大量氨氮废水排入水体,不仅会引起水体富营养化,而且会加大污染水体的处理难度和处理成本。我国目前污水中的氨氮去除并不理想,部分污水处理厂通过增加曝气量等方法处理,结果并不理想。现在工厂中关于氨氮废水的处理方法有多种,如生化处理技术、空气吹脱法、折点氯化法、蒸汽汽提法、化学沉淀法和电化学法等,但这些方法的处理费用较高,工艺上不太成熟。目前处理大水量的氨氮废水应用最多的还是空气吹脱法。
中国专利(公开号:CN102241422A)公开了一种处理氨氮废水的方法。其包括污水循环池,污水循环池通过污水管连接有吹脱进液泵,吹脱进液泵将加入脱氨剂的废液打入吹脱塔,吹脱塔内上方设有废水喷淋装置,废水通过喷淋装置后通过填料层与空气逆向接触,空气从吸收塔顶部出来后经过空气管路进入氨吸收塔,经过脱氨处理后循环利用,废水出来后进入污水循环池循环进入氨吹脱塔进行脱除,最终达到排放标准后排放。但是这种吹脱方法首先由于需要多次将含氨废液由泵循环多次打入吸收塔,所以造成了吹脱工艺生产效率较低;其次,由于整个处理过程要在两个塔中进行,管路多,工艺复杂,运行阻力损失大,电耗高,不满足节能减排,保护环境的现代工艺要求。
中国专利(公开号CN102311150A)还公开了另一种脱除氨氮废水的方法。该工艺中主要在一个蒸氨塔内分两段处理原料氨水,整个蒸氨塔中间由一块断塔盘隔开,蒸氨塔断塔盘上部与下部塔壁上设有蒸氨水连通管,首先原料氨水从蒸氨塔断塔盘上部进入蒸氨塔,通过蒸汽对原料氨水进行第一次蒸氨处理,处理后的氨水引出蒸氨塔,进入一个反应塔或混合槽,原料氨水与NaOH溶液反应,生成的氨气与氨水蒸馏后生成的氨汽由蒸氨塔断塔盘下方通过导气管导入断塔盘上方的蒸氨塔内,从塔顶排出,反应后的氨水则导入断塔盘下方的塔板继续蒸馏,蒸氨废水从蒸氨塔底部排出。在这种废水处理工艺中,采用蒸汽脱氨的工艺,而且在这种降低蒸氨废水中CN-含量的工艺中,需要将原料氨水引出蒸氨塔,并送入反应塔或混合槽与NaOH溶液反应,然后将反应后的氨水通过支路引入蒸氨塔断塔盘下部的塔板继续蒸馏,操作工艺复杂,流程长;该工艺采用的蒸氨方法,蒸汽一次性使用,无循环,消耗量大,能耗高,也不满足节能减排,保护环境的现代工艺要求。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明拟解决的技术问题是,提供一种氨氮废水脱除工艺及设备,该工艺和设备采用一个吹脱塔,在该塔内即可完成氨氮废水中的氨氮脱除,无需将含氨废液引出吹脱塔,工艺简单,流程缩短,且脱氨效率高;蒸汽脱氨工艺的热空气循环使用,吹脱能耗低,无二次污染,有利于节能环保,适于工业化应用。
本发明解决所述设备技术问题的技术方案是,设计一种氨氮废水脱除设备,主要包括吹脱塔、空气储罐、空气加热器、风机、废液泵、酸液泵和缓冲槽,其特征在于所述空气储罐的一端、空气加热器和风机的一端用一组管路依次串接,空气储罐的另一端与吹脱塔的空气出口相连接,风机的另一端与吹脱塔的空气入口相连接;废液泵用一组管路与吹脱塔的废液入口连接;缓冲槽和酸液泵用一组管路串接,且酸液泵与吹脱塔的酸液入口相连接,所述吹脱塔内包括吸收段和吹脱段,吸收段和吹脱段之间由断塔盘隔开,对于塔内件由塔板组成的板式塔,吸收段内有设计数量的塔盘,吹脱段内有设计数量的塔盘;对于塔内件主要由填料组成的填料塔,吸收段内包括一套分布器和一段填料,吹脱段内包括一套分布器和一段填料。
本发明解决所述工艺技术问题的技术方案是,设计一种氨氮废水脱除工艺,该工艺采用本发明所述氨氮废水脱除设备,并包括空气循环工艺、废液处理工艺和酸液循环工艺,所述空气循环工艺是:空气首先进入空气储罐,然后进入空气加热器,空气加热后,通过风机和空气入口从吹脱塔底部送入吹脱段,穿过吹脱段后,通过断塔盘送入上方的吸收段,之后空气通过吸收段由塔顶的空气出口进入空气管路,最后送回空气储罐,然后开始下一次空气循环,如此完成空气循环利用;所述废液处理工艺是:含氨废液通过废液泵从吹脱塔的废液入口进入吹脱段,并与进塔空气逆流接触,进行气液传质过程,处理后的废液从吹脱塔底部的废液出口排出;所述酸液循环工艺是:原料酸液通过酸液泵由酸液入口进入吸收段的顶部,与空气逆流接触,让氨从空气中转移到酸液中,使含氨空气得到净化;反应后的酸液在断塔盘上聚集后从吸收段底部的酸液出口出来,从酸液出口出来的循环酸液进入缓冲槽,在缓冲槽中循环酸液与原料酸液混合后,再经过酸液泵,送入吸收段,开始下一次除氨循环;同时缓冲槽中的酸液部分进入结晶工段,结晶析出硫酸铵。
与现有技术相比,本发明氨氮废水脱除工艺及设备能够在不同的外界条件下稳定地进行氨吹脱过程,生产效率高;同时,由于结构紧凑,降低了由于管路阻力造成的能量损失,在提高了氨脱除率的同时,降低了处理成本费用;空气经过极少热量补偿以后循环利用,相比传统的蒸氨工艺节能90%以上;在整个工艺中相比传统技术无需添加作为消耗品的碱液,更环保,且降低了生产成本;最终使得高浓度的氨氮废液经过脱除工艺后达到国家排放标准。本发明氨氮废水脱除工艺及设备中,采用的工艺是将热空气循环吹脱,无需将含氨废液引出吹脱塔,废液在吹脱塔中经过吹脱后直接达到国家排放标准,该过程中采用热空气循环脱氨,工艺简单,能耗低,有利于节能减排,保护环境,适于工业化推广应用。
附图说明
图1为本发明氨氮废水脱除工艺及设备一种实施例的设备整体结构及工艺流程示意图;图1中的吹脱塔为板式塔。
图2为本发明氨氮废水脱除工艺及设备一种实施例的吹脱塔结构示意图;图2中的吹脱塔为板式塔。
图3为本发明氨氮废水脱除工艺及设备另一种实施例的设备整体结构及工艺流程示意图;图3中的吹脱塔为填料塔。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图进一步叙述本发明:
本发明设计的氨氮废水脱除设备(简称设备,参见图1-3),主要包括吹脱塔1、空气储罐3、空气加热器4、风机6、废液泵8、酸液泵17和缓冲槽16,其特征在于所述空气储罐3的一端、空气加热器4和风机6的一端用一组管路依次串接,空气储罐3的另一端与吹脱塔1的空气出口2相连接,风机6的另一端与吹脱塔1的空气入口7相连接;废液泵8用一组管路与吹脱塔1的废液入口9连接;缓冲槽16和酸液泵17用一组管路串接,且酸液泵17与吹脱塔1的酸液入口18相连接,所述吹脱塔1内包括吸收段10和吹脱段11,吸收段10和吹脱段11之间由断塔盘12隔开,对于塔内件由塔板组成的板式塔,吸收段10内有设计数量的塔盘13,吹脱段11内有设计数量的塔盘13;对于塔内件主要由填料组成的填料塔,吸收段10内包括一套分布器19和一段填料20,吹脱段11内包括一套分布器19和一段填料21。
本发明设备所述的塔盘可以是现有技术中的任意形式中的一种。但实施例优先采用申请人的ZL200910067917.2号在先发明专利权利要求1记载的一种膜喷射无返混塔板。该塔盘具有阻力低、操作弹性大等优点,尤其适用于易堵的物系。
作为优选,本发明氨氮废水脱除设备可以在吸收段的顶部安装有丝网除沫装置。该装置能捕获大部分粒状液滴,以达到降低空气中液滴的含量,有效防止液滴进入空气中。所述丝网除沫装置本身为现有技术。
本发明同时设计了氨氮废水脱除工艺(简称工艺,参见图1-3),该工艺包括空气循环工艺、废液处理工艺和酸液循环工艺。所述空气循环工艺是:空气首先进入空气储罐3,然后进入空气加热器4,空气加热后,通过风机6和空气入口7从吹脱塔底部送入吹脱段11,穿过吹脱段11后,通过断塔盘12送入上方的吸收段10,之后空气通过吸收段10由塔顶的空气出口2进入空气管路,最后送回空气储罐3,然后开始下一次空气循环,如此完成空气循环利用;所述废液处理工艺是:含氨废液通过废液泵8从吹脱塔1的废液入口9进入吹脱段11,并与进塔空气逆流接触,进行气液传质过程,处理后的废液从吹脱塔1底部的废液出口14排出;所述酸液循环工艺是:酸液通过酸液泵17由酸液入口18进入吸收段10的顶部,与空气逆流接触,让氨从空气中转移到酸液中,使含氨空气得到净化;反应后的酸液在断塔盘12上聚集后从吸收段10底部的酸液出口15出来,从酸液出口出来的循环酸液进入缓冲槽16与原料酸液混合后,再经过酸液泵17,送入吸收段10,开始下一次除氨循环。缓冲槽16中的酸液部分进入结晶工段,结晶析出硫酸铵。
本发明氨氮废水脱除工艺中空气的温度需经过测温元件5测温后,先进行热量补偿,达到设计温度范围后,再送入吹脱塔1;所述进入吹脱塔1空气的设计温度范围为40-60℃。
本发明氨氮废水脱除工艺是将空气预热之后通过风机6进入吹脱塔1,经吹脱后含氮废水达到排放标准要求后排放,而空气则是经过热量补偿后循环利用,因而具有节能减排,有益环保的益处。
作为优选,本发明工艺所用空气加热器4的热源也可以是低温热水。
本发明未述及之处适用于现有技术。
下面给出本发明的具体实施例:
实施例1
设计一种氨氮废水脱除设备(参见图1、2),主要包括:吹脱塔1、空气储罐3、空气加热器4、风机6、废液泵8、塔盘13、酸液泵17和缓冲槽16;且所述吹脱塔1内包括一段吸收段10和一段吹脱段11,吸收段10和吹脱段11之间用断塔盘12隔开;吸收段10中包括2层MP塔盘13,吹脱段11包括6层MP塔盘13。
依据该实施例设备,其氨氮废水脱除工艺是通过三个工艺流程来实现的:空气循环工艺、废液处理工艺和酸液循环工艺。所述空气循环工艺是:从吹脱塔1上空气出口2排出的空气首先进入空气储罐3,然后进入空气加热器4进行加热,其中空气加热器4连接有测温元件5进行温度控制,加热后的空气通过风机6从吹脱塔1底部的空气入口7进入吹脱段11,完成吹脱段11中吹脱过程的空气通过断塔盘12进入吸收段10,通过吸收段10后到达空气出口2,完成一次空气循环,如此不断循环操作;废液处理工艺:含氨废液通过废液泵8从废液入口9进入吹脱段11顶部,并与进塔的空气逆流接触,进行气液传质,经过传质后的废液从废液出口14排出;酸液循环工艺:从酸液泵17来的酸液与含氨空气逆流接触反应,反应后的酸液在断塔盘12上聚集后,从上吸收段10底部的酸液出口15出来,进入缓冲槽16,与原料酸液混合;混合后的酸液经过酸液泵17,通过酸液入口18进入吸收段10顶部,继续由吸收段10顶部开始与含氨空气逆流接触反应,完成一次酸液循环,如此不断循环操作,缓冲槽16中的部分液体,随着原料酸液的补充送入结晶工段,将溶液中的硫酸铵结晶析出。
实施例2
设计另一种氨氮废水脱除设备。该设备与实施例1的外部设备和工艺管线连接相同,工艺流程原理也相同。其与实施例1的区别是,所述吹脱塔1为填料塔(参见图3)。所述吹脱塔1内的吸收段10由一套槽式液体分布器19和一段1米高的CJ-规整填料20组成;吹脱段11由一套槽式液体分布器19和一段3.5米高的CJ-规整填料21组成。
以上所述仅为本发明的具体实施例,本发明的设备结构和工艺特征并不局限于此,任何本领域技术人员在本发明的技术方案内,所作的非创造性变化或修饰皆涵盖在本申请的权利要求保护范围之中。

Claims (6)

1.一种氨氮废水脱除设备,主要包括吹脱塔、空气储罐、空气加热器、风机、废液泵、酸液泵、酸液储罐和缓冲槽,其特征在于所述空气储罐的一端、空气加热器和风机的一端用一组管路依次串接,空气储罐的另一端与吹脱塔的空气出口相连接,风机的另一端与吹脱塔的空气入口相连接;废液泵用一组管路与吹脱塔的废液入口连接;缓冲槽和酸液泵用一组管路串接,且酸液泵与吹脱塔的酸液入口相连接,所述吹脱塔内包括吸收段和吹脱段,吸收段和吹脱段之间由断塔盘隔开,对于塔内件由塔板组成的板式塔,吸收段内有设计数量的塔盘,吹脱段内有设计数量的塔盘;对于塔内件主要由填料组成的填料塔,吸收段内包括一套分布器和一段填料,吹脱段内包括一套分布器和一段填料。
2.根据权利要求1所述的氨氮废水脱除设备,其特征在于所述的塔盘采用申请人的ZL200910067917.2号在先专利权利要求1记载的一种膜喷射无返混塔板。
3.根据权利要求1所述的氨氮废水脱除设备,其特征在于在所述吸收段的顶部安装有丝网除沫装置。
4. 一种氨氮废水脱除工艺,该工艺采用权利要求1所述氨氮废水脱除设备,并包括空气循环工艺、废液处理工艺和酸液循环工艺,所述空气循环工艺是:空气首先进入空气储罐,然后进入空气加热器,空气加热后,通过风机和空气入口从吹脱塔底部送入吹脱段,穿过吹脱段后,通过断塔盘送入上方的吸收段,之后空气通过吸收段由塔顶的空气出口进入空气管路,最后送回空气储罐,然后开始下一次空气循环,如此完成空气循环利用;所述废液处理工艺是:含氨废液通过废液泵从吹脱塔顶部的废液入口进入吹脱段,并与进塔空气逆流接触,进行气液传质过程,处理后的废液从吹脱塔底部的废液出口排出;所述酸液循环工艺是:原料酸液通过酸液泵由酸液入口进入吸收段的顶部,与空气逆流接触,让氨从空气中转移到酸液中,使含氨空气得到净化;反应后的酸液在断塔盘上聚集后从吸收段底部的酸液出口出来,从酸液出口出来的循环酸液进入缓冲槽,在缓冲槽中循环酸液与原料酸液混合后,再经过酸液泵,送入吸收段,开始下一次除氨循环;同时缓冲槽中的酸液部分进入结晶工段,结晶析出硫酸铵。
5. 根据权利要求4所述的氨氮废水脱除工艺,其特征在于所述空气的温度需经过测温元件测温后,先进行热量补偿,达到设计温度范围后,再送入吹脱塔;进入吹脱塔空气的设计温度范围为40-60℃。
6. 根据权利要求4所述的氨氮废水脱除工艺,其特征在于所述空气加热器的热源是低温热水。
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