CN110642320A - 一种用于处理氨氮废水的旋转填料床 - Google Patents

一种用于处理氨氮废水的旋转填料床 Download PDF

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Abstract

一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，属于废水处理技术领域，目的在于提供一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，包括壳体，壳体的一侧设有气体进口，顶部设有气体出口，底部分别设有液体进口和液体出口，壳体内设有环形的填料支撑架，填料支撑架内设有填料，填料支撑架的中心设有管式液体分布器，管式液体分布器的连接管上设有若干喷口，填料支撑架的顶部中心通过旋转轴与驱动装置连接，气体进口处设有气体分布器，壳体与旋转轴平行的侧壁上分别设有若干液体再分布器。本发明可令氨氮废水中氨氮控制在一定浓度，使其达标排放。

Description

一种用于处理氨氮废水的旋转填料床
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种用于处理氨氮废水的旋转填料床。
背景技术
氨氮普遍存在于煤化工及高新技术产业排出的废水中，如若将其排入江河湖泊，会造成水体富营养化使得水中藻类及微生物大量繁殖。因此各国政府针对废水中氨氮的排放制定了严苛的排放标准。高浓度氨氮废水可考虑回收氨气或直接采用光化学设备，电化学设备，或光电组合设备降解，但与吹脱法相比成本相对较高、实现难度大。
为解决氨氮废水的污染问题，不少研究学者对氨氮废水吹脱设备及方法进行了深入的研究。专利CN205740560U公布了一种超重力氨氮废水处理系统，将超重力设备和氨气吸收塔连用，实现了对氨气与热量的回收利用；专利CN107244726公布了一种处理高浓度氨氮废水的方法及系统，采用超重力反应器强化氨氮废水和沉淀剂溶液混合时的传质效果，利用反应-沉降一体化设备在反应器底部得到了磷酸铁铵晶体；专利CN207958034U公布了一种微波-超重力联合处理稀土冶炼过程中产生的氨氮废水，即利用了微波快速加热优势将氨氮废水溶液加热，又利用超重力强化传递效果，实现对氨氮废水的脱除。
在吹脱氨氮废水过程中，填料作为超重力旋转填料床的心脏部件，是气液高效传质的场所（或媒介）。但进入到填料内的气体会由于气体管路或是床尺寸的限制，不可避免的会发生气体偏流，同时气体在床内流动性大，流道负载，很难实现通过填料层达到气体均匀分布，影响传质效率，造成传质受限。液体经填料甩出后附着于壳体，在重力作用下以股流、沟流等形式从壳体底部出口流出，壳体即起到了收集液体的作用，同时也是气液反应的场所。但传统旋转填料床平整的壳体无法实现对液相的再分布，同时附着在其表面的液相，液膜厚度大，传质阻力大，影响吹脱效果。
针对上述问题，广大学者对旋转填料床的结构进行了广泛的研究。专利CN2016103385U发布了一种双切向环流进料分布器，它减小了物料流动阻力，消除了上升气流的涡流，使气流分布更加均匀。专利CN203373162U公布了一种碳化塔气体分布器，实现了均匀布气，确保防止布气不均提高了产品质量和生产效率。专利CN207221880U公布了一种反应釜气体分布器，该气体分布器设置有缓冲室，在缓冲的同时可使液相能与气体均匀接触，通气管上方设置泡帽，气体通过泡帽沿一定角度排出，可使气体均匀分布。上述专利虽使气体实现了再分布和再混合，但存在气体分布器结构复杂、工艺实现难度较大等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，实现对进入到床内的气体再分布、再混合，并使得被甩出的液体得到再分布，降低壳体表面液膜厚度，令氨氮废水中氨氮控制在一定浓度，使其达标排放。
本发明采用如下技术方案：
一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，包括壳体，壳体的一侧设有气体进口，顶部设有气体出口，底部分别设有液体进口和液体出口，壳体内设有环形的填料支撑架，填料支撑架内设有填料，填料支撑架的中心设有管式液体分布器，管式液体分布器的连接管上设有若干喷口，填料支撑架的顶部中心通过旋转轴与驱动装置连接，气体进口处设有气体分布器，壳体与旋转轴平行的侧壁上分别设有若干液体再分布器。
所述气体分布器包括波纹气分板或支气管式气体分布器。
所述支气管式气体分布器包括呈十字型的管路Ⅰ和呈口子型的管路Ⅱ，管路Ⅰ的四端分别与管路Ⅱ的四边交叉连接，管路Ⅰ的中心设有进口，管路Ⅰ和管路Ⅱ上分别设有若干气孔。
所述波纹气分板的中心设有通孔，表面设有波纹。
所述管式液体分布器的喷口面积为管式液体分布器的连接管面积的1/5~1/3，喷口的数量为3~6个，管式液体分布器的高度与填料的高度相同。
所述管式液体分布器与填料支撑架的间距为10~25mm。
所述壳体与填料的间距为10-30mm。
所述壳体顶部和旋转轴之间设有密封圈。
所述壳体底部的液体进口和管式液体分布器之间设有密封圈。
所述液体再分布器为等腰三角形结构，高为5-20mm，，底角角度为30-60°，相邻的液体再布器间隔为5-15mm，液体再分布器的总长度比填料的长度长。
本发明的有益效果如下：
1. 本发明通过在气体进口设置气体分布器，保证单位体积填料气体量大致相等，可实现对气体再分布，提高产氨率。
2. 本发明通过在壳体安装液体再分布装置，可实现对被甩出的液体再分布，并降低附着在壳体表面液膜的厚度。
3. 本发明可实现对进入到旋转填料床内的气体再分布、再混合，并使得被甩出的液体得到再分布，降低壳体表面液膜厚度，令氨氮废水中氨氮控制在一定浓度，使其达标排放。
附图说明
图1为本发明实施例1旋转填料床的结构示意图；
图2为本发明实施例1的波纹气分板的结构示意图；
图3为本发明实施例1的旋转填料床的应用结构示意图；
图4为本发明实施例2旋转填料床的结构示意图；
图5为本发明实施例2的支气管式气体分布器的结构示意图；
图6为本发明实施例2的旋转填料床的应用结构示意图；
其中：1-壳体；2-气体进口；3-气体出口；4-液体进口；5-液体出口；6-填料支撑架；7-填料；8-管式液体分布器；9-驱动装置；10-液体再分布器；11-波纹气分板；12-支气管式气体分布器；13-原料槽；14-废液槽；15-氨回收系统；16-气体缓冲罐；17-液泵；18-气体加热装置；19-风机；20-管路Ⅰ；21-管路Ⅱ；22-进口；23-气孔。
具体实施方式
结合附图，对本发明做进一步说明。
实施例1
一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，包括壳体1，壳体1的一侧设有气体进口2，顶部设有气体出口3，底部分别设有液体进口4和液体出口5，壳体1内设有环形的填料支撑架6，填料支撑架6内设有填料7，填料支撑架6的中心设有管式液体分布器8，管式液体分布器8的连接管上设有若干喷口，填料支撑架6的顶部中心通过旋转轴与驱动装置9连接，气体进口2处设有波纹气分板11，壳体1与旋转轴平行的侧壁上分别设有若干液体再分布器10。
本发明的旋转填料床的气体进口2与气体加热装置18（空气加热器）连接，加热至120℃的气体通过气体进口2进入，按350 m3/h输送到旋转填料床中；液体进口4与原料槽13连接，在氨氮废水加药系统中加入一定量的氨水，并采用氢氧化钠将废水的酸碱值调节为11.0，后在重力作用下送入原料槽13，通过液泵17和输液管按照100 L/h输送到旋转填料床中。氨氮废水和空气在旋转填料床内接触，超重力因子设为180，经吹脱后的液相通过旋转填料床底部出口流入废液槽14，含氨气体由旋转填料床顶部气体出口3排出，由管路输送到氨回收系统15，作为干法脱硝氨源。
进气温度为120℃，气液比为500，液体进口温度为20℃，超重力因子为10~70，模拟氨氮废水浓度为25 wt%时，吹脱率为24.3~31.5%，产氨率可达47%。在气体进口设置波纹气分板后，吹脱率提高了10%，产氨率提高了5%，即吹脱率达到26.73~34.65%，产氨率达到51.7%。
实施例2
一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，包括壳体1，壳体1的一侧设有气体进口2，顶部设有气体出口3，底部分别设有液体进口4和液体出口5，壳体1内设有环形的填料支撑架6，填料支撑架6内设有填料7，填料支撑架6的中心设有管式液体分布器8，管式液体分布器8的连接管上设有若干喷口，填料支撑架6的顶部中心通过旋转轴与驱动装置9连接，气体进口2处设有支气管式气体分布器12，壳体1与旋转轴平行的侧壁上分别设有若干液体再分布器10。
本发明的旋转填料床的气体进口2与气体加热装置18（空气加热器）连接，加热至120℃的气体通过气体进口2进入，按350 m3/h输送到旋转填料床中；液体进口4与原料槽13连接，在氨氮废水加药系统中加入一定量的氨水，并采用氢氧化钠将废水的酸碱值调节为11.0，后在重力作用下送入原料槽13，通过液泵17和输液管按照100 L/h输送到旋转填料床中。氨氮废水和空气在旋转填料床内接触，超重力因子设为180，经吹脱后的液相通过旋转填料床底部出口流入废液槽14，含氨气体由旋转填料床顶部气体出口3排出，由管路输送到氨回收系统15，作为干法脱硝氨源。
进气温度为120℃，气液比为600，液体进口温度为25℃，超重力因子为10~70，模拟氨氮废水浓度为25 wt%时，吹脱率为25.7~33.1%，产氨率可达47%。在气体进口设置支气管式气体分布器，壳体设置液体再分布装置红藕，吹脱率提高了15.3%，产氨率提高了6.1%，即吹脱率达到29.63~38.16%，产氨率达到49.88%。

Claims (10)

1.一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，其特征在于：包括壳体（1），壳体（1）的一侧设有气体进口（2），顶部设有气体出口（3），底部分别设有液体进口（4）和液体出口（5），壳体（1）内设有环形的填料支撑架（6），填料支撑架（6）内设有填料（7），填料支撑架（6）的中心设有管式液体分布器（8），管式液体分布器（8）的连接管上设有若干喷口，填料支撑架（6）的顶部中心通过旋转轴与驱动装置（9）连接，气体进口（2）处设有气体分布器，壳体（1）与旋转轴平行的侧壁上分别设有若干液体再分布器（10）。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，其特征在于：所述气体分布器包括波纹气分板（11）或支气管式气体分布器（12）。
3.根据权利要求2所述的一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，其特征在于：所述支气管式气体分布器（12）包括呈十字型的管路Ⅰ（20）和呈口子型的管路Ⅱ（21），管路Ⅰ（20）的四端分别与管路Ⅱ（21）的四边交叉连接，管路Ⅰ（20）的中心设有进口（22），管路Ⅰ（20）和管路Ⅱ（21）上分别设有若干气孔（23）。
4.根据权利要求3所述的一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，其特征在于：所述波纹气分板（11）的中心设有通孔，表面设有波纹。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，其特征在于：所述管式液体分布器（8）的喷口面积为管式液体分布器（8）的连接管面积的1/5~1/3，喷口的数量为3~6个，管式液体分布器（8）的高度与填料（7）的高度相同。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，其特征在于：所述管式液体分布器（8）与填料支撑架（6）的间距为10~25mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，其特征在于：所述壳体（1）与填料（7）的间距为10-30mm。
8.根据权利要求1所述的一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，其特征在于：所述壳体（1）顶部和旋转轴之间设有密封圈。
9.根据权利要求1所述的一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，其特征在于：所述壳体（1）底部的液体进口（4）和管式液体分布器（8）之间设有密封圈。
10.根据权利要求1所述的一种用于处理氨氮废水的旋转填料床，其特征在于：液体再分布器（10）为等腰三角形结构，高为5-20mm，底角角度50-80°，相邻的液体再分布器间隔为5-15mm，液体再分布器（10）的总长度比填料的长度长。
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