CN109896569A - 一种压力溶气式分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种压力溶气式分离装置，包括加压泵、空压机、压力溶气罐、分离塔、鼓风机，所述加压泵通过液管路二连接至压力溶气罐，所述空压机经气管路一运送至压力溶气罐的进气口，所述进气口连接的气水混合扩增管内设有液体分散器，所述压力溶气罐内设有填料区，所述压力溶气罐底部设有出液口、底部两侧设有引流斜墙，所述压力溶气罐出液口连接液管路三至分离塔进液口二，所述进液口二连接位于分离塔内部的压力溶气释放器自下而上喷射高氨氮废水；所述鼓风机经气管路二运送至分离塔的进气口二，进气口二连接位于压力溶气释放器上方的送风器；所述分离塔顶板的收水器将气液分离出来的氨气由出气口排出；所述分离塔的出液口经液管路回流至液管路。

Description

一种压力溶气式分离装置

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其涉及压力溶气式分离装置。

背景技术

在污水水处理中，有些污水如垃圾渗滤液中含有较高浓度的氨氮。氨氮的大量排放，不仅造成水环境的污染、水体富营养化及水体发生赤潮等现象，而且在工业废水处理和回用工程中造成用水设备中微生物的繁殖而形成生物垢，塞管道和用水设备，影响热交换。目前，处理高浓度氨氮废水的物理化学方法很多，主要有空气分离法、蒸汽汽提法、离子交换法、化学沉淀法等。分离法的基本原理是将空气通入废水中，改变有毒有害气体溶解于水中所建立的气液平衡关系，使这些易挥发物质由液相转为气相，然后予以收集或者扩散到大气中去。分离过程属于传质过程，其推动力为废水中挥发物质的浓度与大气中该物质的浓度差。

影响高氨氮污水分离效果的主要因素有：（1）PH。当pH值高时，游离氨的比例较大，分离效果越好。当pH 值为11 左右时，游离氨大致占90％。（2）温度。温度升高，将增大氨氮的解离，但当pH 值达11时，游离氨受温度影响小。（3）气液比。指空气（蒸汽）和分离对象（含氨废水）的体积比。对确定的废水量而言，增大气体量，传质推动力相应增大，有利于氨氮去除。

传统的分离工艺存在很多缺陷，比如分离效果差、成本高、运行不稳定、易阻塞等。目前，分离设备有分离池和分离塔，分离池占地面积较大，而且易污染大气。分离塔装置大多采用填料塔，其处理过程为废水从顶部喷淋而下，鼓风机将空气从底部吹入，内部填充一定量的填料，让空气和废水在填料接触，从而将污水中的氨氮从水中分离出来，分离出来的氨氮从顶部排出。但在普遍分离塔设备中，污水和空气的接触时间较短，氨气分离效果较低。若要达到处理水质要求，需要大量通入空气，且经过厚填料喷淋而下的污水容易被大风量空气吹成水雾状，影响空气传质流通，且填料的使用容易发生堵塞现象，氨氮处理效率及处理效果较差。

目前分离法中，为增大溶解于废水中气体的量，增大传质动力，助于氨氮分离，有很多实现方案。塔内构造复杂繁琐，且有的方案往往处理效果不好。现技术通常是在分离塔内将进水系统设置为喷淋区，但喷淋易产生雾气，影响气体流通，高氨氮废水易使且喷淋头堵塞，影响进水效率。或是塔内安装固定的厚填料层，填料越小，高氨氮废水与空气接触越充分，但这样就面临会填料层堵塞问题。或是直接通入大量的空气以增大传质动力，但这样鼓风机的提供的空气利用率不高，势必会增大脱塔的能耗。

发明内容

本发明的目的是为了解决这一问题，提供一种压力溶气式分离装置，适用于内置式射流吹脱塔。利用压力溶气原理，在进水前增大气液比，不仅分离效果好，并且后续在分离塔里，可减少为实现增大气液比引起的能耗，避免堵塞问题等，使分离塔构造简单，便于检修。

压力溶气是一种气浮净水工艺特有的空气溶入水体的方法。在密闭的容器中通过气体加压实现水与空气的充分接触传质，使空气溶人水中，尽量达到饱和程度。溶气效率与容器中的填料有关，加填料比不加填料的约高30%，在水温20-30℃范围内，释气量约为理论饱和溶气量的90%-99%。可应用的填料很多，如瓷质拉西环，塑料斜交错淋水板、不锈钢圈填料、塑料阶梯环等。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种压力溶气式分离装置，包括加压泵1、空压机2、压力溶气罐3、分离塔4、鼓风机5，其特征在于：所述加压泵1通过液管路二102连接至压力溶气罐3，所述空压机2通过气管路一106连接至压力溶气罐3的进气口6，所述进气口6连接有气水混合扩增管301，所述气水混合扩增管内设有液体分散器303，所述压力溶气罐3内设置有填料区9，所述压力溶气罐底部设有出液口10、底部两侧设有引流斜墙304，所述出液口10通过液管路三103连接分离塔4的进液口二11，所述进液口二连接位于分离塔4内部的压力溶气释放器401自下而上喷射高氨氮废水；所述鼓风机5通过气管路二107连接至分离塔4的进气口二12，所述进气口二连接位于分离塔内部的所述送风器402自下而上向高氨氮废水吹气，所述送风器402位于压力溶气释放器的上方；所述分离塔4顶板的收水器403将气液分离出来的氨气由出气口14排出；所述分离塔4的出液口二13经液管路四104回流至液管路一101。

优选地，在所述液管路二102上设有压力计201，在气管路106上设有流量计202。

优选地，所述液体分散器303通过进液管302和进液口305连接。

优选地，所述压力溶气罐3侧壁设有液位计口一7与液位计口二8，液位计口一和液位计口二分别放置一浮球液位计。

优选地，所述填料区9为PVC材质的阶梯环填料，该阶梯环填料采用直径Ф76mm的阶梯环填料。

优选地，所述引流斜墙墙体为实心墙体。

优选地，所述液管路四104上安装有阀门二1041，所述液管路101上安装阀门一1011，所述液管路105上安装有阀门三1051。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

（1）对经过压力溶气罐充分传质后的废水进行分离，分离效果比直接进水分离好。

（2）本发明中的分离塔与传统喷淋式和填料式分离塔相比，结构简单，避免堵塞问题等，利于检修。

（3）在本发明分离塔内，可适当减少鼓风机进气量，减少能耗。

（4）在本发明中，压力溶气罐的进水管路与分离塔的出水管路相连，设有阀门，即可回流，又能连续循环分离。

（5）本发明在分离塔顶部设置一种表面带有粗糙小隔板的收水器，不仅能使气水加速碰撞分离，并且能减少水流对分离塔壁的冲刷。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明压力溶气式分离装置的结构图。

图2为本发明压力溶气式分离装置的收水器的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-2所示，一种压力溶气式分离装置，包括加压泵1、空压机2、压力溶气罐3、分离塔4、鼓风机5，所述加压泵1通过液管路102连接至压力溶气罐3的进液口305，所述空压机2经气管路106运送至压力溶气罐3的进气口6，进气口连接的气水混合扩增管301内设有进液管302和液体分散器303连接，压力溶气罐3内设有填料区9、底部设有出液口10，所述填料区9为pvc材质的阶梯环填料，采用直径较大的Ф76mm的阶梯环填料。压力溶气罐底部两侧设有引流斜墙304，所述引流斜墙墙体为实心体。所述压力溶气罐3侧壁设有液位计口一7与液位计口二8，液位计口一和液位计口二分别放置一浮球液位计。出液口10连接液管路103输送至分离塔4的进液口11，再由位于分离塔内部连接出液口的压力溶气释放器401自下而上喷射高氨氮废水；所述鼓风机5经气管路107运送至分离塔4的进气口12，位于分离塔内部压力溶气释放器上方的送风器402自下而上向高氨氮废水吹气；由分离塔顶板的收水器403将气液分离，分离出来的氨气由出气口14排出；出液口13经液管路104回流至液管路101。

一种压力溶气式分离装置，包括加压泵1、空压机2、压力溶气罐3、分离塔4、鼓风机5，所述加压泵1通过液管路二102连接至压力溶气罐3的进液口305，所述空压机2通过气管路一106连接至压力溶气罐3的进气口6，所述进气口6连接有气水混合扩增管301，所述气水混合扩增管内设有液体分散器303分散的液体与压缩空气充分混合，所述压力溶气罐3内设置有填料区9，所述填料区9为PVC材质的阶梯环填料，该阶梯环填料采用直径Ф76mm的阶梯环填料。所述压力溶气罐底部设有出液口10、底部两侧设有引流斜墙304，所述引流斜墙墙体为实心墙体。所述出液口10通过液管路三103连接分离塔4的进液口二11，所述进液口二连接位于分离塔4内部的压力溶气释放器401自下而上喷射高氨氮废水；所述鼓风机5通过气管路二107连接至分离塔4的进气口二12，所述进气口二连接位于分离塔内部的所述送风器402自下而上向高氨氮废水吹气，所述送风器402位于压力溶气释放器的上方；所述分离塔4顶板的收水器403将气液分离出来的氨气由出气口14排出；所述分离塔4的出液口二13经液管路四104回流至液管路一101。

优选地，在所述液管路二102上设有压力计201，在气管路106上设有流量计202。

优选地，所述液体分散器303通过进液管302和进液口305连接。

优选地，所述压力溶气罐3侧壁设有液位计口一7与液位计口二8，液位计口一和液位计口二分别放置一浮球液位计。

优选地，所述液管路四104上安装有阀门二1041，所述液管路101上安装阀门一1011，所述液管路105上安装有阀门三1051。

（1）压力溶气过程：

1）高氨氮废水输送过程：加碱高氨氮废水通过101-液管路运输至加压泵1，提升后的废水经102-液管路运送至3-压力溶气罐的5-进液口，再由302-进液口进入与加压空气混合。

2）加压空气通入过程：由2-空压机加压后的空气经106-气管路运送至3-压力溶气罐的6-进气口。

3）压力溶气：压力溶气过程于3-压力溶气罐中进行。由5-进液口进入的废水通过302-进液管进入301-气水混合扩增管与加压的空气充分混合，混合后的气水经9-填料区汇集至10-出液口排出。

在液管路102上设有压力计201，利用压力表测量进液管路上的进液压力，从而适当调节进液压力。在气管路106上设有流量计202，利用进风管路上的流量计测量空压机送风流量。罐体设有液位计口一7与液位计口二8，液位计口一和液位计口二分别放置一浮球液位计，当溶气罐液位低于液位计口二时，关闭位于罐外的进气电磁阀，进入未加压水，当液位超过液位计口一时，开启电磁阀继续溶气，最后溶气水通过出口10排出，以自动控制溶气罐内最佳液位。填料区9为pvc材质的阶梯环填料，由于高氨氮废水易对填料造成堵塞，故采用直径较大的Ф76mm的阶梯环填料。303为液体分散器，在气水混合扩增管301内分散的液体与压缩空气充分混合。罐底设有引流斜墙304将溶气水引流至出液口10排出，墙体为实心体，这样不仅能将溶气水快速引流至出液口，还避免重力流气水对较薄的罐体底部造成伤害。

（2）分离过程：

1）溶气水进入过程：溶气水经103-液管路输送至分离塔的11-进液口，再由位于分离塔内部的401-压力溶气释放器自下而上喷射高氨氮废水。

2）空气通入过程：分离的空气由5-鼓风机提供，经107-气管路运送至4-分离塔的12-进气口，然后同样再由位于分离塔内部压力溶气释放器上方的402-送风器自下而上向高氨氮废水吹气。

3）分离过程：分离过程于4-分离塔中进行。由位于分离塔内部的403-压力溶气释放器自下而上喷射高氨氮废水，与此同时由位于压力溶气释放器上方的402-送风器自下而上向高氨氮废水吹气。当气液被吹到塔上部时，由403-收水器将气液分离，分离出来的氨气由14-出气口排出，液体则由重力沿塔壁流至出液口13排出，或部分流向塔中间继续被循环分离。

液管路103上设有设有压力计203，利用压力表测量进液管路上的进液压力，从而适当调节进液压力。在气管路107上设有流量计204，利用进风管路上的流量计测量鼓风机送风流量。工程上可视具体情况调节进液压力和鼓风机的送风流量以达到分离最佳效果。考虑到高氨氮废水的水质情况，压力溶气释放器401采用碳钢防腐材质。送风器402为球形，球的上半部120°均匀分布许多小出风口，使空气能够充分与溶气水接触。403收水器下表面分布着大量的粗糙小隔板，这样不仅能使气水快速碰撞分离，并且在液体碰撞波板的同时减少水向分离塔壁的垂直方向高速流动，减少对分离塔壁的冲刷。405为气液分离波板固定杆。塔底设有引流斜墙404将溶气水引流至出液口13排出，墙体为实心体，这样不仅能将溶气水快速引流至出液口，还避免重力流气水对较薄的分离塔底部造成伤害。

（3）压力溶气和分离过程：

压力溶气罐的出液口10通过液管路103将溶气水输送至分离塔的进液口11，再由位于分离塔内部的401-压力溶气释放器依靠溶气水自身压力自下而上喷射高氨氮废水。分离后的水通过出液口13经液管路105排出。若需回流，打开阀门1041，部分分离水可经液管路104回流至液管路101通过泵加压输送至压力溶气罐。若需连续循环分离，则打开阀门1041，关闭液管路105上的阀门1051和液管路101上的阀门1011，可实现循环分离。

本发明利用压力溶气原理，在分离塔前置一个压力溶气罐，压力溶气罐的进水管路与分离塔的出水管路相连，设有阀门，既可回流，又能连续循环分离。压力溶气罐的出水与分离塔的进水连接，溶气水在分离内进行水分离。在分离塔顶部设置一种表面带有粗糙小隔板的收水器，不仅能使气水快速碰撞分离，并且能减少水流对分离塔壁的冲刷。利用水在不同压力下空气溶解度不同的特性，对待处理的水进行加压并加气，增加水的空气溶解量，增大高氨氮污水与空气的接触面积，水与空气的充分接触传质，使空气溶入水中，尽量达到饱和程度，促使高氨氮废水中气体溶解效率提高。利用压力溶气原理，在进水前增大气液比，不仅分离效果好，并且后续在分离塔里，可减少为实现增大气液比引起的能耗，避免堵塞问题等，使分离塔构造简单，便于检修。

以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种压力溶气式分离装置，包括加压泵（1）、空压机（2）、压力溶气罐（3）、分离塔（4）、鼓风机（5），其特征在于：所述加压泵（1）通过液管路二（102）连接至压力溶气罐（3），所述空压机（2）通过气管路一（106）连接至压力溶气罐（3）的进气口（6），所述进气口（6）连接有气水混合扩增管（301），所述气水混合扩增管内设有液体分散器（303），所述压力溶气罐（3）内设置有填料区（9），所述压力溶气罐底部设有出液口（10）、底部两侧设有引流斜墙（304），所述出液口（10）通过液管路三（103）连接分离塔4的进液口二（11），所述进液口二连接位于分离塔（4）内部的压力溶气释放器（401）自下而上喷射高氨氮废水；所述鼓风机（5）通过气管路二（107）连接至分离塔（4）的进气口二（12），所述进气口二连接位于分离塔内部的送风器（402）自下而上向高氨氮废水吹气，所述送风器（402）位于压力溶气释放器的上方；所述分离塔（4）顶板的收水器（403）将气液分离出来的氨气由出气口（14）排出；所述分离塔（4）的出液口二（13）经液管路四（104）回流至液管路一（101）。

2.根据权利要求1所述一种压力溶气式分离装置，其特征在于，在所述液管路二（102）上设有压力计（201），在所述气管路（106）上设有流量计（202）。

3.根据权利要求1所述一种压力溶气式分离装置，其特征在于，所述液体分散器（303）通过进液管（302）和进液口（305）连接。

4.根据权利要求1所述一种压力溶气式分离装置，其特征在于，所述压力溶气罐（3）侧壁设有液位计口一（7）与液位计口二（8），所述液位计口一和液位计口二分别放置一浮球液位计。

5.根据权利要求1所述一种压力溶气式分离装置，其特征在于，所述填料区（9）为PVC材质的阶梯环填料，该阶梯环填料采用直径Ф76mm的阶梯环填料。

6.根据权利要求1所述一种压力溶气式分离装置，其特征在于，所述引流斜墙（304）为实心墙体。