CN103570160A - 表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置 - Google Patents

表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置，主要由尿液存储罐（1）、脱氮反应器（2）、臭氧反应器（3）、出水储罐（4）构成，本装置通过对尿液进行过滤、吸附、氧化、脱氮等多种处理后，净化水由出液管经增压泵输送到出水储罐，经表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置净化过的水达到国家二级排放标准的净化水，从以往的67.8-82.4％上升到了99.8％以上。

Description

表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置
技术领域
本发明涉及表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置，属于环保领域。
背景技术
废水中的氨氮是引起湖泊和封闭近岸海城富营养化现象的重要因素，而尿液中大部分氮以氨氮的形式存在，人类尿液中的氨氮已经占到了废水处理中进水氨氮负荷的80%，虽然尿液的组成能满足植物生长对营养物质的需求，但是当大量氨氮废水排入水体就会引起水体富营养化，造成水体黑臭，甚至对人群及生物产生毒害作用，所以，有效的处理尿液中的氨氮对环境保护来说是具有重大意义。
目前，对于尿液处理的方法有很多，如鸟粪石结晶技术（又称为MAP），鸟粪石技术可以直接将废水中的氨氮转化为可用的无机肥料而成为一种较有前景的处理方法，Ban等人将该工艺应用于从分离尿液中回收氨氮，并取得了预想的效果，但一方面他们都采用了新鲜尿液作为研究对象，而尿液中尿素在条件适合时短时间会分离导致尿液pH、氨氮等浓度明显变化，另一方面，为避免反应过程中pH的调节，他们采用投加不便的固体MgO作为沉淀剂，因此影响了MAP工艺的效率及应用。另外，还可以用气浮法处理尿液中的氨氮，石顺存、万圣明等人采用苦土粉及副产磷酸等化工副产品进行化学气浮法处理，氨氮去除效果好，技术可行，环境效果明显，但只能做到高浓度氨氮预处理效果，尿液中的高氨氮仍未能去除，容易产生环境污染。
新鲜的尿液是弱酸性的，pH约为6-7，主要成分有尿素、氨、磷酸盐、有机物质、细菌等，高浓度尿液的可生物降解性使细菌迅速的生长，结果使尿液在收集和储存的过程中，化学成分发生重大的变化，由于尿液水解生成氨和二氧化碳，使pH迅速上升到9，水解稳定后的尿液中NH4 +-N浓度可达8000mg/L。因此，采用MAP沉淀法和气浮法以处理氨氮为目标，必然达不到污染的控制。对于含有高浓度氨氮的尿液废水而言，目前还缺乏一种去除效率高、无污染的高氨氮去除方法。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术方案的不足，提供了表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置，该方法能够有效的脱出尿液废水中高浓度的氨氮，解决了现有技术中污染大，成本高，氨氮去除率低的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案是：该装置主要由尿液存储罐（1）、脱氮反应器（2）、臭氧反应器（3）、出水储罐（4）构成；尿液存储罐（1）包括进液管（5）、搅拌器（6）、过滤毛毡（7）、排污管（8）、曝气器（9）、气体流量计（10）、金属过滤网（11）组成部分，脱氮反应器（2）包括活性炭层（12）、控制面板（13）、pH传感器（14）、溶解氧传感器（15）、温度传感器（16）、液位计（17）、增压泵（18）、出液管（19）组成部分；其结构构造为，搅拌器（6）位于尿液存储罐（1）内部   ；曝气器（9）位于尿液存储罐（1）底部，并与气体流量计（10）串联；尿液存储罐（1）和脱氮反应器（2）中间连接着活性炭层（12），控制面板（13）位于脱氮反应器（2）内部；pH传感器（14）、溶解氧传感器（15）、温度传感器（16）、液位计（17）依次排在脱氮反应器（2）底部；臭氧反应器（3）在脱氮反应器（2）左上方。
所述的过滤毛毡（7）厚度为13-35mm，长度×宽度为1200×1200mm，密度为0.14-0.26g∕m3。
      所述的表面活性剂成分为二乙醇胺
所述的搅拌器（6）叶片外缘的圆周速度为5-15m/s，搅拌转速10-20rpm。
所述的曝气器（9）为膜片式曝气器，曝气膜片运行平均孔隙80-100um，空气流量1.5-3m3/h，氧利用率18.4-27.7%。
所述的出液管（19）直径为0.1-0.3m，管体密度小于1g/cm3大于0.771 g/cm3，承载压力为20-50Mpa。
所述的控制面板（13）的倾斜角度为35-45°，密度为1.04-1.19g∕m3，厚度为0.05-0.09m，每0.3-0.5 m放置一层控制面板，交叉放置，承载压力为14.17-19.2Mpa，控制面板上附有表面活性剂，呈360度旋转运作。
所述的脱氮反应器环境为pH值在7.0-9.0，溶解氧浓度＜0.5mg∕L，温度在28-35℃，环境控制通过pH传感器、溶解氧传感器、温度传感器来完成。
本发明的工作原理是：尿液通过进液管注入尿液存储罐里，由于过滤毛毡厚度为13-35mm，长度×宽度为1200×1200mm，密度为0.14-0.26g∕m3，可以将尿液中的颗粒悬浮物过滤掉；在尿液存储罐里装有搅拌器，搅拌转速10-20rpm，使尿液存储罐里的溶液溶质均匀；曝气器采用的是膜片式曝气器，进行曝气处理，气体流量计用来控制曝气量；位于尿液存储罐底部的金属过滤网和位于尿液存储罐与脱氮反应器之间的活性炭层用来过滤吸附，排除尿液的异味；臭氧反应器装在脱氮反应器左上方，使臭氧与尿液充分接触后进行消毒杀菌；被消毒杀菌后的处理中尿液进入脱氮反应器中进行脱氮，脱氮反应器环境为ph值在7.0-9.0，溶解氧浓度＜0.5mg∕L，温度在28-35℃，环境控制通过pH传感器、溶解氧传感器、温度传感器来完成，脱氮反应器在的控制面板与pH传感器、溶解氧传感器、温度传感器连接，倾斜角度为35-45°，密度为1.04-1.19g∕m3，厚度为0.05-0.09m，每0.3-0.5 m放置一层控制面板，交叉放置，承载压力为14.17-19.2Mpa，控制面板上附有表面活性剂，呈360度旋转运作；对尿液进行过滤、吸附、氧化、脱氮等多种处理后，净化水通过出液管，经增压泵输送到出水储罐，经表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置净化过的水达到国家二级排放标准的净化水，从以往的67.8-82.4％上升到了99.8％以上。
本发明的有益效果为：针对尿液水质情况，选用了臭氧反应器和脱氮反应器联合处理，对水质进行改性，针对性强。
附图说明
图1是本发明的示意图
       其中：1尿液存储罐、2脱氮反应器、3臭氧反应器、4出水储罐、5进液管、6搅拌器、7过滤毛毡、8排污管、9曝气器、10气体流量计、11金属过滤网、12活性炭层、13控制面板、14ph传感器、15溶解氧传感器、16温度传感器、17液位计、18增压泵、19出液管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
如图1所示，本发明提供表面活性剂炼油废水中去除高浓度氨氮装置，由尿液存储罐（1）、脱氮反应器（2）、臭氧反应器（3）、出水储罐（4）构成；尿液存储罐（1）包括进液管（5）、搅拌器（6）、过滤毛毡（7）、排污管（8）、曝气器（9）、气体流量计（10）、金属过滤网（11）组成部分，脱氮反应器（2）包括活性炭层（12）、控制面板（13）、ph传感器（14）、溶解氧传感器（15）、温度传感器（16）、液位计（17）、增压泵（18）、出液管（19）组成部分；其结构构造为，所述的搅拌器（6）位于尿液存储罐（1）内部，所述的曝气器（9）位于尿液存储罐（1）底部，并与气体流量计（10）串联，所述的尿液存储罐（1）和脱氮反应器（2）中间连接着活性炭层（12），所述的控制面板（13）位于脱氮反应器（2）内部，所述的pH传感器（14）、溶解氧传感器（15）、温度传感器（16）、液位计（17）依次排在脱氮反应器（2）底部，所述的臭氧反应器（3）在脱氮反应器（2）左上方；所述的过滤毛毡（7）厚度为35mm，长度×宽度为1200×1200mm，密度为0.14-g∕m3，所述的搅拌器（6）叶片外缘的圆周速度为15m/s，搅拌转速20rpm，所述的曝气器（9）为膜片式曝气器，曝气膜片运行平均孔隙100um，空气流量3m/h，氧利用率27.7%，所述的出液管（19）直径为0.3m，管体密度小于0.881 g/cm3，承载压力为50Mpa，所述的控制面板（13）的倾斜角度为45°，密度为1.19g∕m3，厚度为0.09m，每0.5 m放置一层控制面板，交叉放置，承载压力为19.2Mpa，控制面板上附有表面活性剂，呈360度旋转运作，所述的脱氮反应器环境为pH值在8.0，溶解氧浓度0.2mg∕L，温度在30℃，环境控制通过pH传感器、溶解氧传感器、温度传感器来完成。
本发明一种表面活性剂高强度分散法处理稀土废水中高浓度氨氮装置使用时，尿液通过进液管注入尿液存储罐里，由于过滤毛毡厚度为35mm，长度×宽度为1200×1200mm，密度为0.26g∕m3，可以将尿液中的颗粒悬浮物过滤掉；在尿液存储罐里装有搅拌器，搅拌转速20rpm，使尿液存储罐里的溶液溶质均匀；曝气器采用的是膜片式曝气器，进行曝气处理，气体流量计用来控制曝气量；位于尿液存储罐底部的金属过滤网和位于尿液存储罐与脱氮反应器之间的活性炭层用来过滤吸附，排除尿液的异味；臭氧反应器装在脱氮反应器左上方，使臭氧与尿液充分接触后进行消毒杀菌；被消毒杀菌后的处理中尿液进入脱氮反应器中进行脱氮，脱氮反应器环境为pH值在8.0，溶解氧浓度0.2mg∕L，温度在30℃，环境控制通过ph传感器、溶解氧传感器、温度传感器来完成，脱氮反应器在的控制面板与pH传感器、溶解氧传感器、温度传感器连接，倾斜角度为45°，密度为1.19g∕m3，厚度为0.09m，每0.5 m放置一层控制面板，交叉放置，承载压力为19.2Mpa，控制面板上附有表面活性剂，呈360度旋转运作；对尿液进行过滤、吸附、氧化、脱氮等多种处理后，净化水通过出液管，经增压泵输送到出水储罐，经表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置净化过的水达到国家二级排放标准的净化水，从以往的67.8-82.4％上升到了99.8％以上。
以上所述的本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置，其特征在于：该装置主要由尿液存储罐（1）、脱氮反应器（2）、臭氧反应器（3）、出水储罐（4）构成；尿液存储罐（1）包括进液管（5）、搅拌器（6）、过滤毛毡（7）、排污管（8）、曝气器（9）、气体流量计（10）、金属过滤网（11）组成部分，脱氮反应器（2）包括活性炭层（12）、控制面板（13）、pH传感器（14）、溶解氧传感器（15）、温度传感器（16）、液位计（17）、增压泵（18）、出液管（19）组成部分；其结构构造为，搅拌器（6）位于尿液存储罐（1）内部  ；曝气器（9）位于尿液存储罐（1）底部，并与气体流量计（10）串联；尿液存储罐（1）和脱氮反应器（2）中间连接着活性炭层（12），控制面板（13）位于脱氮反应器（2）内部；pH传感器（14）、溶解氧传感器（15）、温度传感器（16）、液位计（17）依次排在脱氮反应器（2）底部；臭氧反应器（3）在脱氮反应器（2）左上方。
2.根据权利要求1所述的表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置，其特征在于：所述的过滤毛毡（7）厚度为13-35mm，长度×宽度为1200×1200mm，密度为0.14-0.26g∕m3。
3.根据权利要求1所述的表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置，其特征在于：所述的搅拌器（6）叶片外缘的圆周速度为5-15m/s，搅拌转速10-20rpm。
4.根据权利要求1所述的表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置，其特征在于：所述的曝气器（9）为膜片式曝气器，曝气膜片运行平均孔隙80-100um，空气流量1.5-3m3/h，氧利用率18.4-27.7%。
5.根据权利要求1所述的表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置，其特征在于：所述的出液管（19）直径为0.1-0.3m，管体密度小于1g/cm3大于0.771 g/cm3，承载压力为20-50Mpa。
6.根据权利要求1所述的表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置，其特征在于：所述的控制面板（13）的倾斜角度为35-45°，密度为1.04-1.19g∕m3，厚度为0.05-0.09m，每0.3-0.5 m放置一层控制面板，交叉放置，承载压力为14.17-19.2Mpa，控制面板上附有表面活性剂，呈360度旋转运作。
7.根据权利要求1所述的表面活性剂处理尿液中高浓度氨氮装置，其特征在于：所述的脱氮反应器环境为ph值在7.0-9.0，溶解氧浓度＜0.5mg∕L，温度在28-35℃，环境控制通过pH传感器、溶解氧传感器、温度传感器来完成。
8.一种处理尿液中高浓度氨氮方法，其特征在于：
(1)取新鲜尿液，引入粪便，密闭封存15～30天，待尿液中的有机氮完全水解为氨氮；
(2)添加捣碎葛藤后提取的葛藤素20～40ppm，调节pH为6.0～6.5；
(3)再加入质量比为5～10%的磁性纳米氧化镍胶体，以300r/min的速度搅拌10～15min；
(4)用微孔纳米曝气器进行曝气处理，尿液上部得到一层悬浮物，清除即可。
9.根据权利要求1所述一种处理尿液中高浓度氨氮方法，其特征在于：所述的磁性纳米氧化镍胶体为：碱式碳酸镍经浓盐酸、饱和强氧化钠乙醇溶液浸泡后分离，将得到的沉淀物中加入氧丙二晴进行极性化，在浸入到二乙苯胺、甲基丙苯胺等溶剂中搅拌，沉淀后用去离子水清洗，烘干即可。
10.根据权利要求1所述一种处理尿液中高浓度氨氮方法，其特征在于：所述微孔纳米暴气器产生的气泡孔径为0.1～0.5μm。
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