CN202924782U - 一种处理氨氮废水的精馏汽提装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种处理氨氮废水的精馏汽提脱氨装置。所述装置通过结合使用精馏、气提技术，实现废水与氨氮污染物的分离，并强化了氨的纯化、提浓，保证处理后废水的氨氮浓度达到国家一级标准，从而在一套设备中同步实现氨氮污染物的高效脱除和资源化回收。本实用新型处理全过程无废气、废水、废渣等二次污染产生，具有良好的抗堵和自清洗效果，可实现装置的连续稳定运行。

Description

一种处理氨氮废水的精馏汽提装置

技术领域

本实用新型涉及一种氨氮废水的处理装置，特别涉及一种通过耦合精馏、汽提技术将氨氮废水中的氨氮污染物高效去除并资源化回收的精馏汽提装置。

背景技术

氨氮是我国水体中主要的污染物之一，其危害在于能够造成水体富营养化，导致生态环境的恶化。氨氮废水中的氨氮污染物以铵根、游离态氨分子形式存在于废水中，已报道的处理方法主要包括生化法和物化法。CN1380260A公开了一种生物法处理化肥氨氮废水的方法，通过生物硝化、反硝化反应将氨氮废水处理至一级排放标准；CN101229944A公开了一种生物法处理氨氮废水的方法，采用厌氧—缺氧—好氧组合工艺处理氨氮废水。

由于有色冶金、化工、生物发酵等行业的氨氮废水中氨氮污染物的浓度很高，高达4500~80000mg/L，且无机盐浓度较高，难以使用一般的生物方法处理，因此常采用物化方法进行处理。CN102060406A公开了一种吹脱法处理氨氮废水的方法，通过填料塔将废水中的氨氮吹脱并吸收回收；CN101161596A公开了一种处理有色金属加工含氨和硫酸根废水的方法，提出了使用精馏塔来进行氨的脱除并实现氨水资源化回收；CN201250135Y公开了一种利用氨氮脱除剂（镁盐、磷酸盐）脱除废水中氨氮的处理装置。

上述物化方法中，普遍需要加碱将氨氮废水调节到合适的pH，使得铵根离子与氢氧根结合形成游离态的氨分子，再通过吹脱、精馏、汽提、沉淀等物化方法实现氨氮的脱除。这些方法已取得了一定的成效，部分已进入工业应用，但仍存在处理效果难以稳定达标、氨氮资源化程度低、蒸汽等处理成本较高等问题，尤其是在氨氮浓度较高的情况下，问题更为突出。

除上述问题外，由于工业废水中钙、镁和重金属等物质的含量较高，脱氨时需要把废水pH调节到碱性，更容易导致钙镁的沉淀结垢，因此在脱氨设备运行过程中容易造成塔内件堵塞的问题，从而导致需要频繁停车清理，难以长期稳定运行。

CN202246318U涉及一种复合汽提脱氨塔，主要由精馏段、汽提段、一级闪蒸段、二级闪蒸段、一级混合段及二级混合段组成，是集真空闪蒸、汽液混合、汽提脱氨和氨水精馏的一体化的多功能设备，为节能型的汽提脱氨技术中关键设备，是高效节能型热泵闪蒸汽提脱氨系统装置中的重要单元设备之一。

CN202430030U提供了一种氨氮废水处理汽提塔，包括汽提塔、回流冷凝器和回流罐、废水进口分布管和低压蒸汽进口分布管。

上述设备虽然脱氨效率较高，但是结构复杂，运行难度大。

因此开发研制一种处理效果好、氨氮资源化回收效率高、能够连续稳定运行的氨氮废水处理装置具有重要的实际意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种处理效果好、氨氮资源化回收效率高、能够连续稳定运行的氨氮废水处理装置，可有效去除高浓度氨氮污染物、资源化回收为合格产品。本实用新型装置可实现连续运行和自动化控制。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种处理氨氮废水的精馏汽提装置，所述装置包括脱氨塔，所述脱氨塔包括下部的汽提段和上部的精馏段。

本实用新型所述脱氨塔耦合精馏、汽提的技术优势，强化了氨氮污染物的脱除，实现废水与氨氮污染物的分离，同时强化了氨的纯化、提浓，处理后废水中的氨氮污染物浓度低于国家一级排放标准要求。

本实用新型所述脱氨塔的汽提段和精馏段之间设有废水入口，塔底设有蒸汽入口及出水口；塔顶设有气体出口以及回流氨水入口。本实用新型使用0.1MPa~1MPa蒸汽，蒸汽来源可以是直接通过蒸汽管道接入的蒸汽，或通过塔底再沸器加热废水后产生的蒸汽。

本实用新型所述脱氨塔的废水入口连接有进水泵。

本实用新型所述进水泵和脱氨塔之间设有预热器。本实用新型所述预热器优选与脱氨塔塔底出水口相连通。待处理的废水（低温水）与处理后的塔底出水（高温水）进行换热后进入脱氨塔，预热器可提高热利用率，降低总体能耗。

本实用新型所述气体出口连接有塔顶冷凝器；所述塔顶冷凝器通过氨水回流泵与回流氨水入口相连。

所述塔顶冷凝器还连接有回收氨水储罐。

本实用新型脱氨塔高径比H:D=5:1~40:1，脱氨塔的材质可以是碳钢、碳钢衬塑、碳钢衬胶、不锈钢、复合钢板或玻璃钢等，支架及支撑平台为钢材或钢筋水泥结构。

在本实用新型装置运行过程中，待处理的氨氮废水的pH>11时，可不加碱；pH<11或需要加碱时，可通过以下方式加碱：通过碱泵打入氨氮废水的进料管道，经过管道混合器混合后，进脱氨塔；直接加碱到脱氨塔（塔板或塔填料）中；直接加碱到氨氮废水储槽中，再经过进水泵进入预热器。

本实用新型装置的工作过程大致如下：待处理的氨氮废水由进水泵进入预热器中进行预热后，根据需要选择加入碱，从脱氨塔中部的废水入口进入脱氨塔，废水与来自脱氨塔底部的蒸汽逆流接触，废水中的氨在蒸汽汽提的作用下经传质进入气相，在脱氨塔的精馏段经过多次气液相平衡后，气相中的氨浓度大幅度提高，由塔顶进入塔顶冷凝器，含氨蒸汽被完全液化为稀氨水，稀氨水再经过塔顶的氨水回流泵从塔顶回流到脱氨塔中，当冷凝氨水浓度达到所需浓度后，氨水作为产品被输送到回收氨水储罐。

与已有技术方案相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、脱氨塔使用汽提技术强化了氨氮污染物的脱除，保证处理后废水氨氮浓度达到国家一级标准。使用普通工业蒸汽为汽提的吹脱气，不引入新的杂质；蒸汽汽提后冷却为水，不增加脱氨塔的处理负荷；蒸汽汽提使得全塔的流体通量增加，强化了氨氮处理设备的防堵效果；

2、脱氨塔使用精馏技术实现废水与氨氮污染物的分离、纯化，通过精馏段实现废水与氨氮污染物的分离，并强化了氨的纯化、提浓；

3、脱氨塔的全流程设计不含有废气、废水、废渣的外排口，全套设备实现氨氮污染物的全组分资源化处理。

本实用新型装置操作简单，占地面积小，处理成本低，能够有效实现氨氮污染物的一步高效去除，氨氮污染物处理效率>99%，出水氨氮浓度可达到6~15mg/L；氨氮污染物实现资源化回收，回收产品纯度高、浓度高，资源化回收率>99%；处理过程无二次污染产生。

附图说明

图1是本实用新型所述处理氨氮废水的精馏汽提脱氨装置的组成示意图。

图中：1-进水泵；2-预热器；3-脱氨塔；4-塔顶冷凝器；5-氨水回流泵；6-回收氨水储罐。

下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的权利范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：

一种处理氨氮废水的精馏汽提装置，所述装置包括脱氨塔3，所述脱氨塔3包括下部的汽提段和上部的精馏段。所述脱氨塔3的汽提段和精馏段之间设有废水入口，塔底设有蒸汽入口及出水口；塔顶设有气体出口以及回流氨水入口。所述脱氨塔3的废水入口连接有进水泵1。所述进水泵1和脱氨塔3之间设有预热器2，预热器2与脱氨塔3塔底出水口相连通。

本实用新型所述气体出口连接有塔顶冷凝器4；所述塔顶冷凝器4通过氨水回流泵5与回流氨水入口相连。所述塔顶冷凝器4还连接有回收氨水储罐6。

本实用新型装置的工作过程如下：待处理的氨氮废水先通过进水泵1，进入废水预热器2，待处理的废水（低温水）与处理后的塔底出水（高温水）进行换热，提高热利用率、降低总体能耗；预热后的氨氮废水通过脱氨塔3中部的废水入口进入脱氨塔3中，经液体分布器分布后与来自脱氨塔3底部蒸汽入口的蒸汽在填料段内逆向接触，由于氨的相对挥发度大于水，在蒸汽汽提的作用下经过传质，更多的氨进入气相，并与流下的液体建立新的气液平衡，在精馏段经过多次气液相平衡后，气相中的氨浓度提高到设计要求，由塔顶进入塔顶冷凝器4，含氨蒸汽被完全液化为稀氨水，冷凝得到的稀氨水再经过塔顶的氨水回流泵5从塔顶回流到脱氨塔3中，当冷凝氨水浓度达到所需浓度后，氨水作为产品被输送到回收氨水储罐6；随着废水中的氨氮不断被蒸汽汽提出来、被精馏段分离纯化为氨水产品，氨氮废水从进料口到塔底的过程中，废水中氨氮浓度越来越低，到塔底出口时，水中的氨氮浓度已被脱除到国家一级排放标准以下（≤15mg/L）。

具体实施例：

将上述处理氨氮废水的精馏汽提脱氨装置应用于镍钴加工企业的高浓氨氮废水（氨氮浓度2000~8000mg/L）处理，该装置的精馏汽提脱氨塔高30米，设计处理水量400m³/h，使用4公斤饱和蒸汽直接加热塔底并作为汽提蒸汽来源。经该装置处理后，出水氨氮降至12mg/L以下，氨氮去除率≥99.4%，从废水中脱除出来的氨氮全部资源化回收为氨水产品（浓度≥18%）。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征以及处理方法，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征以及处理方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征以及处理方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (7)

1.一种处理氨氮废水的精馏汽提装置，其特征在于，所述装置包括脱氨塔（3），所述脱氨塔（3）包括下部的汽提段和上部的精馏段。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱氨塔（3）的汽提段和精馏段之间设有废水入口，塔底设有蒸汽入口及出水口；塔顶设有气体出口以及回流氨水入口。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述脱氨塔（3）的废水入口连接有进水泵（1）。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述进水泵（1）和脱氨塔（3）之间设有预热器（2）。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述预热器（2）与脱氨塔（3）塔底出水口相连通。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述气体出口连接有塔顶冷凝器（4）；所述塔顶冷凝器（4）通过氨水回流泵（5）与回流氨水入口相连。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述塔顶冷凝器（4）还连接有回收氨水储罐（6）。

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