CN106800344A - 一种氨氮成套处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种氨氮成套处理系统，包括与污水管相连通的pH调节罐，pH调节罐的底部与风机相连通，pH调节罐的上方还连通有加碱液罐，pH调节罐的上方与添加氨氮快速去除剂的储罐相连通，并且pH调节罐还与催化塔的上端相连通,催化塔的下方也设有风机，催化塔的顶部与回收塔的下端相连通，回收塔的下方与硫铵循环罐的下方相连通，并且硫铵循环罐上方通过耐腐蚀泵与回收塔的上方相连通，硫铵循环罐的底部通过耐腐蚀泵与硫铵储存罐的上方相连通，硫胺储存罐的中部通过耐腐蚀泵与硫铵循环罐的顶部相连通，硫酸循环罐的上端还与硫酸罐相连通。该种氨氮处理系统不仅氨氮去除率高，还能够除去污水中的重金属离子，并且也能够生产出硫铵晶体，从而大大提高了经济效益。

Description

一种氨氮成套处理系统
技术领域
本发明涉及化学处理系统领域，特别涉及一种氨氮成套处理系统。
背景技术
氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮，国家规定水中氨氮不得超过1mg/L，而氨氮对人体健康和生态环境都有很大的影响。对人体健康的影响：水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，如果人们长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利；对生态环境的影响:氨氮对水生物起危害作用的主要是游离氨，其毒性比铵盐大几十倍，并随碱性的增强而增大，氨氮毒性与池水的pH值及水温有密切关系，一般情况，pH值及水温愈高，毒性愈强，对鱼的危害类似于亚硝酸盐。而现有情况中，饮用水中氨氮浓度超标的污染问题还是很严重的，而且氨氮污染的直接后果是导致水体富营养化，影响渔业生产，严重影响了人、畜饮用水安全，恶化了人类的生存环境。鉴于此，需要对氨氮进行及时处理。
而现有处理氨氮的工艺过程中最主要使用的是吹脱的方式，虽然，该种方式能够去除废水中65％的氮氨，但是，剩下的氨氮如果直接排入江湖湖泊中的话还是很容易对水资源造成污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氨氮成套处理系统，其不仅能够大大提高氨氮除去的效率，并且也不会造成其他的污染。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种氨氮成套处理系统，包括与污水管相连通的pH调节罐，所述pH调节罐的底部设有曝气机，所述曝气机与风机相连通，所述pH调节罐的上方还连通有加碱液罐，所述pH调节罐的上方与添加氨氮快速去除剂的储罐相连通，并且pH调节罐还与催化塔的上端相连通,所述催化塔的下方也设有风机，所述催化塔的顶部与回收塔的下端相连通，所述回收塔的下方与硫铵循环罐的下方相连通，并且硫铵循环罐上方通过耐腐蚀泵与回收塔的上方相连通，所述硫铵循环罐的底部通过耐腐蚀泵与硫铵储存罐的上方相连通，所述硫胺储存罐的中部通过耐腐蚀泵与硫铵循环罐的顶部相连通，所述硫酸循环罐的上端还与硫酸罐相连通。
通过采用上述技术方案，在pH调节罐里加入饱和氢氧化钙溶液来调节污水的pH值，同时，向pH调节罐的污水中通入空气，这样一方面能够将污水中Fe2+和Cr2+氧化成Fe3+和Cr3+，而Fe3+和Cr3+在碱性条件下比二价状态更容易发生沉淀，从而更容易除去，这样就能够减少对催化塔和回收塔腐蚀程度。再者，污水中往往还会存在、Zn2+、Cu2+、Ni2+，这些离子在碱性条件下也容易发生沉淀。并且Ca2+还能与废水中的部分F-反应，生成难溶的CaF2；与As3+络合生成Ca3(AsO 3)2等难溶物质。同时，Ca2+还能够与污水中的SO4 2+和CO3 2+离子进行反应沉淀反应。从而，这样就能够处理掉大部分的污染离子了。
而且，空气在通入到pH调节罐的污水过程中，也能够对污水起到搅拌的作用，从而更有利于氢氧化钙和污水中的各离子进行反应，也有利于氨气被从污水冲吹提出来。
并且，这个过程中，氨氮快速去除剂的加入能加快污水中NH4 +转化成游离NH3的效率，而且也省去了对污水加热的步骤，减少了能量的损耗。
再者，通过硫铵循环罐不断地向回收塔中通入硫酸和硫酸铵的混合溶液，这样不仅能够快速地吸收回收塔中的氨气，同时，也有利于提高硫铵结晶的速率，从而更有利于硫铵晶体的析出和收集。
优选的,所述加碱液罐储存的是饱和氢氧化钙溶液，通过饱和氢氧化钙溶液将进入到pH调节罐中的污水的pH值调节至10左右。
通过采用上述技术方案，当溶液的pH值达到9.0～9.5时，大多数重金属离子均形成了难溶氢氧化物。此处，将污水的pH值调节成10，这样能够确保污水中各种离子得到充分的沉淀。
优选的，所述氨氮快速去除剂为聚合硫酸铝、羟甲基纤维素钠、高铁酸钾和硅胶的混合物。
通过采用上述技术方案，聚合硫酸铝是一种快速高效的絮凝剂，其能够加快各重金属离子以及酸根离子和氢氧化钙反应生产沉淀，从而，原本与NH4 +结合的盐更容易发生电解，并且也更加彻底，从而污水的中的NH4 +含量也会升高，这样也就更容易转化成为氨气并从污水中被吹提出来，从而提高了对污水中的氨氮的去除率。
而高铁酸钾是一种新型非氯高效消毒剂，其能够在常温下30分钟即可杀灭水体中致病菌、大肠杆菌、伤寒杆菌及病毒去除率为99.5％-99.95％以上。同时，其分解产物Fe(OH)3胶体还具有絮凝作用，可以吸附去除水中有机及无机污染物，有效地提高了污水中的沉淀反应。
在此，为了调节污水的pH值，所以使用了氢氧化钙作为pH调节剂，羟甲基纤维素钠是一种有机絮凝剂，其不仅能够提高沉淀的絮凝效果，同时，对于未与反应钙离子也具有絮凝效果，从而有利于除去钙离子的去除，这样有利于避免钙离子在催化塔中形成积垢，而造成催化塔中的部件的堵塞。
优选的，所述催化塔的塔内设有若干层鼓泡板，所述鼓泡板上铺有填料，所述填料表面涂有氨氮快速去除剂和防堵塞剂。
通过采用上述技术方案，鼓泡板的设置能够充分地使液气进行接触，这样有利于液气之间的物质传递，从而更有利于空气将污水中的游离NH3给吹提出来。并且，防堵塞剂能够有效地防止污水中钙镁离子在催化塔中进行沉积形成积垢，避免造成催化塔的堵塞。
优选的，所述防堵塞剂为单宁酸、聚丙烯酸、十二醇无规聚醚、苯并三氮唑、硫酸锌、氨基三甲叉磷酸、聚环氧琥珀酸钠盐、焦磷酸和水的混合物。
通过采用上述技术方案，聚丙烯酸能与金属离子、钙、镁等形成稳定的化合物，对水中碳酸钙和氢氧化钙有优良的分解作用，这样就能够避免钙、镁离子在催化塔中发生沉淀而积垢，从而有利于避免催化塔的堵塞。
而十二醇无规聚醚是一种高分子表面活性剂，其分散力好，具有强乳化力，具有较好的低温流动性，从一方面能够提高钙、镁离子在污水中的分散作用，同时，也保证了常温状态下污水的正常流动，从而进一步降低了钙、镁离子的沉淀的可能性。
苯并三氮唑是一种缓蚀剂，其与铜原子形成共价键和配位键，相互多替成链状聚合物，在铜加表面组成多层保护膜，使铜的表面不起氧化还原反应，不发生氢气，起防蚀作用。对铅、铸铁、镍、锌等金属材料也有同样效果,这样当污水经过催化塔之后就能够减少对催化塔的腐蚀。
而硫酸锌还能够与污水中的钙、镁离子等成垢物质形成稳定的络合物，易溶于水，起良好的螯合、分散、缓蚀作用，阻止结垢并对老垢层起到疏松作用，便于清垢。对碳钢、不锈钢有较好的缓蚀、阻垢作用，可提高设备换热效果，延长设备使用寿命，起到节水和节能以及节约钢材的作用。
同时，聚环氧琥珀酸钠盐不仅具有阻垢和缓蚀的作用，而且生物降解的效果也比较的好，所以即使进入到环境中也不会对环境造成污染。
在此，焦磷酸此处为一种隐蔽剂，其能够有效地提高污水中的各类杂质的水溶性作用，从而进一步降低了污水中钙、镁离子沉积。
优选的，所述催化剂塔的底部与pH回调池相连通。
通过采用上述技术方案，这样将处理好的污水调节成为弱碱性的水，从而有利于污水符合排放标准。
优选的，所述pH回调池所用的调节酸为硫酸。
通过采用上述技术方案，硫酸不仅能够有效地降低污水的中的pH值，同时，硫酸是强酸，其能够以较少的量中和水中的碱性，从而大大减少了酸的使用量。
优选的，所述回收塔内部的不同高度上设有若干半球面状的罩体，所述罩体的罩口朝上设置，并且罩体上均匀分布有若干穿孔。
通过采用上述技术方案，当从催化塔出来的混合气体进入到回收塔之后，混合气体会从下向上流动，并且由于罩体是成半球面状的，这样混合气体就能够均匀地在罩体表面铺展开来，之后在通过罩体的时候，就能够使混合气体在塔体内均匀分布开来，从而有利于混合气体与硫铵循环罐出来的混合溶液进行充分地接触，从而有利于对混合气体中氨气的吸收，也提高了硫铵晶体的产生率。。
优选的，所述硫铵循环罐流回回收塔的混合液中的硫酸含量为50％。
通过采用上述技术方案，这样在保证对氨气正常吸收的情况下，又能够减少对设备的腐蚀，并且也不会造成硫酸的浪费。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过在pH调节罐里通入空气和饱和氢氧化钙溶液，这样能够加快污水中金属离子的沉淀产生；
2、氨氮快速去除剂的加入加快了NH4 +转化成NH3的速率，并在空气的带动下，NH3能够较快地被吹提出来，省去了对pH调节罐加热的步骤；
3、催化塔中加入氨氮快速去除剂和防堵塞剂，这样在保证污水中NH3被快速除去的前提下，又能够方式污水中的钙、镁离子对催化塔的造成阻塞；
4、回收塔中设置若干个半球面的罩体，这样能够有效地使从催化塔出来的混合气流在回收塔中均匀铺展开来，从而也就能够进一歩提高对NH3的吸收，进而也就增加了经济效益。
附图说明
图1为氨氮处理系统的工艺流程图；
图2为催化塔的结构示意图；
图3为回收塔的结构示意图。
附图标记：1、pH调节罐；11、加碱液罐；12、储罐；13、排污管；14、废气出管；15、流量计；2、催化塔；21、鼓泡板；211、圆孔；212、圆片；213、直杆；214、限位杆；22、填料；23、pH回调池；3、回收塔；31、罩体；311、穿孔；32、出气管；4、硫铵循环罐；5、硫铵储存罐；6、硫酸罐；7、风机；8、耐腐蚀泵。
具体实施方式
以下结合附图1至附图3对本发明作进一步详细说明。
一种氨氮成套处理系统，包括与污水管相连通的pH调节罐1，pH调节罐1的底部带有曝气机与风机7相连通，pH调节罐1的上方还连通有加碱液罐11和添加氨氮快速去除剂的储罐12，pH调节罐1上端通过耐腐蚀泵8还与催化塔2的上端相连通。再者，pH调节罐1的上端还设有废气出管14，废气出管14与回收塔3的下端相连通。并且，耐腐蚀泵8与催化塔2之间还设有流量计15，可以时时观察污水输送的流量，而pH调节罐1的底部设有排污管13，排污管13与污泥池相连通。
而催化塔2的下方也设有风机7，催化塔2的内部设有若干鼓泡板21。鼓泡板21上开有若干圆孔211，每个圆孔211上都有一个中心处带有直杆213的圆片212，圆片212位于圆孔211上方，而直杆213穿设于圆孔211中，并且直杆213下端带有限位杆214，从而直杆213能够在圆孔211中伸缩，而且不会与圆孔211发生分离。当空气其能够顶起圆片212，从而鼓泡板21上的污水就会通过圆孔211进入到下方中，而空气就会通过圆孔211离开鼓泡板211，这一过程空气和污水得到了比较充分地混合，从而能够有效地对空气进行净化。鼓泡板21上鼓泡板21的上方放置有填料22，并且填料22表面涂布有氨氮快速去除剂和防堵塞剂，而催化塔2的下方与pH回调池23相连通，同时，pH回调池23通过耐腐蚀泵8与污水站相连通，再者催化塔2的顶部与回收塔3的下端相连通。
回收塔3内在不同高度设有若干半球面状的罩体31，此处罩体31的数量为三个，罩体31的罩口朝上设置，并且罩体31上均匀分布有若干穿孔311。回收塔3的下方与硫铵循环罐4的下方相连通，并且硫铵循环罐4上方通过耐腐蚀泵8与回收塔3的上方相连通，回收塔3的顶部设有出气管32，硫铵循环罐4的底部通过耐腐蚀泵8与硫铵储存罐5的上方相连通，硫铵储存罐5的中部通过耐腐蚀泵8与硫铵循环罐4的顶部相连通，并且硫铵循环罐4的上端还与硫酸罐6和水管相连通。
工作过程：
S1、含氨氮的污水通过污水管道进入到pH调节罐1后，向pH调节罐1中加入饱和氢氧化钙溶液和氨氮快速去除剂，调整污水的pH值为10，并曝气1小时，产生的废气从回收塔3下方进入到回收塔3中，而剩下污水继续静止5小时；
S2、利用耐腐蚀泵8将静止后污水的上层液体输送至催化塔2中，下层沉淀通过排污管13直接排至污泥池中；
S3、当S2的污水进入催化塔2后，催化塔2下方也通入空气，与污水形成对流，流至催化塔2下方的污水被排送至pH回调池23中，向pH回调池23中通入硫酸，使污水的pH值回调至8，而从催化塔2顶部出来的混合气体从而回收塔3下方进入到回收塔3内；
S4、向回收塔3内通入来自硫铵循环罐4的溶液，使得混合气体与来自硫铵循环罐4的溶液形成对流，从而充分吸收混合气体中的NH3；
S5、将硫铵循环罐4中下层的溶液输送至硫铵储存罐5中进行静止，而上层的溶液与硫酸罐6中的硫酸进行混合，形成硫酸质量分数为50％的硫酸和硫酸铵的混合溶液输送回回收塔3中，硫铵储存罐5内结晶体从下方排出并收集起来，硫铵储存罐5上层的清液并输送回硫铵循环罐4中进行回用,而且硫酸罐6能够为硫铵循环罐4补充硫酸，使硫铵循环罐4中硫酸的质量含量为50％。
此处，氨氮快速去除剂包括质量分数为80％聚合硫酸铝、10％羟甲基纤维素钠、8％高铁酸钾和2％硅胶。
防堵塞剂包括质量分数为30.8％单宁酸、5％聚丙烯酸、十二醇物规聚醚、1.2％苯并三氮唑、8％硫酸锌、10％氨基三甲叉磷酸、5％聚环氧琥珀酸钠盐、4％焦磷酸和36％水。
利用上述氨氮处理系统对含氮量不同的污水进行处理，获得如下实施例一至实施例三的数据表，
此处实施例一和实施例二的污水分别来自于河北中煤旭阳焦化有限公司的焦化废水和化工废水，实施例三为扬州联博药业有限公司。并且从表可以看出，本发明的氨氮处理系统不仅能够将污水中的氨氮较为充分地除去，并生产出硫铵晶体，从而大大增加整个系统的经济效益，而且也能够比较彻底地去除掉污水的中的重金属离子和其他酸根离子，这样大大提高了污水的净化效率。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种氨氮成套处理系统，包括与污水管相连通的pH调节罐(1)，所述pH调节罐(1)的底部设有曝气机，所述曝气机与风机(7)相连通，所述pH调节罐(1)的上方还连通有加碱液罐(11)，其特征是：所述pH调节罐(1)的上方与添加氨氮快速去除剂的储罐(12)相连通，并且pH调节罐(1)还与催化塔(2)的上端相连通,所述催化塔(2)的下方也设有风机(7)，所述催化塔(2)的顶部与回收塔(3)的下端相连通，所述回收塔(3)的下方与硫铵循环罐(4)的下方相连通，并且硫铵循环罐(4)中端通过耐腐蚀泵(8)与回收塔(3)的上方相连通，所述硫铵循环罐(4)的底部通过耐腐蚀泵(8)与硫铵储存罐(5)的上方相连通，所述硫胺储存罐的中部通过耐腐蚀泵(8)与硫铵循环罐(4)的顶部相连通，所述硫铵循环罐(4)的上端还与硫酸罐(6)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种氨氮成套处理系统，其特征是：所述加碱液罐(11)储存的是饱和氢氧化钙溶液，通过饱和氢氧化钙溶液将进入到pH调节罐(1)中的污水的pH值调节至10左右。
3.根据权利要求1所述的一种氨氮成套处理系统，其特征是：所述氨氮快速去除剂为聚合硫酸铝、羟甲基纤维素钠、高铁酸钾和硅胶的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种氨氮成套处理系统，其特征是：所述催化塔(2)的塔内设有若干层鼓泡板(21)，所述鼓泡板(21)上铺有填料(22)，所述填料(22)表面涂有氨氮快速去除剂和防堵塞剂。
5.根据权利要求4所述的一种氨氮成套处理系统，其特征是：所述防堵塞剂为单宁酸、聚丙烯酸、十二醇物规聚醚、苯并三氮唑、硫酸锌、氨基三甲叉磷酸、聚环氧琥珀酸钠盐、焦磷酸和水的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种氨氮成套处理系统，其特征是：所述催化剂塔的底部与pH回调池(23)相连通。
7.根据权利要求6所述的一种氨氮成套处理系统，其特征是：所述pH回调池(23)所用的调节酸为硫酸。
8.根据权利要求1所述的一种氨氮成套处理系统，其特征是：所述回收塔(3)内部的不同高度上设有若干半球面状的罩体(31)，所述罩体(31)的罩口朝上设置，并且罩体(31)上均匀分布有若干穿孔(311)。
9.根据权利要求1所述的一种氨氮成套处理系统，其特征是：所述硫铵循环罐(4)流回回收塔(3)的混合液中的硫酸含量为50％。
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