CN208394818U - 氨氮废水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种氨氮废水处理设备，包括一洗涤塔废水收集池、一原水提升泵、一pH调节箱、一pH调节箱提升泵、一吹脱塔、一鼓风机、一吸附塔、一脱氨水收集池、一蒸汽补热装置、一温控探头、一蒸汽注入装置、一碱性溶液注入装置、一吸附塔循环泵、一硫酸铵提升泵、一第一电动阀门及一第二电动阀门。本实用新型采用批次性循环吹脱，在吹脱塔内的待处理废液达到一定水位后即暂时停止补液，在当次的废液经吹脱处理而将氨浓度降低至一预设浓度以下后，再进行下一次补液。吹脱塔与循环泵连续运行，增大吹脱时间从而增加吹脱效率，与原有设备对比，本实用新型的设备处理效率可由40%提升至90%以上。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体制造设备设计领域，特别是涉及一种基于吹脱法的氨氮废水处理设备。
背景技术
光伏电池之PECVD制程的洗涤塔所排废水含有大量氨气，需经处理后才可排放。图1显示为现有的一种基于吹脱法的氨氮废水处理设备的结构示意图，其通常包括洗涤塔废水收集池101，原水提升泵102，pH调节箱103，pH探头104，pH调节箱提升泵105，吹脱塔106，鼓风机107，吹脱塔循环泵108，吸附塔109，吸附塔循环泵111，硫酸铵提升泵112，pH探头110，脱氨废水提升泵113以及脱氨水收集池114。
吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。其工作原理为：将氨氮废水的pH调节至碱性，此时铵离子转化为氨分子，再向水中通入气体，使其与液体充分接触，废水中溶解的气体和挥发性氨分子穿过气液界面，转至气相，从而达到去除氨氮的目的。洗涤塔废水收集池101所产生的废水产量小于目前氨氮废水处理设备的可处理量，当废液累计到一定数量时，才会开启氨氮废水处理设备处理废液。对于NH3-H浓度达20000mg/L或以上的氨氮废水，现有的吹脱方式通常采用连续补液方式处理，其中，连续补液是指，如图1所示，原水提升泵102连续运行补水至pH调节箱103，调节水温及pH；pH调节箱提升105及鼓风机107根据pH调节箱103的液位启动或停止，当补液至高液位时，pH调节箱提升泵103开启抽取，当箱体内达到低液位时，pH调节箱提升泵103停止，pH调节箱103提升泵停止后，鼓风机107停止运行。由于pH调节箱提升泵流量大于原水提升泵流量，故系统运转时，原水提升泵102保持常开，pH调节箱提升泵105会有停止状态即吹脱塔会有停止状态，例如原水提升泵流量为2.0m3/h，而pH调节箱提升泵流量为1.6m3/h，图1所示的氨氮废水处理设备的处理效率在40％左右(即除去原废水中NH3-H的40％，处理后NH3-H的浓度不高于12000mg/L)，由于氨氮废水处理设备后续会再连接LHF废水生化系统，生化系统设计可允许之进水TN(总氮)浓度为220mg/L或以下，洗涤塔废水收集池101的废水经脱氨后并入LHF废水生化系统(LHF废水指的是多晶硅太阳能电池蚀刻制程中产生的废水，成分中包含HF)，但是由于图1所示的氨氮废水处理设备的脱氨废水水量较小，若想并入LHF废水生化系统处理，处理效率需达80％以上方可，可见，现有的连续补液方式的处理效率严重不足。基于此，目前如图1所示的氨氮废水处理设备达不到处理效率80％要求，无法实现进出平衡。
图2显示为现有的另一种氨氮废水处理设备的结构示意图，其与图1的氨氮废水处理设备的主要改进在于在原有基础上增加了一个吹脱塔106，即其包含有两套吹脱塔106，两套吹脱塔相较于一套吹脱塔来说，可增大水气接触面积且增大吹脱时间，提高处理效率，但增设一座吹脱塔需要有较大的建设空间及资金要求，大大提高了设备的成本。
基于以上所述，提供一种在不增加吹脱塔数量的前提下提升处理效率的氨氮废水处理设备实属必要。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种氨氮废水处理设备，用于解决现有技术中氨氮废水处理设备的处理效率较低或所需成本过高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种氨氮废水处理设备，所述氨氮废水处理设备包括：一洗涤塔废水收集池；一原水提升泵，连接于所述洗涤塔废水收集池；一pH调节箱，连接于所述原水提升泵；一pH调节箱提升泵，连接于所述pH调节箱；一吹脱塔，连接于所述pH调节箱提升泵，其自下而上包括一储液底部、一吹脱结构中部以及一顶部，所述吹脱塔的储液底部与顶部之间设置有循环吹脱管路，所述循环吹脱管路设置有一吹脱塔循环泵以及一用于控制该循环吹脱管路开关的第一电动阀门；一鼓风机，连接至所述吹脱塔的储液底部上方；一吸附塔，连接于所述吹脱塔的顶部；一脱氨水收集池，通过排水管路连接于所述循环吹脱管路，所述排水管路设置有一脱氨废水提升泵以及一用于控制该排水管路开关的第二电动阀门。
优选地，所述氨氮废水处理设备还包括：一蒸汽补热装置，设置于所述吹脱塔的储液底部，用于调整所述储液底部的水温。
进一步地，所述氨氮废水处理设备还包括：一温控探头，设置于所述吹脱塔的储液底部，并于所述蒸汽补热装置的蒸汽比例阀门连接，用于根据所述吹脱塔的储液底部的液体温度控制蒸汽比例阀门的开度，以调整所述液体温度。
优选地，所述第一电动阀门与所述第二电动阀门包括电磁阀门。
优选地，所述排水管路连接于所述吹脱塔循环泵与所述第一电动阀门之间的所述循环吹脱管路。
优选地，所述pH调节箱还设置有一蒸汽注入装置，用于调节所述pH调节箱内的液体温度。
优选地，所述原水提升泵与pH调节箱之间还设置有一碱性溶液注入装置，所述碱性溶液注入装置注入的碱性溶液包括NaOH溶液及KOH溶液中的一种。
优选地，所述氨氮废水处理设备还包括：一吸附塔循环泵，连接于所述吸附塔的底部与顶部之间的循环吸附管路，且所述循环吸附管路设置有一H2SO4注入装置以及一pH值探头。
优选地，所述氨氮废水处理设备还包括：一硫酸铵提升泵，连接于所述吸附塔的底部，用于提供所述吸附塔的硫酸铵液体的输出动力。
优选地，所述pH调节箱中还设置有一pH值探头。
如上所述，本实用新型的氨氮废水处理设备，具有以下有益效果：
1)本实用新型采用批次性循环吹脱，即以批次性的方式补液，在吹脱塔内的待处理废液达到一定水位后即暂时停止补液，在当次的废液经吹脱处理而将氨浓度降低至一预设浓度以下后，再进行下一次补液。吹脱塔与循环泵连续运行，增大吹脱时间从而增加吹脱效率，与原有设备对比，本实用新型的设备处理效率可由40％提升至90％以上。
2)基于空气吹脱法吹脱过程中水汽接触换热导致水温降低，本实用新型的设备添加蒸汽补热装置，增大吹脱时空气热量，减少热交换，从而增加转化效率及解决软水硬化结晶堵塞管道问题。
3)本实用新型采用的恒温控制解决了硬水结晶问题，减少人力清洗时间，节约人力成本。
4)本实用新型的设备可有效增加单吹脱塔的氨氮去除效率，且温度可控，不需另增建一座吹脱塔，大大节约了建造成本。
附图说明
图1显示为现有技术中的第一种氨氮废水处理设备的结构示意图。
图2显示为现有技术中的第二种氨氮废水处理设备的结构示意图。
图3显示为本实用新型的氨氮废水处理设备的结构示意图。
元件标号说明
301 洗涤塔废水收集池
302 原水提升泵
303 pH调节箱
304 pH值探头
305 pH调节箱提升泵
306 吹脱塔
3061 储液底部
3062 吹脱结构中部
3063 顶部
307 鼓风机
308 吹脱塔循环泵
309 吸附塔
310 pH值探头
311 吸附塔循环泵
312 硫酸铵提升泵
313 第一电动阀门
314 第二电动阀门
315 蒸汽补热装置
316 温控探头
317 脱氨水收集池
318 蒸汽注入装置
319 循环吹脱管路
320 排水管路
321 碱性溶液注入装置
322 H2SO4注入装置
323 循环吸附管路
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图3所示，本实施例提供一种氨氮废水处理设备，所述氨氮废水处理设备包括：一洗涤塔废水收集池301、一原水提升泵302、一pH调节箱303、一pH调节箱提升泵304、一吹脱塔306、一鼓风机307、一吸附塔309、一脱氨水收集池317、一蒸汽补热装置315、一温控探头316、一蒸汽注入装置318、一碱性溶液注入装置321、一吸附塔循环泵311、一硫酸铵提升泵312、一第一电动阀门313及一第二电动阀门314。
如图3所示，所述洗涤塔废水收集池301用于收集光伏电池制造中的PECVD制程的洗涤塔排出的氨氮废水。
如图3所示，所述原水提升泵302连接于所述洗涤塔废水收集池301，用于为所述洗涤塔废水收集池301的氨氮废水提供提升动力，并将所述氨氮废水输出至pH调节箱303。
如图3所示，所述pH调节箱303连接于所述原水提升泵302，用于将氨氮废水pH调节至碱性，此时铵离子转化为氨分子。所述原水提升泵302与pH调节箱303之间还设置有碱性溶液注入装置321，所述碱性溶液注入装置321注入的碱性溶液包括NaOH溶液及KOH溶液中的一种，和NaOH相比，KOH碱性更强，可有效提高反应速率，但价格较贵，可依据实际需求进行选择。所述pH调节箱303中还设置有pH值探头304，用以检测所述pH调节箱303中液体的pH值，并反馈控制所述碱性溶液注入装置321的注入量，以使所述pH调节箱303中液体的pH值达到所需目标值。所述pH调节箱303还设置有蒸汽注入装置318，用于调节所述pH调节箱303内的液体温度。
如图3所示，所述pH调节箱提升泵304连接于所述pH调节箱303，用于为所述pH调节箱303的液体提供提升动力，并将所述pH调节箱303中的液体输出至所述吹脱塔306。
如图3所示，所述吹脱塔306连接于所述pH调节箱提升泵304，自下而上包括一储液底部3061、一吹脱结构中部3062以及一顶部3063，所述吹脱塔306的储液底部3061与顶部3063之间设置有循环吹脱管路319，所述循环吹脱管路319设置有一吹脱塔循环泵308以及一用于控制该循环吹脱管路319开关的第一电动阀门313，例如，所述第一电动阀门313可以选用为电磁阀门。
如图3所示，所述蒸汽补热装置315设置于所述吹脱塔306的储液底部3061，用于调整所述储液底部3061的水温，所述氨氮废水处理设备还包括：温控探头316，设置于所述吹脱塔306的储液底部3061，并于所述蒸汽补热装置315的蒸汽比例阀门连接，用于根据所述吹脱塔306的储液底部3061的液体温度控制蒸汽比例阀门的开度，以调整所述液体温度。所述蒸汽补热装置315的蒸汽可由厂区燃气锅炉产生，成分为水蒸气。在吹脱过程中，理论水温为35℃～50℃为最佳，水温过低会导致液相NH3-H转化为气相NH3的效率降低，同时实验测证明，当水温低于20℃时(受NH4﹢浓度影响)，易生成水合氨结晶，这些结晶容易堵塞管道。进一步地，不选择直接对待处理的废水加热而采加入蒸汽的原因是，由于热交换原理，吹脱过程中水气换热会导致水温持续降低。故本实施例加入蒸汽补热装置315可有效解决水温持续降低问题，以提高液相NH3-H转化气相NH3的效率，同时解决软水硬化结晶堵塞管道的问题。
如图3所示，所述鼓风机307连接至所述吹脱塔306的储液底部3061上方，用于向所述吹脱塔306的所述吹脱结构中部3062吹入气体。
如图3所示，所述吸附塔309连接于所述吹脱塔306的顶部3063，用于吸附所述吹脱塔306排出的NH3。所述吸附塔循环泵311连接于所述吸附塔309的底部与顶部之间的循环吸附管路323，且所述循环吸附管路323设置有H2SO4注入装置322以及pH值探头310。该pH值探头310控制吸附塔309H2SO4的加药量，吹脱塔306中液相NH3-H转化为气相NH3，在吸附塔309中被稀释的H2SO4吸收，形成30％(NH4)2SO4浓缩液，所述硫酸铵提升泵312，连接于所述吸附塔309的底部，用于提供所述吸附塔309的硫酸铵液体的输出动力。
如图3所示，所述脱氨水收集池317，通过排水管路320连接于所述循环吹脱管路319，所述排水管路320设置有一脱氨废水提升泵以及一用于控制该排水管路320开关的第二电动阀门314，所述第二电动阀门314可以选用为电磁阀门，具体地，所述排水管路320连接于所述吹脱塔循环泵308与所述第一电动阀门313之间的所述循环吹脱管路319。
如图3所示，本实施例的氨氮废水处理设备的处理过程主要包括：
在pH调节箱303在低液位时，原水提升泵302启动，洗涤塔废水收集池301向pH调节箱303输出废水，此时pH调节箱提升泵304停止，鼓风机307和吹脱塔循环泵308继续运行，控制吹脱循环的第一电动阀门313开启，控制排水的第二电动阀门314关闭；待氨氮浓度降低至预设浓度后，控制吹脱循环的第一电动阀门313关闭，控制排水的第二电动阀门314开启，同时PH调节箱提升泵304开启补水。
其中，上述待氨氮浓度降低至预设浓度后的作法有：1)前置实验测得一暂时停止补液时间的最小时间间隔，再依前述的最小时间间隔设定相关控制逻辑。或者，直接设置电极感测氨浓度。
如上所述，本实用新型的氨氮废水处理设备，具有以下有益效果：
1)本实用新型采用批次性循环吹脱，即以批次性的方式补液，在吹脱塔内的待处理废液达到一定水位后即暂时停止补液，在当次的废液经吹脱处理而将氨浓度降低至一预设浓度以下后，再进行下一次补液。吹脱塔与循环泵连续运行，增大吹脱时间从而增加吹脱效率，与原有设备对比，本实用新型的设备处理效率可由40％提升至90％以上。
2)基于空气吹脱法吹脱过程中水汽接触换热导致水温降低，本实用新型的设备添加蒸汽补热装置，增大吹脱时空气热量，减少热交换，从而增加转化效率及解决软水硬化结晶堵塞管道问题。
3)本实用新型采用的恒温控制解决了硬水结晶问题，减少人力清洗时间，节约人力成本。
4)本实用新型的设备可有效增加单吹脱塔的氨氮去除效率，且温度可控，不需另增建一座吹脱塔，大大节约了建造成本。
所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种氨氮废水处理设备，其特征在于，所述氨氮废水处理设备包括：
一洗涤塔废水收集池；
一原水提升泵，连接于所述洗涤塔废水收集池；
一pH调节箱，连接于所述原水提升泵；
一pH调节箱提升泵，连接于所述pH调节箱；
一吹脱塔，连接于所述pH调节箱提升泵，其自下而上包括一储液底部、一吹脱结构中部以及一顶部，所述吹脱塔的储液底部与顶部之间设置有循环吹脱管路，所述循环吹脱管路设置有一吹脱塔循环泵以及一用于控制该循环吹脱管路开关的第一电动阀门；
一鼓风机，连接至所述吹脱塔的储液底部上方；
一吸附塔，连接于所述吹脱塔的顶部；以及
一脱氨水收集池，通过排水管路连接于所述循环吹脱管路，所述排水管路设置有一脱氨废水提升泵以及一用于控制该排水管路开关的第二电动阀门。
2.根据权利要求1所述的氨氮废水处理设备，其特征在于，所述氨氮废水处理设备还包括：
一蒸汽补热装置，设置于所述吹脱塔的储液底部，用于调整所述储液底部的水温。
3.根据权利要求2所述的氨氮废水处理设备，其特征在于，所述氨氮废水处理设备还包括：
一温控探头，设置于所述吹脱塔的储液底部，并于所述蒸汽补热装置的蒸汽比例阀门连接，用于根据所述吹脱塔的储液底部的液体温度控制蒸汽比例阀门的开度，以调整所述液体温度。
4.根据权利要求1所述的氨氮废水处理设备，其特征在于，所述第一电动阀门与所述第二电动阀门包括电磁阀门。
5.根据权利要求1所述的氨氮废水处理设备，其特征在于，所述排水管路连接于所述吹脱塔循环泵与所述第一电动阀门之间的所述循环吹脱管路。
6.根据权利要求1所述的氨氮废水处理设备，其特征在于，所述pH调节箱还设置有一蒸汽注入装置，用于调节所述pH调节箱内的液体温度。
7.根据权利要求1所述的氨氮废水处理设备，其特征在于，所述原水提升泵与pH调节箱之间还设置有一碱性溶液注入装置，所述碱性溶液注入装置注入的碱性溶液包括NaOH溶液及KOH溶液中的一种。
8.根据权利要求1所述的氨氮废水处理设备，其特征在于，所述氨氮废水处理设备还包括：
一吸附塔循环泵，连接于所述吸附塔的底部与顶部之间的循环吸附管路，且所述循环吸附管路设置有一H2SO4注入装置以及一pH值探头。
9.根据权利要求1所述的氨氮废水处理设备，其特征在于，所述氨氮废水处理设备还包括：
一硫酸铵提升泵，连接于所述吸附塔的底部，用于提供所述吸附塔的硫酸铵液体的输出动力。
10.根据权利要求1所述的氨氮废水处理设备，其特征在于，所述pH调节箱中还设置有一pH值探头。
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|---|---|---|---|---|
| CN114314967A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 广东省水利水电第三工程局有限公司 | 一种用于超高氨氮污水处理装置及方法 |
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2018
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