CN106966530A - 针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，包括废水脱氨处理单元，所述废水脱氨处理单元包括至少一个脱氨膜组件，以及设于壳体内的布水管、集水管和复数中空纤维膜丝，所述中空纤维膜丝的一端与布水管相连接，相对端与集水管相连接，形成膜丝阵列，所述膜丝阵列上套设有导流挡板，所述壳体、布水管、集水管、中空纤维膜丝，以及导流挡板由聚丙烯材料制成。本发明具有耐腐蚀性，同时对有机溶剂具有耐受性，能够对含有有机溶剂的高氨氮废水进行脱氨处理，扩大了应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理技术领域，尤其是涉及一种针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置。
背景技术
随着经济的发展和生活水平的提高，氨氮现在已成为环境的主要污染指标之一。氨氮废水主要来源于化肥、焦化、石化、制药、垃圾填埋场等，大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，不仅给水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用。
目前采用的氨氮脱除方法有折点氯化法、化学沉淀法、空气吹脱法、生物脱氮法、膜分离技术等等。在折点氯化法中容易存在安全、二次污染的问题；化学沉淀法中使用的沉淀剂成本较高，同时不易控制最佳的沉淀条件；空气吹脱法容易造成二次污染；生物脱氮法中硝化菌生长受温度、碱度、溶解氧的影响较大，另外高浓度的氨氮废水会抑制硝化菌的生长，导致硝化过程效率低，生物系统的抗冲击能力较弱。
进一步地，在膜分离技术中采用的脱氨膜组件为方便成型、安装以及美观，通常采用聚乙烯材质，聚乙烯材质能溶解于醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃等有机溶剂，对含有有机溶剂的高氨氮废水通常不能采用膜分离技术。
如何对含有有机溶剂的高氨氮废水进行高效的脱氨处理是亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，能够针对含有有机溶剂的高氨氮废水进行高效的脱氨处理。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，包括废水脱氨处理单元，所述废水脱氨处理单元包括至少一个脱氨膜组件，所述脱氨膜组件包括壳体，以及设于壳体内的布水管、集水管和复数中空纤维膜丝，所述中空纤维膜丝的一端与布水管相连接，相对端与集水管相连接，形成膜丝阵列，所述膜丝阵列上套设有导流挡板，所述壳体、布水管、中空纤维膜丝，以及导流挡板由聚丙烯材料制成。
优选地，所述高氨氮废水的处理装置还包括：
废水预处理单元，用于调节高氨氮废水的PH值；
废水过滤单元，用于滤除调节到预设PH值的高氨氮废水中的杂质；
废水换热单元，用于调节滤除杂质后的高氨氮废水的温度；以及
酸吸收液循环单元用于为废水脱氨处理单元配置酸吸收液，以及维持铵盐的循环回收利用。
优选地，所述壳体上设有废水入口、废水出口、酸吸收液入口，以及酸吸收液出口，所述高氨氮废水经废水入口进入壳体内，在中空纤维膜丝外部流动，经废水出口流出；所述酸吸收液经酸吸收液入口进入壳体内，在中空纤维膜丝内部流动，经酸吸收液出口流出。
优选地，所述废水预处理单元包括液碱储槽、管道混合器，以及氨氮原水槽，所述液碱储槽向管道混合器中输送碱液，用于调节管道混合器中高氨氮废水的PH值，所述管道混合器将调节PH后的高氨氮废水输出至氨氮原水槽中。
优选地，所述废水过滤单元包括相连通的一级过滤器和二级过滤器，所述一级过滤器用于对调节PH值后的高氨氮废水进行初级过滤，所述二级过滤器对废水再次过滤。
优选地，所述废水换热单元包括一级换热单元和二级换热单元；
所述一级换热单元用于判断高氨氮废水是否高于第一预设温度，若高于第一预设温度，则将高氨氮废水调节至第二预设温度；
所述二级换热单元用于判断高氨氮废水是否低于第三预设温度，若低于第三预设温度，则将高氨氮废水调节至第二预设温度。
优选地，第一预设温度为48℃，第二预设温度为45℃，所述第三预设温度为40℃。
优选地，所述酸吸收液循环单元包括酸循环储槽、自来水储水槽，以及铵盐储槽，所述酸循环储槽用于输出酸吸收液进入废水脱氨单元中，并收集废水脱氨处理单元在脱氨过程中产生的酸吸收液和铵盐；所述自来水储水槽用于向酸循环储槽中添加用于配置酸吸收液的自来水；所述铵盐储槽用于收集脱氨过程中产生的铵盐。
优选地，所述酸吸收液循环单元还包括硫酸储槽，以及与所述硫酸储槽相连通的硫酸计量槽，所述硫酸计量槽通过硫酸计量泵与废水脱氨处理单元相连通。
优选地，所述高氨氮废水的处理装置还包括用于清洗脱氨膜组件的清洗水槽，所述清洗水槽通过清洗水泵与废水脱氨处理单元相连通。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，具有耐腐蚀性，同时对有机溶剂具有耐受性，能够对含有高氨氮废水的废水进行脱氨处理，扩大了应用范围；另外，废水脱氨处理单元使用酸吸收液作为脱氨的推动力，提高了脱氨效率。
附图说明
图1是本发明的结构框图示意图；
图2是本发明的酸吸收液循环单元结构框图示意图；
图3是本发明的废水预处理单元结构框图示意图；
图4是本发明的废水过滤单元结构框图示意图；
图5是本发明的废水换热单元结构框图示意图；
图6是本发明的废水脱氨处理单元结构框图示意图；
图7是图6中脱氨膜组件的结构框图示意图。
附图标记：1、废水预处理单元，11、液碱储槽，12、管道混合器，13、氨氮原水槽，14、加碱调节泵，15、原水提升泵，2、废水过滤单元，21、一级过滤器，22、二级过滤器，3、废水换热单元，31、一级换热单元，32、二级换热单元，4、废水脱氨处理单元，41、脱氨膜组件，411、布水管，412、集水管，413、中空纤维膜丝，414、导流挡板，415、废水入口，416、废水出口，417、酸吸收液入口，418、酸吸收液出口，5、酸吸收液循环单元，51、酸循环储槽，52、自来水储水槽，53、铵盐储槽，54、自来水添加泵，55、铵盐抽出泵，56、硫酸储槽，57、硫酸计量槽，58、硫酸计量泵，59、硫酸添加泵，6、脱氨膜组件清洗单元。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明所揭示的一种针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，能够针对含有机溶剂的高氨氮废水进行有效的脱氨处理。
结合图1和图2所示，一种针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，包括依次通过管道相连通的废水预处理单元1、废水过滤单元2、废水换热单元3、废水脱氨处理单元4，以及酸吸收液循环单元5。其中，所述废水预处理单元1用于调节高氨氮废水的PH值，将其PH值调节到预设阀值；所述废水过滤单元2用于滤除调节到预设PH值的高氨氮废水中的杂质；所述废水换热单元3用于调节滤除杂质后的高氨氮废水的温度，将其调节到预设阀值；所述废水脱氨处理单元4用于对调节温度后的高氨氮废水进行脱氨处理；所述酸吸收液循环单元5用于为废水脱氨处理单元4配置酸吸收液，以及维持铵盐的循环回收利用。
如图3所示，所述废水预处理单元1包括依次通过管道相连通的液碱储槽11、管道混合器12，以及氨氮原水槽13。进一步地，所述液碱储槽11通过加碱调节泵14与管道混合器12相连通，向管道混合器12中输送碱液，用于调节管道混合器12中高氨氮废水的PH值，所述管道混合器12最终将调节PH后的高氨氮废水输出至氨氮原水槽13中。本实施例中，调节后的高氨氮废水的PH值不小于11。
如图4所示，所述废水过滤单元2包括依次通过管道相连通的一级过滤器21和二级过滤器22，所述一、二级过滤器用于滤除氨氮原水槽13中高氨氮废水中的杂质。氨氮原水槽13通过原水提升泵15与一级过滤器21相连通，原水提升泵15将高氨氮废水从氨氮原水槽13中抽取并通过一、二级过滤器22，进而将高氨氮废水中的杂质滤除。本实施例中，所述一级过滤器21为袋式过滤器，所述二级过滤器22为保安过滤器。
如图5所示，所述废水换热单元3包括相连通的一级换热单元31和二级换热单元32，滤除杂质后的高氨氮废水依次通过一级换热单元31和二级换热单元32。其中，所述一级换热单元31用于判断高氨氮废水是否高于第一预设温度，若高于第一预设温度，则将高氨氮废水调节至第二预设温度；所述第二换热单元用于判断高氨氮废水是否低于第三预设温度，若低于第三预设温度，则将高氨氮废水调节至第二预设温度。本实施例中，第一预设温度为48℃，第二预设温度为45℃，所述第三预设温度为40℃。进一步地，当高氨氮废水的温度高于第一预设温度时，通过向一级换热单元31中通入冷水，从而使得高氨氮废水降温；当高氨氮废水的温度低于第三预设温度时，通过向二级换热单元32中通入蒸汽，从而使得高氨氮废水温度升高。
结合图6和图7所示，所述废水脱氨处理单元4包括至少一个脱氨膜组件41，所述脱氨膜组件41包括壳体(图未示)，以及设于壳体内的布水管、集水管，以及复数中空纤维膜丝，所述中空纤维膜丝的一端与布水管相连接，相对端与集水管相连接，形成膜丝阵列。本实施例中，所述膜丝阵列中膜丝排布密度较高，膜丝与膜丝之间能够保持固定的距离不会被挤压在一起，从而能够有效的抵抗液体的冲击，不易发生断裂现象。进一步地，在布水管上设置膜丝阵列，能够有效提高中空纤维膜丝的气液传质效率；同时膜丝阵列密度高，排布紧密，均匀，能够做到极限脱氨处理。所述膜丝阵列外部套设有导流挡板，所述导流挡板使得在壳体内流动的高氨氮废水垂直流向膜丝阵列，提高了气液传质效率。
为了能够对含有有机溶剂的高氨氮废水进行处理，所述壳体、布水管，以及中空纤维膜由聚丙烯材料制成。所述壳体上设有废水入口、废水出口、酸吸收液入口，以及酸吸收液出口，所述高氨氮废水经废水入口进入壳体内，在中空纤维膜丝外部流动，经废水出口流出；所述酸吸收液经酸吸收液入口进入壳体内，在中空纤维膜丝内部流动，经酸吸收液出口流出；酸吸收液的流向与废水的流向相反。
具体的，脱氨膜组件脱氨过程如下：
高氨氮废水中存在以下电离平衡：
NH4 ++OH-＝NH3H2O；
高氨氮废水进入脱氨膜组件中时，高氨氮废水在中空纤维膜的外侧流动，酸吸收液在中空纤维膜的内侧流动。随着高氨氮废水PH提高或温度上升时，铵根离子NH4+变成游离的气态NH3。
即：NH4 ++OH-＝NH3↑+H2O；
NH4 +受热变为NH3↑。
气态NH3可以透过中空纤维膜表面的微孔进入中空纤维膜内，被酸吸收液吸收，产生铵盐：NH3+H2SO4＝(NH4)2SO4。
当保持高氨氮废水的PH值不小于11，且温度在45℃时，高氨氮废水中的NH4 +源源不断地变成NH3进入中空纤维管膜内，与酸吸收液产生反应，高氨氮废水中的氨浓度不断下降，直到达到用户满意的标准。
如图2所示，所述酸吸收液循环单元5包括酸循环储槽51、自来水储水槽52，以及铵盐储槽53。其中，所述酸循环储槽51用于输出酸吸收液进入废水脱氨单元中，同时收集废水脱氨处理单元4在脱氨过程中产生的酸吸收液和铵盐。进一步地，自来水储水槽52通过自来水添加泵54与酸循环储槽51相连通，用于向酸循环储槽51中添加用于配置酸吸收液的自来水；所述铵盐储槽53通过铵盐抽出泵55与酸循环储槽51相连通，用于收集脱氨过程中产生的铵盐。本实施例中，铵盐为硫酸铵，当所述铵盐达到一定浓度后，可以被回收利用。所述酸吸收液循环单元5使得酸吸收液能够循环使用，减少成本。
进一步地，在使用酸吸收液脱氨的过程中，酸吸收液与高氨氮废水产生化学反应，酸吸收液的浓度不断降低，为此需要维持酸吸收液循环单元5中酸吸收液的浓度。所述酸吸收液循环单元5还包括硫酸储槽56，以及与所述硫酸储槽56相连通的硫酸计量槽57，所述硫酸计量槽57通过硫酸计量泵58与废水脱氨处理单元4相连通。本实施例中，所述硫酸计量泵58和酸循环储槽51的输出端均通过保安过滤器与酸吸收液循环单元5相连通。进一步地，所述硫酸储槽56通过硫酸添加泵59与硫酸计量槽57相连通。所述硫酸计量槽57、以及硫酸计量泵58的使用，可以使得酸吸收液循环单元5输出稳定浓度的酸吸收液至酸吸收液循环单元5。
如图1所示，本实施例中，所述针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置还包括脱氨膜组件清洗单元6，包括清水槽，所述清洗水槽通过清洗水泵与废水脱氨处理单元4相连通。具体的，与脱氨膜组件的废水入口相连接，当脱氨膜需要清洗时，清洗水泵从清洗水槽中提取清水，对脱氨膜组件进行清洗。
与现有技术相比，本发明所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置：
(1)具有耐腐蚀性，并且对有机溶剂具有耐受性，能够对含有高氨氮废水的废水进行脱氨处理，扩大了应用范围，延长设备使用寿命；
(2)不需要风机，除水泵外，无电机马达设备，无噪音污染；
(3)废水脱氨处理单元使用酸吸收液作为脱氨的推动力，提高了脱氨效率；
(4)将空气吹脱法中的氨吹脱和氨吸收合二为一，减少设备占用面积。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，其特征在于，包括废水脱氨处理单元，所述废水脱氨处理单元包括至少一个脱氨膜组件，所述脱氨膜组件包括壳体，以及设于壳体内的布水管、集水管和复数中空纤维膜丝，所述中空纤维膜丝的一端与布水管相连接，相对端与集水管相连接，形成膜丝阵列，所述膜丝阵列上套设有导流挡板，所述壳体、布水管、集水管、中空纤维膜丝，以及导流挡板由聚丙烯材料制成。
2.根据权利要求1所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，其特征在于，所述高氨氮废水的处理装置还包括：
废水预处理单元，用于调节高氨氮废水的PH值；
废水过滤单元，用于滤除调节到预设PH值的高氨氮废水中的杂质；
所述废水换热单元，用于调节滤除杂质后的高氨氮废水的温度；以及
酸吸收液循环单元，用于为废水脱氨处理单元配置酸吸收液，以及维持铵盐的循环回收利用。
3.根据权利要求2所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，其特征在于，所述壳体上设有废水入口、废水出口、酸吸收液入口，以及酸吸收液出口，所述高氨氮废水经废水入口进入壳体内，在中空纤维膜丝外部流动，经废水出口流出；所述酸吸收液经酸吸收液入口进入壳体内，在中空纤维膜丝内部流动，经酸吸收液出口流出。
4.根据权利要求2所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，其特征在于，所述废水预处理单元包括液碱储槽、管道混合器，以及氨氮原水槽，所述液碱储槽向管道混合器中输送碱液，用于调节管道混合器中高氨氮废水的PH值，所述管道混合器将调节PH后的高氨氮废水输出至氨氮原水槽中。
5.根据权利要求2所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，其特征在于，所述废水过滤单元包括相连通的一级过滤器和二级过滤器，所述一级过滤器用于对调节PH值后的高氨氮废水进行初级过滤，所述二级过滤器对废水再次过滤。
6.根据权利要求2所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，其特征在于，所述废水换热单元包括一级换热单元和二级换热单元；
所述一级换热单元用于判断高氨氮废水是否高于第一预设温度，若高于第一预设温度，则将高氨氮废水调节至第二预设温度；
所述二级换热单元用于判断高氨氮废水是否低于第三预设温度，若低于第三预设温度，则将高氨氮废水调节至第二预设温度。
7.根据权利要求6所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，其特征在于，第一预设温度为48℃，第二预设温度为45℃，所述第三预设温度为40℃。
8.根据权利要求2所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，其特征在于，所述酸吸收液循环单元包括酸循环储槽、自来水储水槽，以及铵盐储槽，所述酸循环储槽用于输出酸吸收液进入废水脱氨单元中，并收集废水脱氨处理单元在脱氨过程中产生的酸吸收液和铵盐；所述自来水储水槽用于向酸循环储槽中添加用于配置酸吸收液的自来水；所述铵盐储槽用于收集脱氨过程中产生的铵盐。
9.根据权利要求2所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，其特征在于，所述酸吸收液循环单元还包括硫酸储槽，以及与所述硫酸储槽相连通的硫酸计量槽，所述硫酸计量槽通过硫酸计量泵与废水脱氨处理单元相连通。
10.根据权利要求2所述的针对含有有机溶剂高氨氮废水的处理装置，其特征在于，所述高氨氮废水的处理装置还包括用于清洗脱氨膜组件的清洗水槽，所述清洗水槽通过清洗水泵与废水脱氨处理单元相连通。
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