CN115818757A - 一种低温回收废水中氨的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温回收废水中氨的系统,由以下部件组成:碱投加装置;pH调节器,碱投加装置的出料口与pH调节器的碱液进料口相连;第三循环泵;进水换热器,第三循环泵的出水口与进水换热器的进水口相连;能量回收器;冷凝塔;氨水箱,冷凝塔的冷凝液出液口与氨水箱的进液口相连;脱氨塔,其顶部设有出气口,脱氨塔的中上部设有进水口,脱氨塔的中下部设有进气口,脱氨塔的底部设有第一出水口,脱氨塔的侧壁中下部设有第二出水口,脱氨塔的中下部设有填料支撑板,填料支撑板设有通孔,填料支撑板上设有点波填料层;产水箱,脱氨塔的第二出水口与产水箱的进水口相连。本发明还公开了一种低温回收废水中氨的方法。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域,具体涉及一种低温回收废水中氨的系统及方法。
背景技术
废水中氨回收技术是一种对废水中的氨进行回收的废水处理工艺。目前普遍是将废水pH提高到11.0以上,然后将废水中的中氨变成游离氨,游离氨可以通过吹脱法和蒸汽汽提脱氨法两种方式分离出来。
吹脱法,一般是利用3000:1以上的气水比,并在温度50℃以上条件下,将游离氨从废水中吹脱出来,再利用硫酸溶液将吹脱出来的氨转换成硫酸铵回收。吹脱法工艺简单,操作方便;但是吹脱法存在以下不足之处:1、吹脱法效率较低,一般低于90%,且吹脱后氨含量仍然到达100mg/L以上,还需要进一步处理;2、吹脱法没有采用能量回收装置,运行消耗也比较大;3、正压工作,氨气泄露明显;4、吹脱法不能回收氨水,只能回收硫酸铵/氯化铵,增加运行费用。
蒸汽汽提脱氨法,用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出,其处理机理是一个气液传质过程,即在高pH值时使废水与蒸汽密切接触,从而降低废水中氨浓度的过程。该工艺需将废水温度提高至100℃以上,然后再进行蒸发脱氨,产生的含氨蒸汽通过冷凝回收,回收的产品为氨水,氨水浓度一般可以做到大于15%。可进行回收利用。该工艺的特点是占地面积小,回收氨水浓度较高,但是蒸汽汽提脱氨法也存在以下不足之处:1、需要大量的热源作为补充,运行成本高,2、由于在高温下运行,对相关设备的材质(一般需要采用不锈钢以上材质)要求高,因此投资费用也高;3、但是运行温度高,蒸汽消耗量大,产水温度高,不利于下游处理工艺。
发明内容
发明目的:针对上述蒸汽汽提脱氨法及吹脱法存在的技术问题,本发明的第一个目的在于公开一种低温回收废水中氨的系统,本发明的第二个目的在于公开一种低温回收废水中氨的方法。本发明旨在降低脱氨系统运行消耗、降低设备投资、回收氨水。
技术方案:一种低温回收废水中氨的系统,由以下部件组成:
碱投加装置;
pH调节器,所述碱投加装置的出料口与所述pH调节器的碱液进料口相连,所述pH调节器靠近出水口处的内侧壁设有pH计;
第三循环泵,位于所述pH调节器上部的出水口通过管道与所述第三循环泵的进水口相连,所述管道上设有第二进水泵;
进水换热器,设有进水口、出水口、第一循环介质进液口和第一循环介质出液口,所述第三循环泵的出水口与所述进水换热器的进水口通过管道相连;
能量回收器,设有第一循环介质进液口、第一循环介质出液口、第二循环介质进液口和第二循环介质出液口,所述进水换热器的第一循环介质出液口与所述能量回收器的第一循环介质进液口通过管道相连,该管道上设有第一循环泵,所述能量回收器的第一循环介质出液口与所述进水换热器的第一循环介质进液口通过管道相连;
冷凝塔,其顶部设有进气口,所述冷凝塔的中上部设有第二循环介质出液口,所述冷凝塔的中下部设有第二循环介质进液口,在所述冷凝塔内部设有翅片式盘管换热器,所述翅片式盘管换热器的一端与所述冷凝塔的第二循环介质出液口相连,所述翅片式盘管换热器的另一端与所述冷凝塔的第二循环介质进液口相连,所述冷凝塔的第二循环介质出液口的下方设有吸风口,所述冷凝塔的中下部设有与所述吸风口相连的出气配气管,所述冷凝塔的底部设有冷凝液出液口,其中:
所述冷凝塔的第二循环介质出液口与所述能量回收器的第二循环介质进液口通过管道相连;
所述能量回收器的第二循环介质出液口与所述冷凝塔的第二循环介质进液口通过管道相连,所述管道上设有第二循环泵;
氨水箱,所述冷凝塔的冷凝液出液口通过管道与所述氨水箱的进液口相连;
脱氨塔,其顶部设有出气口,所述脱氨塔的中上部设有进水口,所述脱氨塔内设有与所述进水口相连的进水配水管,所述脱氨塔的中下部设有进气口,所述脱氨塔内设有与所述进气口相连的进气配气管,所述脱氨塔的底部设有第一出水口,所述脱氨塔的侧壁中下部设有第二出水口,所述脱氨塔的中下部设有填料支撑板,所述填料支撑板设有通孔,所述填料支撑板上设有点波填料层,其中:
所述进水换热器的出水口与所述脱氨塔的进水口通过管道相连;
所述冷凝塔的吸风口与所述脱氨塔的进气口通过管道相连,该管道上设有循环风机;
所述脱氨塔的第一出水口与所述第三循环泵的进水口通过管道相连;
所述脱氨塔的出气口通过管道与所述冷凝塔的进气口相连;
产水箱,所述脱氨塔的第二出水口与所述产水箱的进水口通过管道相连。
进一步地,还包括控制装置,所述pH计的输出端与所述控制装置的输入端相连,所述控制装置的输出端分别与所述第二进水泵的输入端、所述循环风机的输入端、所述第一循环泵的输入端、所述第二循环泵的输入端、所述第三循环泵的输入端、所述能量回收器的输入端相连,用于控制所述第二进水泵、所述循环风机、所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述第三循环泵、所述能量回收器的启停。
进一步地,还包括:
废水调节池,用于存储待处理的含氮的废水,所述废水调节池的出水口通过管道与位于所述pH调节器底部的进水口相连,所述管道上设有第一进水泵,所述控制装置的输出端与所述第一进水泵的输入端相连,用于控制所述第一进水泵的启停。
进一步地,所述碱投加装置由碱液箱、碱计量泵组成,所述碱液箱的出液口与碱计量泵通过管道相连,碱加量泵通过管道与所述pH调节器进水口相连,所述控制装置输出端与所述碱计量泵的输入端相连。
进一步地,所述pH调节器由搅拌器和调节箱组成,所述调节箱为敞口式结构,所述调节箱的顶部设有支撑架,所述搅拌器通过所述支撑架固定于所述调节箱内部,用于对对调节箱内的碱液和废水进行搅拌。
进一步地,所述第一循环介质为纯水;
以质量百分数计,所述第二循环介质为质量浓度为50%~60%的溴化锂水溶液,溶剂为纯水。
进一步地,所述能量回收器为溴化锂吸收式热泵机组,通过其内设的板式换热器将第二循环介质吸收的热量传递给第一循环介质。
进一步地,所述进水换热器为板式换热器、列管式换热器、螺旋板换热器、管套式换热器中的一种。
进一步地,所述进水配水管、所述进气配气管、所述出气配气管均呈丰字管布置;
所述进水配水管上每隔90~110mm均设有有直径2.5~3.5mm的45°向下的斜孔;
所述进气配气管上每隔90~110mm均设有有直径2.5~3.5mm的45°斜向下的斜孔;
所述出气配气管上每隔90~110mm均设有有直径2.5~3.5mm的45°斜向下的斜孔。
进一步地,所述点波填料层的高度为2~5m;
所述点波填料层由点波填料堆积而成,所述点波填料为PVC/PP材质的点波填料,所述点波填料比表面积大于500㎡/m³。
进一步地,冷凝塔的内腔的顶部还设有另一进气配气管,所述进气配气管呈丰字型布设,所述呈丰字型每隔90~110mm均设有有直径2.5~3.5mm的45°斜向下的斜孔。
一种低温回收废水中氨的方法,基于上述的低温回收废水中氨的系统,包括以下步骤:
(1)、将待处理的含有氨的废水从废水调节池泵入pH调节器中,然后一边搅拌一边向pH调节器投入适量的碱液,调节废水的pH值至11.0以上;
(2)、通过进水换热器将经过步骤(1)处理的水加热至50℃以上,然后将其引入脱氨塔的进水口;
(3)、通过步骤(2)加热后的废水进入脱氨塔,在脱氨塔内经过进水配水管均匀分配在点波填料表面上形成薄膜,在下降的过程中与底部的进气配气管输送过来的低温空气进行逆流接触,同时在气液表面进行蒸发,废水中的氨通过蒸发进入到空气中形成含氨蒸汽,高温废水在下降的过程中不断发生蒸发降温得到温度在30℃以下的低温的含氨废水,低温的含氨废水汇集至底部出水区,一部分低温的含氨废水先通过第一出水口排出并经第三循环泵提升后再次参与处理,另一部分低温的含氨废水通过第二出水口排出;
(4)、经过步骤(3)蒸发的含氨蒸汽在循环风机作用下进入冷凝塔,含氨蒸汽在冷凝塔内从上向下运动,同时与冷凝塔内的翅片式盘管换热器进行能量交换,含氨蒸汽温度最终降低至30℃以下形成氨水汇集到冷凝器底部,并经由冷凝液出液口排放至氨水箱;
(5)、步骤(4)中的翅片式盘管换热器中的第二循环介质吸收热量发生蒸发现象变为溴化锂气体,产生的溴化锂气体在第二循环泵动力作用下返回能量回收器,第二循环介质在能量回收器内被压缩而形成温度高于60℃的高温液体,并通过内置于能量回收器内部的换热器将能量转移给第一循环介质,使第一循环介质的温度提高至55℃以上,并通过第一循环泵将第一循环介质送至进水换热器。
进一步地,步骤(1)中的碱液为石灰碱液或者氢氧化钠水溶液,其中:
以质量份计,所述石灰碱液是0.5~1.5份石灰粉溶解于8.5~9.5份水中而成;
所述氢氧化钠水溶液是2~4份氢氧化钠溶解于6~8份的水中而成。
进一步地,步骤(2)中进水换热器的第一循环介质进液口处的第一循环介质的温度不小于55℃;
步骤(2)中进水换热器的第一循环介质出液口的第一循环介质的温度不高于35℃。
进一步地,步骤(3)中所述进水配水管的配水密度为1~10m³/(㎡.h);
步骤(3)中所述进气配气管的风速为10~20m/s,催化塔内横截面气体流速为1~5m/s。
有益效果:本发明公开的一种低温回收废水中氨的系统及方法具有以下有益效果:
1.含氨废水经过本系统处理后,可将废水中含氨量降低至10mg/L以下,效果与汽提脱氨相当,而吹脱法最低只能将氨含量降低至100mg/L。
2.脱氨塔、冷凝塔在负压条件下运行,不存在氨气泄露的情况,效果与汽提脱氨相当,而吹脱法存在氨泄露。
3.利用能量回收系统将冷凝塔释放热量经过吸收后转移至进水端用于加热,能量利用彻底,降低了总体运行消耗。吹脱法脱氨及汽提脱氨不具备该功能,能量消耗高。
4.工作温度范围为30~60℃,与吹脱法相当,优于汽提脱氨,汽提的脱氨工作温度大于90℃。
5.回收15%~20%浓度氨水可以作为产品回用或出售,效果与汽提脱氨相当,而吹脱脱氨不能回收氨水。
附图说明
图1为本发明公开的一种低温回收废水中氨的系统的结构示图。
图2为脱氨塔的结构示意图。
图3为进水配水管的俯视图。
图4为进气配气管的俯视图。
图5为冷凝塔的结构示意图。
图6为出气配气管的俯视图。
其中:
1-第一进水泵;2-pH调节器;3-第二进水泵;4-进水换热器;5-脱氨塔;6-冷凝塔;7-循环风机;8-第一循环泵;9-第二循环泵;10-能量回收器;11-碱投加装置;12-氨水箱;13-第三循环泵;14-产水箱;15-废水调节池;51-进水配水管;52-点波填料层;53-进气配气管;54-第一出水口;55-第二出水口;61-翅片式盘管换热器;62-出气配气管;63-冷凝液出液口;64-吸风口。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
对于低温回收废水中氨的方法的各个步骤,发明人做如下解释说明:
1、废水pH调节
废水调节池中的含氨废水通过第一进水泵进入pH调节器(带搅拌器),碱投加装置向pH调节器投加的碱液(石灰/氢氧化钠水溶液),将废水pH调整至11.0以上,其中:
使用搅拌器可以增加pH调节的均匀性,使废水中所有的NH4 +转换成游离氨,使其在蒸发或吹脱条件下很容易从废水中分离出来,反应方程式如下:
2、废水加热
pH调节器出水,通过第二进水泵将含氨废水提升至第三循环泵进口,并经由第三循环泵与其进水进行混合后,进入进水换热器进行加热,加热后废水温度从30℃升高至50℃以上;
3、废水脱氨
被进水换热器加热至55℃以上的废水,通过第三循环泵从顶部进入脱氨塔,脱氨塔为立式容器,内部设有点波填料,为含氨废水提供脱氨场所,废水首先经过设置在塔顶的进水配水管进入点波填料层,进水配水管为“丰字管”布置,每根上每隔90~11mm开有直径2.5~3.5mm的45°向下的孔,在压力作用下,废水通过这些小孔均匀分配在点波填料层上,配水密度为1~10m³/(㎡.h),配水密度通过调整第三循环泵的流量来实现;
配水管下方是点波填料层,点波填料为PVC/PP材质的点波填料,比表面积大于500㎡/m³。
脱氨塔底部有进气配气管,进气配气管为“丰字管”布置,每根上每隔90~110mm开有直径2.5~3.5mm的45°向下的孔,在压力作用下,低温空气(小于35摄氏度)均匀分配在脱氨塔的上,进气配气管的风速为10~20m/s,横截面气体流速为1~5m/s,具体风速须通过运行情况调整风机的运行功率来实现;含氨废水从上至下运动,低温空气从底部向上运动,在两者的逆流接触中,废水中的氨在空气及蒸发的双重作用下发生蒸发及传质作用,废水中游离氨形成氨蒸汽从废水中分离出来。
脱氨的原理是利用不同温度条件下空气的含湿量的变化来实现废水及氨的蒸发(如在10℃时空气的含湿量为6.43g/kg干空气,在60℃时空气的含湿量为123.75g/kg干空气,空气中的含湿量随温度的升高而升高)。含氨废水进塔后温度从进入塔顶的50℃以上降低为35℃以下,经蒸发脱氨后废水中含氨量降低至20mg/L以下。空气经加热后温度从35℃以下提高至45℃以上,含湿量从30.57g/kg干空气上升至53.97g/kg干空气,使废水发生了蒸发,同时携带氨气从废水中逸出,达到脱氨的目的。在循环风机作用下,含氨湿空气从脱氨塔顶出口进入到冷凝塔顶部进气口。底部脱氨后废水一部分从底部排出至产水箱,另一部分进入第三循环泵进行循环利用。
4、氨水回收
进入冷凝塔顶部的高温湿的含氨蒸汽,通过内部的设置的另一进气配气管均匀分配在冷凝塔的上部。高温湿的含氨蒸汽进入冷凝塔后,在循环风机负压作用下向下运动,依次经过蒸汽区、换热区、排气区及氨水区;
蒸汽区为空塔,用以降低蒸汽流速使其缓慢通过换热区;
换热区内安装有翅片式盘管换热器,翅片式盘管换热器与冷凝塔内壁紧密接触,确保含氨蒸汽必须经过换热器换热后再向下运动。蒸汽通过翅片式盘管换热器时,蒸汽与第二循环介质进行换热,第二循环介质吸收蒸汽热量发生蒸发形成蒸汽,含氨蒸汽因为放热而降温形成氨水继续向下运动。含氨蒸汽在塔内从上向下运动,第二循环介质在换热器内从下向上运动,两者为逆流接触。
高温湿的含氨蒸汽在下降过程中温度由45℃以上降低为30℃以下,并释放出氨水(空气温度降低,含湿量降低释放出水和氨);第二循环介质在上升的过程中温度由20℃以下上升至40℃以上。
生成30℃以下的氨水从冷凝塔底部排出进入氨水箱,氨水的浓度为15%~20%,脱水脱氨后的温度低于30℃的湿空气在循环风机的作用下在进入脱氨塔循环利用。
5、空气的循环
在循环风机作用下,空气在脱氨塔及冷凝塔之间进行循环流动。低温湿空气从脱氨塔底部进入、顶部排出,空气被热水直接加温生成高温湿空气,并吸收氨气;高温湿空气从冷凝塔顶部进入、底部排出,热空气被冷却生成低温空气并释放出氨水。由于空气在脱氨塔和冷凝塔内部循环,由于风机的抽吸作用,脱氨塔及冷凝塔始终在负压条件下工作,避免了气体外泄的情况。
6、能量回收
脱氨塔脱氨需要吸收热量,将低温湿空气转变成高温湿空气;释放氨水需要放出热量,将高温湿空气转变成低温湿空气;这可以利用能量回收器(溴化锂吸收式热泵机组)来实现。
首先启动第二循环泵,将40℃的第二循环介质通过第二循环介质进液口进入能量回收器,能量回收器吸收热量后,第二循环介质的温度降低至20℃以下,再通过第二循环泵送入冷凝塔的第二循环介质进液口,为进入冷却塔的高温湿热空气降温;高温湿热空气降温后变成低温湿热空气,并释放出氨水;第二循环介质吸收氨蒸汽冷凝释放的能量后,温度升高后再返回能量回收器,这样避免了汽提工艺上需要大量冷却水给氨蒸汽降温的问题,节约了能量。
实施例1
如图1-图6所示,一种低温回收废水中氨的系统,由以下部件组成:
碱投加装置11;
pH调节器2,所述碱投加装置11的出料口与所述pH调节器2的碱液进料口相连,所述pH调节器2靠近出水口处的内侧壁设有pH计;
第三循环泵13,位于所述pH调节器2上部的出水口通过管道与所述第三循环泵13的进水口相连,所述管道上设有第二进水泵3;
进水换热器4,设有进水口、出水口、第一循环介质进液口和第一循环介质出液口,所述第三循环泵13的出水口与所述进水换热器4的进水口通过管道相连;
能量回收器10,设有第一循环介质进液口、第一循环介质出液口、第二循环介质进液口和第二循环介质出液口,所述进水换热器4的第一循环介质出液口与所述能量回收器10的第一循环介质进液口通过管道相连,该管道上设有第一循环泵8,所述能量回收器10的第一循环介质出液口与所述进水换热器4的第一循环介质进液口通过管道相连;
冷凝塔6,其顶部设有进气口,所述冷凝塔6的中上部设有第二循环介质出液口,所述冷凝塔6的中下部设有第二循环介质进液口,在所述冷凝塔6内部设有翅片式盘管换热器61,所述翅片式盘管换热器61的一端与所述冷凝塔6的第二循环介质出液口相连,所述翅片式盘管换热器61的另一端与所述冷凝塔6的第二循环介质进液口相连,所述冷凝塔6的第二循环介质出液口的下方设有吸风口64,所述冷凝塔6的中下部设有与所述吸风口64相连的出气配气管62,所述冷凝塔6的底部设有冷凝液出液口63,其中:
所述冷凝塔6的第二循环介质出液口与所述能量回收器10的第二循环介质进液口通过管道相连;
所述能量回收器10的第二循环介质出液口与所述冷凝塔6的第二循环介质进液口通过管道相连,所述管道上设有第二循环泵9;
氨水箱12,所述冷凝塔6的冷凝液出液口63通过管道与所述氨水箱12的进液口相连;
脱氨塔5,其顶部设有出气口,所述脱氨塔5的中上部设有进水口,所述脱氨塔5内设有与所述进水口相连的进水配水管51,所述脱氨塔5的中下部设有进气口,所述脱氨塔5内设有与所述进气口相连的进气配气管53,所述脱氨塔5的底部设有第一出水口54,所述脱氨塔5的侧壁中下部设有第二出水口55,所述脱氨塔5的中下部设有填料支撑板,所述填料支撑板设有通孔,所述填料支撑板上设有点波填料层52,其中:
所述进水换热器4的出水口与所述脱氨塔5的进水口通过管道相连;
所述冷凝塔6的吸风口与所述脱氨塔5的进气口通过管道相连,该管道上设有循环风机7;
所述脱氨塔5的第一出水口54与所述第三循环泵13的进水口通过管道相连;
所述脱氨塔5的出气口通过管道与所述冷凝塔6的进气口相连;
产水箱14,所述脱氨塔5的第二出水口55与所述产水箱14的进水口通过管道相连。
进一步地,还包括控制装置,所述pH计的输出端与所述控制装置的输入端相连,所述控制装置的输出端分别与所述第二进水泵3的输入端、所述循环风机7的输入端、所述第一循环泵8的输入端、所述第二循环泵9的输入端、所述第三循环泵13的输入端、所述能量回收器10的输入端相连,用于控制所述第二进水泵3、所述循环风机7、所述第一循环泵8、所述第二循环泵9、所述第三循环泵13、所述能量回收器10的启停。
进一步地,还包括:
废水调节池15,用于存储待处理的含氮的废水,所述废水调节池15的出水口通过管道与位于所述pH调节器2底部的进水口相连,所述管道上设有第一进水泵1,所述控制装置的输出端与所述第一进水泵1的输入端相连,用于控制所述第一进水泵1的启停。
进一步地,所述碱投加装置11由碱液箱、碱计量泵组成,所述碱液箱的出液口与碱计量泵通过管道相连,碱加量泵通过管道与所述pH调节器2进水口相连,所述控制装置输出端与所述碱计量泵的输入端相连。
进一步地,所述pH调节器2由搅拌器和调节箱组成,所述调节箱为敞口式结构,所述调节箱的顶部设有支撑架,所述搅拌器通过所述支撑架固定于所述调节箱内部,用于对对调节箱内的碱液和废水进行搅拌。
进一步地,所述第一循环介质为纯水;
以质量百分数计,所述第二循环介质为质量浓度为50%的溴化锂水溶液,溶剂为纯水。
进一步地,所述能量回收器10为溴化锂吸收式热泵机组,通过其内设的板式换热器将第二循环介质吸收的热量传递给第一循环介质。
进一步地,所述进水换热器4为列管式换热器。在另一个是实施例中,进水换热器4为螺旋板换热器。
进一步地,所述进水配水管51、所述进气配气管53、所述出气配气管62均呈丰字管布置;
所述进水配水管51上每隔90mm均设有有直径2.5mm的45°向下的斜孔;
所述进气配气管53上每隔90mm均设有有直径2.5mm的45°斜向下的斜孔;
所述出气配气管62上每隔90mm均设有有直径2.5mm的45°斜向下的斜孔。
进一步地,所述点波填料层52的高度为2m;
所述点波填料层52由点波填料堆积而成,所述点波填料为PVC/PP材质的点波填料,所述点波填料比表面积大于500㎡/m³。
进一步地,冷凝塔6的内腔的顶部还设有另一进气配气管,所述进气配气管呈丰字型布设,所述呈丰字型每隔90mm均设有有直径2.5mm的45°斜向下的斜孔。
一种低温回收废水中氨的方法,基于上述的低温回收废水中氨的系统,包括以下步骤:
(1)、将待处理的含有氨的废水从废水调节池泵入pH调节器中,然后一边搅拌一边向pH调节器投入适量的碱液,调节废水的pH值至11.0以上;
(2)、通过进水换热器将经过步骤(1)处理的水加热至50℃以上,然后将其引入脱氨塔的进水口;
(3)、通过步骤(2)加热后的废水进入脱氨塔,在脱氨塔内经过进水配水管均匀分配在点波填料表面上形成薄膜,在下降的过程中与底部的进气配气管输送过来的低温空气进行逆流接触,同时在气液表面进行蒸发,废水中的氨通过蒸发进入到空气中形成含氨蒸汽,高温废水在下降的过程中不断发生蒸发降温得到温度在30℃以下的低温的含氨废水,低温的含氨废水汇集至底部出水区,一部分低温的含氨废水先通过第一出水口排出并经第三循环泵提升后再次参与处理,另一部分低温的含氨废水通过第二出水口排出;
(4)、经过步骤(3)蒸发的含氨蒸汽在循环风机作用下进入冷凝塔,含氨蒸汽在冷凝塔内从上向下运动,同时与冷凝塔内的翅片式盘管换热器进行能量交换,含氨蒸汽温度最终降低至30℃以下形成氨水汇集到冷凝器底部,并经由冷凝液出液口排放至氨水箱;
(5)、步骤(4)中的翅片式盘管换热器中的第二循环介质吸收热量发生蒸发现象变为溴化锂气体,产生的溴化锂气体在第二循环泵动力作用下返回能量回收器,第二循环介质在能量回收器内被压缩而形成温度高于60℃的高温液体,并通过内置于能量回收器内部的换热器将能量转移给第一循环介质,使第一循环介质的温度提高至55℃以上,并通过第一循环泵将第一循环介质送至进水换热器。
进一步地,步骤(1)中的碱液为石灰碱液,其中:
以质量份计,所述石灰碱液是0.5份石灰粉溶解于9.5份水中而成。
在另一个实施例中,步骤(1)中的碱液为氢氧化钠水溶液,以质量份计,所述氢氧化钠水溶液是2份氢氧化钠溶解于8份的水中而成。
进一步地,步骤(2)中进水换热器的第一循环介质进液口处的第一循环介质的温度不小于55℃;
步骤(2)中进水换热器的第一循环介质出液口的第一循环介质的温度不高于35℃。
进一步地,步骤(3)中所述进水配水管的配水密度为1m³/(㎡.h);
步骤(3)中所述进气配气管53的风速为10m/s,催化塔内横截面气体流速为1m/s。
实施例2
一种低温回收废水中氨的系统,由以下部件组成:
碱投加装置11;
pH调节器2,所述碱投加装置11的出料口与所述pH调节器2的碱液进料口相连,所述pH调节器2靠近出水口处的内侧壁设有pH计;
第三循环泵13,位于所述pH调节器2上部的出水口通过管道与所述第三循环泵13的进水口相连,所述管道上设有第二进水泵3;
进水换热器4,设有进水口、出水口、第一循环介质进液口和第一循环介质出液口,所述第三循环泵13的出水口与所述进水换热器4的进水口通过管道相连;
能量回收器10,设有第一循环介质进液口、第一循环介质出液口、第二循环介质进液口和第二循环介质出液口,所述进水换热器4的第一循环介质出液口与所述能量回收器10的第一循环介质进液口通过管道相连,该管道上设有第一循环泵8,所述能量回收器10的第一循环介质出液口与所述进水换热器4的第一循环介质进液口通过管道相连;
冷凝塔6,其顶部设有进气口,所述冷凝塔6的中上部设有第二循环介质出液口,所述冷凝塔6的中下部设有第二循环介质进液口,在所述冷凝塔6内部设有翅片式盘管换热器61,所述翅片式盘管换热器61的一端与所述冷凝塔6的第二循环介质出液口相连,所述翅片式盘管换热器61的另一端与所述冷凝塔6的第二循环介质进液口相连,所述冷凝塔6的第二循环介质出液口的下方设有吸风口64,所述冷凝塔6的中下部设有与所述吸风口64相连的出气配气管62,所述冷凝塔6的底部设有冷凝液出液口63,其中:
所述冷凝塔6的第二循环介质出液口与所述能量回收器10的第二循环介质进液口通过管道相连;
所述能量回收器10的第二循环介质出液口与所述冷凝塔6的第二循环介质进液口通过管道相连,所述管道上设有第二循环泵9;
氨水箱12,所述冷凝塔6的冷凝液出液口63通过管道与所述氨水箱12的进液口相连;
脱氨塔5,其顶部设有出气口,所述脱氨塔5的中上部设有进水口,所述脱氨塔5内设有与所述进水口相连的进水配水管51,所述脱氨塔5的中下部设有进气口,所述脱氨塔5内设有与所述进气口相连的进气配气管53,所述脱氨塔5的底部设有第一出水口54,所述脱氨塔5的侧壁中下部设有第二出水口55,所述脱氨塔5的中下部设有填料支撑板,所述填料支撑板设有通孔,所述填料支撑板上设有点波填料层52,其中:
所述进水换热器4的出水口与所述脱氨塔5的进水口通过管道相连;
所述冷凝塔6的吸风口与所述脱氨塔5的进气口通过管道相连,该管道上设有循环风机7;
所述脱氨塔5的第一出水口54与所述第三循环泵13的进水口通过管道相连;
所述脱氨塔5的出气口通过管道与所述冷凝塔6的进气口相连;
产水箱14,所述脱氨塔5的第二出水口55与所述产水箱14的进水口通过管道相连。
进一步地,还包括控制装置,所述pH计的输出端与所述控制装置的输入端相连,所述控制装置的输出端分别与所述第二进水泵3的输入端、所述循环风机7的输入端、所述第一循环泵8的输入端、所述第二循环泵9的输入端、所述第三循环泵13的输入端、所述能量回收器10的输入端相连,用于控制所述第二进水泵3、所述循环风机7、所述第一循环泵8、所述第二循环泵9、所述第三循环泵13、所述能量回收器10的启停。
进一步地,还包括:
废水调节池15,用于存储待处理的含氮的废水,所述废水调节池15的出水口通过管道与位于所述pH调节器2底部的进水口相连,所述管道上设有第一进水泵1,所述控制装置的输出端与所述第一进水泵1的输入端相连,用于控制所述第一进水泵1的启停。
进一步地,所述碱投加装置11由碱液箱、碱计量泵组成,所述碱液箱的出液口与碱计量泵通过管道相连,碱加量泵通过管道与所述pH调节器2进水口相连,所述控制装置输出端与所述碱计量泵的输入端相连。
进一步地,所述pH调节器2由搅拌器和调节箱组成,所述调节箱为敞口式结构,所述调节箱的顶部设有支撑架,所述搅拌器通过所述支撑架固定于所述调节箱内部,用于对对调节箱内的碱液和废水进行搅拌。
进一步地,所述第一循环介质为纯水;
以质量百分数计,所述第二循环介质为质量浓度为60%的溴化锂水溶液,溶剂为纯水。
进一步地,所述能量回收器10为溴化锂吸收式热泵机组,通过其内设的板式换热器将第二循环介质吸收的热量传递给第一循环介质。
进一步地,所述进水换热器4为管套式换热器。
进一步地,所述进水配水管51、所述进气配气管53、所述出气配气管62均呈丰字管布置;
所述进水配水管51上每隔110mm均设有有直径3.5mm的45°向下的斜孔;
所述进气配气管53上每隔110mm均设有有直径3.5mm的45°斜向下的斜孔;
所述出气配气管62上每隔110mm均设有有直径3.5mm的45°斜向下的斜孔。
进一步地,所述点波填料层52的高度为5m;
所述点波填料层52由点波填料堆积而成,所述点波填料为PVC/PP材质的点波填料,所述点波填料比表面积大于500㎡/m³。
进一步地,冷凝塔6的内腔的顶部还设有另一进气配气管,所述进气配气管呈丰字型布设,所述呈丰字型每隔110mm均设有有直径3.5mm的45°斜向下的斜孔。
一种低温回收废水中氨的方法,基于上述的低温回收废水中氨的系统,包括以下步骤:
(1)、将待处理的含有氨的废水从废水调节池泵入pH调节器中,然后一边搅拌一边向pH调节器投入适量的碱液,调节废水的pH值至11.0以上;
(2)、通过进水换热器将经过步骤(1)处理的水加热至50℃以上,然后将其引入脱氨塔的进水口;
(3)、通过步骤(2)加热后的废水进入脱氨塔,在脱氨塔内经过进水配水管均匀分配在点波填料表面上形成薄膜,在下降的过程中与底部的进气配气管输送过来的低温空气进行逆流接触,同时在气液表面进行蒸发,废水中的氨通过蒸发进入到空气中形成含氨蒸汽,高温废水在下降的过程中不断发生蒸发降温得到温度在30℃以下的低温的含氨废水,低温的含氨废水汇集至底部出水区,一部分低温的含氨废水先通过第一出水口排出并经第三循环泵提升后再次参与处理,另一部分低温的含氨废水通过第二出水口排出;
(4)、经过步骤(3)蒸发的含氨蒸汽在循环风机作用下进入冷凝塔,含氨蒸汽在冷凝塔内从上向下运动,同时与冷凝塔内的翅片式盘管换热器进行能量交换,含氨蒸汽温度最终降低至30℃以下形成氨水汇集到冷凝器底部,并经由冷凝液出液口排放至氨水箱;
(5)、步骤(4)中的翅片式盘管换热器中的第二循环介质吸收热量发生蒸发现象变为溴化锂气体,产生的溴化锂气体在第二循环泵动力作用下返回能量回收器,第二循环介质在能量回收器内被压缩而形成温度高于60℃的高温液体,并通过内置于能量回收器内部的换热器将能量转移给第一循环介质,使第一循环介质的温度提高至55℃以上,并通过第一循环泵将第一循环介质送至进水换热器。
进一步地,步骤(1)中的碱液为石灰碱液,其中:
以质量份计,所述石灰碱液是1.5份石灰粉溶解于8.5份水中而成。
在另一个实施例中,步骤(1)中的碱液为氢氧化钠水溶液,以质量份计,所述氢氧化钠水溶液是4份氢氧化钠溶解于6份的水中而成。
进一步地,步骤(2)中进水换热器的第一循环介质进液口处的第一循环介质的温度不小于55℃;
步骤(2)中进水换热器的第一循环介质出液口的第一循环介质的温度不高于35℃。
进一步地,步骤(3)中所述进水配水管的配水密度为10m³/(㎡.h);
步骤(3)中所述进气配气管53的风速为20m/s,催化塔内横截面气体流速为5m/s。
实施例3
一种低温回收废水中氨的系统,由以下部件组成:
碱投加装置11;
pH调节器2,所述碱投加装置11的出料口与所述pH调节器2的碱液进料口相连,所述pH调节器2靠近出水口处的内侧壁设有pH计;
第三循环泵13,位于所述pH调节器2上部的出水口通过管道与所述第三循环泵13的进水口相连,所述管道上设有第二进水泵3;
进水换热器4,设有进水口、出水口、第一循环介质进液口和第一循环介质出液口,所述第三循环泵13的出水口与所述进水换热器4的进水口通过管道相连;
能量回收器10,设有第一循环介质进液口、第一循环介质出液口、第二循环介质进液口和第二循环介质出液口,所述进水换热器4的第一循环介质出液口与所述能量回收器10的第一循环介质进液口通过管道相连,该管道上设有第一循环泵8,所述能量回收器10的第一循环介质出液口与所述进水换热器4的第一循环介质进液口通过管道相连;
冷凝塔6,其顶部设有进气口,所述冷凝塔6的中上部设有第二循环介质出液口,所述冷凝塔6的中下部设有第二循环介质进液口,在所述冷凝塔6内部设有翅片式盘管换热器61,所述翅片式盘管换热器61的一端与所述冷凝塔6的第二循环介质出液口相连,所述翅片式盘管换热器61的另一端与所述冷凝塔6的第二循环介质进液口相连,所述冷凝塔6的第二循环介质出液口的下方设有吸风口64,所述冷凝塔6的中下部设有与所述吸风口64相连的出气配气管62,所述冷凝塔6的底部设有冷凝液出液口63,其中:
所述冷凝塔6的第二循环介质出液口与所述能量回收器10的第二循环介质进液口通过管道相连;
所述能量回收器10的第二循环介质出液口与所述冷凝塔6的第二循环介质进液口通过管道相连,所述管道上设有第二循环泵9;
氨水箱12,所述冷凝塔6的冷凝液出液口63通过管道与所述氨水箱12的进液口相连;
脱氨塔5,其顶部设有出气口,所述脱氨塔5的中上部设有进水口,所述脱氨塔5内设有与所述进水口相连的进水配水管51,所述脱氨塔5的中下部设有进气口,所述脱氨塔5内设有与所述进气口相连的进气配气管53,所述脱氨塔5的底部设有第一出水口54,所述脱氨塔5的侧壁中下部设有第二出水口55,所述脱氨塔5的中下部设有填料支撑板,所述填料支撑板设有通孔,所述填料支撑板上设有点波填料层52,其中:
所述进水换热器4的出水口与所述脱氨塔5的进水口通过管道相连;
所述冷凝塔6的吸风口与所述脱氨塔5的进气口通过管道相连,该管道上设有循环风机7;
所述脱氨塔5的第一出水口54与所述第三循环泵13的进水口通过管道相连;
所述脱氨塔5的出气口通过管道与所述冷凝塔6的进气口相连;
产水箱14,所述脱氨塔5的第二出水口55与所述产水箱14的进水口通过管道相连。
进一步地,还包括控制装置,所述pH计的输出端与所述控制装置的输入端相连,所述控制装置的输出端分别与所述第二进水泵3的输入端、所述循环风机7的输入端、所述第一循环泵8的输入端、所述第二循环泵9的输入端、所述第三循环泵13的输入端、所述能量回收器10的输入端相连,用于控制所述第二进水泵3、所述循环风机7、所述第一循环泵8、所述第二循环泵9、所述第三循环泵13、所述能量回收器10的启停。
进一步地,还包括:
废水调节池15,用于存储待处理的含氮的废水,所述废水调节池15的出水口通过管道与位于所述pH调节器2底部的进水口相连,所述管道上设有第一进水泵1,所述控制装置的输出端与所述第一进水泵1的输入端相连,用于控制所述第一进水泵1的启停。
进一步地,所述碱投加装置11由碱液箱、碱计量泵组成,所述碱液箱的出液口与碱计量泵通过管道相连,碱加量泵通过管道与所述pH调节器2进水口相连,所述控制装置输出端与所述碱计量泵的输入端相连。
进一步地,所述pH调节器2由搅拌器和调节箱组成,所述调节箱为敞口式结构,所述调节箱的顶部设有支撑架,所述搅拌器通过所述支撑架固定于所述调节箱内部,用于对对调节箱内的碱液和废水进行搅拌。
进一步地,所述第一循环介质为纯水;
以质量百分数计,所述第二循环介质为质量浓度为55%的溴化锂水溶液,溶剂为纯水。
进一步地,所述能量回收器10为溴化锂吸收式热泵机组,通过其内设的板式换热器将第二循环介质吸收的热量传递给第一循环介质。
进一步地,所述进水换热器4为板式换热器。
进一步地,所述进水配水管51、所述进气配气管53、所述出气配气管62均呈丰字管布置;
所述进水配水管51上每隔100mm均设有有直径3mm的45°向下的斜孔;
所述进气配气管53上每隔100mm均设有有直径3mm的45°斜向下的斜孔;
所述出气配气管62上每隔100mm均设有有直径3mm的45°斜向下的斜孔。
进一步地,所述点波填料层52的高度为2~5m;
所述点波填料层52由点波填料堆积而成,所述点波填料为PVC/PP材质的点波填料,所述点波填料比表面积大于500㎡/m³。
进一步地,冷凝塔6的内腔的顶部还设有另一进气配气管,所述进气配气管呈丰字型布设,所述呈丰字型每隔100mm均设有有直径3mm的45°斜向下的斜孔。
一种低温回收废水中氨的方法,基于上述的低温回收废水中氨的系统,包括以下步骤:
(1)、将待处理的含有氨的废水从废水调节池泵入pH调节器中,然后一边搅拌一边向pH调节器投入适量的碱液,调节废水的pH值至11.0以上;
(2)、通过进水换热器将经过步骤(1)处理的水加热至50℃以上,然后将其引入脱氨塔的进水口;
(3)、通过步骤(2)加热后的废水进入脱氨塔,在脱氨塔内经过进水配水管均匀分配在点波填料表面上形成薄膜,在下降的过程中与底部的进气配气管输送过来的低温空气进行逆流接触,同时在气液表面进行蒸发,废水中的氨通过蒸发进入到空气中形成含氨蒸汽,高温废水在下降的过程中不断发生蒸发降温得到温度在30℃以下的低温的含氨废水,低温的含氨废水汇集至底部出水区,一部分低温的含氨废水先通过第一出水口排出并经第三循环泵提升后再次参与处理,另一部分低温的含氨废水通过第二出水口排出;
(4)、经过步骤(3)蒸发的含氨蒸汽在循环风机作用下进入冷凝塔,含氨蒸汽在冷凝塔内从上向下运动,同时与冷凝塔内的翅片式盘管换热器进行能量交换,含氨蒸汽温度最终降低至30℃以下形成氨水汇集到冷凝器底部,并经由冷凝液出液口排放至氨水箱;
(5)、步骤(4)中的翅片式盘管换热器中的第二循环介质吸收热量发生蒸发现象变为溴化锂气体,产生的溴化锂气体在第二循环泵动力作用下返回能量回收器,第二循环介质在能量回收器内被压缩而形成温度高于60℃的高温液体,并通过内置于能量回收器内部的换热器将能量转移给第一循环介质,使第一循环介质的温度提高至55℃以上,并通过第一循环泵将第一循环介质送至进水换热器。
进一步地,步骤(1)中的碱液为氢氧化钠水溶液,其中:
以质量份计,所述氢氧化钠水溶液是3份氢氧化钠溶解于7份的水中而成。
在另一个实施例中,步骤(1)中的碱液为石灰碱液,其中:
以质量份计,所述石灰碱液是1份石灰粉溶解于9份水中而成。
进一步地,步骤(2)中进水换热器的第一循环介质进液口处的第一循环介质的温度不小于55℃;
步骤(2)中进水换热器的第一循环介质出液口的第一循环介质的温度不高于35℃。
进一步地,步骤(3)中所述进水配水管的配水密度为5m³/(㎡.h);
步骤(3)中所述进气配气管53的风速为15m/s,催化塔内横截面气体流速为3m/s。
实施例4
在某工业废水为含氨废水,处理规模为5m3/h,原来采用汽提法脱氨,主要工艺流程为:进水→pH调节→蒸汽加热→汽提脱氨塔→排放(底部脱氨水);顶部含氨蒸汽→冷凝降温→氨水回收。
运行进出水水质指标如下:
产水指标为:温度60℃,pH为11.5,NH4 +为18mg/L;电力消耗为3kw/吨水,蒸汽消耗为150kg/吨水,冷却水消耗为7t/吨水,氨水浓度为15%。在电费0.5元/度,蒸汽200元/吨,循环水0.2元/吨条件下,综合运行费用为32.9元/吨水。
改为低温回收废水中氨的系统工艺,采用实施例3所述的低温回收废水中氨的系统,其工艺流程如下。
工艺流程为依次废水调节池—低温脱氨系统-产水外排-氨水回收。
详细说明如下:
1、pH调节
废水调节池15中的废水通过第一进水泵1(功率0.75kw)提升进入pH调节器2(停留时间1小时,搅拌功率1.5kw),通过碱投加装置11(功率0.1kw)将氢氧化钠/氢氧化钙水溶液投加至pH调节器2,控制pH值在11~11.5之间;
pH调节完成后通过第二进水泵3(功率0.75kw)提升进入第三循环泵13(功率1.5Kw)进口与脱氨塔5底部来水进行混合,混合后温度为30℃,经第三循环泵13(功率1.5kw)提升进入进水换热器4与热泵机组送过来的55℃热水进行换热,换热后废水温度上升至50℃,热水温度降低为35℃;第一循环介质的温度从55℃降低为35℃。
50℃的废水在压力作用下进入到脱氨塔5(直径2.0m,高度9.0m,填料高度5.0m,配水密度5m³/(㎡·h))顶部,在配水器(进水配水管)的作用下均匀分布在脱氨塔5上部,并经过填料均匀下降,废水下下降的过程中与上升的冷空气进行逆流接触,废水在与空气接触过程中蒸发作用,氨与部分废水变成蒸汽。
脱氨塔5顶部温度为45℃氨蒸汽进入冷凝塔6(直径2.0m,高度9.0m,填料高度5.0m,内部配翅式换热器)顶部,在下降的过程中翅式换热器中的第二循环介质进行逆流换热,蒸汽温度从45摄氏度降低为30℃,第二循环介质的温度从20℃升高至40℃;
能量回收器10为溴化锂吸收式热泵机组(功率180kw),将第二循环介质吸收的低品位能量(温度40℃)经吸收压缩变成高品位能量,转移给第一循环介质,使其温度上升至55℃。第一循环介质经换热后温度降至35℃,第二循环介质经吸收热量后温度降低为20℃。
循环风机7(功率5.5kw)变频控制,控制控制在脱氨塔5和冷凝塔6之间循环;
第一循环泵8(功率3.0kw),第二循环泵9(功率3.0kw);分别负责第一循环介质和第二循环介质在热泵机组和换热器之间循环。
上述设备的实际运行情况由控制装置进行调整控制,使各设备处于最佳运行状态。
在与汽提脱氨进水条件相同条件下,本实施例实际运行出水水质如下表:
该工艺没有蒸汽消耗,总的运行电耗为190kw/h,吨水电耗为38kw,冷却水消耗为0.5吨/吨水。总运行费用为19.25元/吨。
可见,在同等运行条件下,低温脱氨实现了节能(汽提脱氨运行费用为32.9元/吨水,废水中氨低温回收节约40%),回收氨水浓度较汽提脱氨提高了5%以上。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (15)
1.一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,由以下部件组成:
碱投加装置;
pH调节器,所述碱投加装置的出料口与所述pH调节器的碱液进料口相连,所述pH调节器靠近出水口处的内侧壁设有pH计;
第三循环泵,位于所述pH调节器上部的出水口通过管道与所述第三循环泵的进水口相连,所述管道上设有第二进水泵;
进水换热器,设有进水口、出水口、第一循环介质进液口和第一循环介质出液口,所述第三循环泵的出水口与所述进水换热器的进水口通过管道相连;
能量回收器,设有第一循环介质进液口、第一循环介质出液口、第二循环介质进液口和第二循环介质出液口,所述进水换热器的第一循环介质出液口与所述能量回收器的第一循环介质进液口通过管道相连,该管道上设有第一循环泵,所述能量回收器的第一循环介质出液口与所述进水换热器的第一循环介质进液口通过管道相连;
冷凝塔,其顶部设有进气口,所述冷凝塔的中上部设有第二循环介质出液口,所述冷凝塔的中下部设有第二循环介质进液口,在所述冷凝塔内部设有翅片式盘管换热器,所述翅片式盘管换热器的一端与所述冷凝塔的第二循环介质出液口相连,所述翅片式盘管换热器的另一端与所述冷凝塔的第二循环介质进液口相连,所述冷凝塔的第二循环介质出液口的下方设有吸风口,所述冷凝塔的中下部设有与所述吸风口相连的出气配气管,所述冷凝塔的底部设有冷凝液出液口,其中:
所述冷凝塔的第二循环介质出液口与所述能量回收器的第二循环介质进液口通过管道相连;
所述能量回收器的第二循环介质出液口与所述冷凝塔的第二循环介质进液口通过管道相连,所述管道上设有第二循环泵;
氨水箱,所述冷凝塔的冷凝液出液口通过管道与所述氨水箱的进液口相连;
脱氨塔,其顶部设有出气口,所述脱氨塔的中上部设有进水口,所述脱氨塔内设有与所述进水口相连的进水配水管,所述脱氨塔的中下部设有进气口,所述脱氨塔内设有与所述进气口相连的进气配气管,所述脱氨塔的底部设有第一出水口,所述脱氨塔的侧壁中下部设有第二出水口,所述脱氨塔的中下部设有填料支撑板,所述填料支撑板设有通孔,所述填料支撑板上设有点波填料层,其中:
所述进水换热器的出水口与所述脱氨塔的进水口通过管道相连;
所述冷凝塔的吸风口与所述脱氨塔的进气口通过管道相连,该管道上设有循环风机;
所述脱氨塔的第一出水口与所述第三循环泵的进水口通过管道相连;
所述脱氨塔的出气口通过管道与所述冷凝塔的进气口相连;
产水箱,所述脱氨塔的第二出水口与所述产水箱的进水口通过管道相连。
2.如权利要求1所述的一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,还包括控制装置,所述pH计的输出端与所述控制装置的输入端相连,所述控制装置的输出端分别与所述第二进水泵的输入端、所述循环风机的输入端、所述第一循环泵的输入端、所述第二循环泵的输入端、所述第三循环泵的输入端、所述能量回收器的输入端相连,用于控制所述第二进水泵、所述循环风机、所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述第三循环泵、所述能量回收器的启停。
3.如权利要求2所述的一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,还包括:
废水调节池,用于存储待处理的含氮的废水,所述废水调节池的出水口通过管道与位于所述pH调节器底部的进水口相连,所述管道上设有第一进水泵,所述控制装置的输出端与所述第一进水泵的输入端相连,用于控制所述第一进水泵的启停。
4.如权利要求2所述的一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,所述碱投加装置由碱液箱、碱计量泵组成,所述碱液箱的出液口与碱计量泵通过管道相连,碱加量泵通过管道与所述pH调节器进水口相连,所述控制装置输出端与所述碱计量泵的输入端相连。
5.如权利要求1所述的一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,所述pH调节器由搅拌器和调节箱组成,所述调节箱为敞口式结构,所述调节箱的顶部设有支撑架,所述搅拌器通过所述支撑架固定于所述调节箱内部,用于对对调节箱内的碱液和废水进行搅拌。
6.如权利要求1所述的一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,所述第一循环介质为纯水;
以质量百分数计,所述第二循环介质为质量浓度为50%~60%的溴化锂水溶液,溶剂为纯水。
7.如权利要求1所述的一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,所述能量回收器为溴化锂吸收式热泵机组,通过其内设的板式换热器将第二循环介质吸收的热量传递给第一循环介质。
8.如权利要求1所述的一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,所述进水换热器为板式换热器、列管式换热器、螺旋板换热器、管套式换热器中的一种。
9.如权利要求1所述的一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,所述进水配水管、所述进气配气管、所述出气配气管均呈丰字管布置;
所述进水配水管上每隔90~110mm均设有有直径2.5~3.5mm的45°向下的斜孔;
所述进气配气管上每隔90~110mm均设有有直径2.5~3.5mm的45°斜向下的斜孔;
所述出气配气管上每隔90~110mm均设有有直径2.5~3.5mm的45°斜向下的斜孔。
10.如权利要求1所述的一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,所述点波填料层的高度为2~5m;
所述点波填料层由点波填料堆积而成,所述点波填料为PVC/PP材质的点波填料,所述点波填料比表面积大于500㎡/m³。
11.如权利要求1所述的一种低温回收废水中氨的系统,其特征在于,冷凝塔的内腔的顶部还设有另一进气配气管,所述进气配气管呈丰字型布设,所述呈丰字型每隔90~110mm均设有有直径2.5~3.5mm的45°斜向下的斜孔。
12.一种低温回收废水中氨的方法,基于权利要求1~11任意一项所述的低温回收废水中氨的系统,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、将待处理的含有氨的废水从废水调节池泵入pH调节器中,然后一边搅拌一边向pH调节器投入适量的碱液,调节废水的pH值至11.0以上;
(2)、通过进水换热器将经过步骤(1)处理的水加热至50℃以上,然后将其引入脱氨塔的进水口;
(3)、通过步骤(2)加热后的废水进入脱氨塔,在脱氨塔内经过进水配水管均匀分配在点波填料表面上形成薄膜,在下降的过程中与底部的进气配气管输送过来的低温空气进行逆流接触,同时在气液表面进行蒸发,废水中的氨通过蒸发进入到空气中形成含氨蒸汽,高温废水在下降的过程中不断发生蒸发降温得到温度在30℃以下的低温的含氨废水,低温的含氨废水汇集至底部出水区,一部分低温的含氨废水先通过第一出水口排出并经第三循环泵提升后再次参与处理,另一部分低温的含氨废水通过第二出水口排出;
(4)、经过步骤(3)蒸发的含氨蒸汽在循环风机作用下进入冷凝塔,含氨蒸汽在冷凝塔内从上向下运动,同时与冷凝塔内的翅片式盘管换热器进行能量交换,含氨蒸汽温度最终降低至30℃以下形成氨水汇集到冷凝器底部,并经由冷凝液出液口排放至氨水箱;
(5)、步骤(4)中的翅片式盘管换热器中的第二循环介质吸收热量发生蒸发现象变为溴化锂气体,产生的溴化锂气体在第二循环泵动力作用下返回能量回收器,第二循环介质在能量回收器内被压缩而形成温度高于60℃的高温液体,并通过内置于能量回收器内部的换热器将能量转移给第一循环介质,使第一循环介质的温度提高至55℃以上,并通过第一循环泵将第一循环介质送至进水换热器。
13.如权利要求12所述的一种低温回收废水中氨的方法,其特征在于,步骤(1)中的碱液为石灰碱液或者氢氧化钠水溶液,其中:
以质量份计,所述石灰碱液是0.5~1.5份石灰粉溶解于8.5~9.5份水中而成;
所述氢氧化钠水溶液是2~4份氢氧化钠溶解于6~8份的水中而成。
14.如权利要求12所述的一种低温回收废水中氨的方法,其特征在于,步骤(2)中进水换热器的第一循环介质进液口处的第一循环介质的温度不小于55℃;
步骤(2)中进水换热器的第一循环介质出液口的第一循环介质的温度不高于35℃。
15.如权利要求12所述的一种低温回收废水中氨的方法,其特征在于,步骤(3)中所述进水配水管的配水密度为1~10m³/(㎡.h);
步骤(3)中所述进气配气管的风速为10~20m/s,催化塔内横截面气体流速为1~5m/s。
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