CN209065670U - 一种催化剂废水零排放处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种催化剂废水零排放处理装置，包括制氨单元和脱氨单元。制氨单元包括微纳米曝气池、换热单元和液氨罐；微纳米曝气池通过换热单元与液氨罐连接。脱氨单元包括均质池、反渗透单元、减压塔和生化处理单元。均质池通过反渗透单元与减压塔连接；生化处理单元通过减压塔与反渗透单元连接。微纳米曝气池与均质池、减压塔和/或生化处理单元连接。催化剂废水经过前处理后进入减压塔，在减压和曝气板的扰动作用下，催化剂中的氨氮被脱除，氨气进入微纳米曝气池进一步提纯，作为液氨的生产原料，实现氨气零排放。脱除氨氮的催化剂废水作为制盐的原料，实现污水零排放。

Description

一种催化剂废水零排放处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种催化剂废水零排放处理装置。

背景技术

目前，随着全球性环保法规的日益严格，污水达标排放的控制指标要求越来越高，催化剂的品种日渐增多，生产规模相应扩大，而且我国的市场经济日渐完善，环保要求日益严格，要求我们提高催化剂的生产效率，减少催化剂废水的排放。催化剂废水是具有高氨氮废水、高浓度有机物、含硫物、高悬浮物、含酚的废水，含有硅铝凝胶，不易沉淀且易堵塞，影响系统处理效果，运行成本更高。现有的催化剂废水处理通常使用微生物处理系统进行处理，在进行微生物处理时通常会追加活性炭进行吸附处理，但是在这种情况下，由于有机物吸附后的活性炭的更换，存在成本高的问题，催化剂污水属高悬浮物，不易沉淀，由于技术和经济等原因催化剂厂工艺废水一直未得到有效的处理，如不加处理，会直接影响到排污水的合格率。有效利用催化剂污水是处理催化剂废水的最佳途径。

公开号为CN2062325533U的中国专利公开的一种催化剂废水处理装置。该装置包括过滤室、絮凝室及氨吹脱室，过滤室一侧设有第一进水管，另一侧设有第一出水管，过滤室内纵向插接有滤网板、活性炭网板以及沸石网板；絮凝室的顶端设有第一盖板，第一盖板上设有絮凝剂投药箱、驱动电机及酸碱投药箱，絮凝室的上端设置有第二出水管；氨吹脱室内设有三相分离器，三相分离器的下方设有喷淋管，喷淋管的一端与第二出水管连接，氨吹脱室底板上设有曝气管，曝气管的一端与气泵连接，氨吹脱室的上端设有第三出水管。本实用新型的催化剂废水处理装置结构简单，操作方便，能够有效的去除催化剂废水中的悬浮物、重金属离子以及氨氮。

上述专利并为提出如何利用催化剂废水且使用氨吹脱室脱除氨氮，氨氮脱除效率不高；其次需要使用大量的药剂，并且需要使用三相分离器对沉淀絮状物分离，前处理比较繁琐。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种催化剂废水零排放处理装置。所述装置至少包括脱氨单元和制氨单元，所述制氨单元包括微纳米曝气池、换热单元和液氨罐；所述微纳米曝气池通过换热单元与液氨罐连接；所述脱氨单元至少包括均质池、反渗透单元、减压塔和生化处理单元；所述均质池通过所述反渗透单元与所述减压塔连接；所述生化处理单元通过所述减压塔与所述反渗透单元连接；所述生化处理单元与所述均质池连接；其中，所述微纳米曝气池与所述均质池通过第一风机连接，和/或所述微纳米曝气池与所述减压塔通过第二风机连接，和/或所述微纳米曝气池与所述生化处理单元通过第三风机连接，以使得所述脱氨单元和所述制氨单元连接。

根据一种优选的实施方式，所述均质池设置有用于测量来料废水pH的第一pH检测仪和/或用于测量所述来料废水温度的第一温度检测仪；和/或所述均质池设置有用于测量出料废水pH的第二pH检测仪和/或用于测量所述出料废水的第二温度检测仪。

根据一种优选的实施方式，所述均质池设置有至少一层以沸石为基底的填料层；所述均质池设置有与曝气机连接的开设若干通孔的曝气管。

根据一种优选的实施方式，所述生化处理单元是设置有第三pH检测仪、第三温度检测仪和/或氧气浓度检测仪的包括活性污泥的好氧曝气池。

根据一种优选的实施方式，所述减压塔至少具有一个沿所述减压塔轴向排列的设置有若干通孔的曝气板，所述曝气板以可拆卸的方式连接于所述减压塔的塔体内壁；所述减压塔通过真空管与真空装置连接。

根据一种优选的实施方式，所述微纳米曝气池设置有空气吸入管；所述空气吸入管的一端连接所述微纳米曝气池的气泡反应池，所述空气吸入管的另一端连接微纳米气泡机，以使得所述微纳米曝气池与所述微纳米气泡机连接。

根据一种优选的实施方式，所述装置还包括制盐单元；所述制盐单元包括电驱浓缩单元、盐分离单元和收集单元；其中，所述电驱浓缩单元通过浓水箱分别与所述反渗透单元和/或所述生化处理单元连接，所述盐分离单元通过所述电驱浓缩单元与所述浓水箱连接，所述收集单元与所述盐分离单元连接；所述盐分离单元与所述均质池连接。

根据一种优选的实施方式，所述均质池还与包括了序批式沉淀池和/或污泥回收池的预处理单元连接；其中，所述均质池的废料进口与所述序批式沉淀池的出料废口通过管道连接；所述序批式沉淀池包括至少一个预沉淀池，所述至少一个预沉淀池以串联和/或并联的形式连接。

根据一种优选的实施方式，所述污泥回收池包括污泥浓缩池、脱水离心机和/或污泥池；所述污泥浓缩池、所述脱水离心机和/或所述污泥池依次串联连接；所述污泥浓缩池与所述序批式沉淀池通过污泥泵连接。

根据一种优选的实施方式，所述减压塔还包括与所述塔体上端连接的上封头、与所述塔体下端连接的下封头、与所述下封头连接的裙座、与所述上封头连接的吊耳和开设于所述塔体侧壁的人孔。

根据一种优选的实施方式，所述制氨单元还包括干燥单元；所述微纳米曝气池通过与所述连接的干燥单元和所述液氨罐连接。

本实用新型提供一种催化剂废水零排放处理装置，该具体的优点有：

(1)设置制氨单元，对废水中的氨氮回收存储为液氮，氨气零排放，这不仅具有经济性还有环保性；

(2)均质池中设置曝气管和沸石填料，以纯物理的方式对含氨氮的催化剂废水进行预脱除氨氮，减小减压塔的工作负荷；

(3)通过减压塔的减压和减压塔内部的曝气板的曝气双重作用，催化剂污水中的氨氮被大量去除，氨氮去除率达98％；

(4)生化处理单元排放的浓水，可以回流至均质池，实现污水零排放；也可以作为制盐单元的原料，且制盐单元的浓水回流至制氨单元，实现零排放的同时还能获得结晶盐；

(5)使用该套装置去除催化剂中的固体颗粒、二价离子、氨氮和COD 后，氨氮含量低于5mg/L。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种催化剂废水零排放处理装置的流程模块示意图；和

图2是本实用新型提供的一种催化剂废水零排放处理装置的减压塔的一种优选结构示意图。

附图标记列表

10：均质池 121：第一排气口

11：反渗透单元 122：第一进水口

12：减压塔 123：裙座

13：生化处理单元 124：第一排水口

14：微纳米曝气池 125：真空装置

15：干燥单元 126：曝气板

16：预处理单元 127：真空管

17：浓水箱 128：塔体

18：减压换热器 129：人孔

19：液氨罐

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”和仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”和的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“内侧”、“内部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，术语“以可拆卸的方式”是粘接、键连接、螺纹连接、销连接、卡接、铰接、间隙配合或过渡配合中的一种。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种催化剂废水零排放处理装置，如图1所示，至少包括脱氨单元、制氨单元。

制氨单元包括微纳米曝气池14、换热单元18和液氨罐19。微纳米曝气池14通过换热单元18与液氨罐19连接。脱氨单元至少包括均质池10、反渗透单元11、减压塔12和生化处理单元13。均质池10通过反渗透单元 11与减压塔12连接。生化处理单元13通过减压塔12与反渗透单元11 连接。其中，微纳米曝气池14与均质池10通过第一风机连接，和/或微纳米曝气池14与减压塔12通过第二风机连接，和/或微纳米曝气池14与生化处理单元13通过第三风机连接，以使得脱氨单元和制氨单元连接；生化处理单元13与均质池10连接。优选的，第一风机、第二风机和第三风机是离心机和鼓风机中的一种。

优选的，减压塔12至少具有一个沿减压塔12轴向排列的设置有若干通孔的曝气板126。曝气板126以可拆卸的方式连接于减压塔12的塔体 128内壁。减压塔12通过真空管127与真空装置125连接。减压塔12通过真空装置125将塔内气压降低至小于大气压，此时，氨气分子在低压环境中，从废水中被拔出。优选的，如图2所示，减压塔12设置有三个含若干通孔的沿减压塔12轴线依次排列的曝气板126。减压塔12还可以设置1 个、2个、4个甚至更多个曝气板126。曝气板126以可拆卸的方式连接于减压塔12的塔体128内壁。具体地，曝气板126插接于减压塔12的塔体128内壁。减压塔12的顶端通过真空管127与真空装置125连接。真空装置125是真空泵和真空发生器中的一种。具体地，真空装置125采用真空发生器。

优选的，曝气板126设置有若干通孔，含氨氮的液体流经曝气板126 时，由于通孔的节流使液体产生扰动作用和真空装置的减压作用下，使液体中的NH₃挥发出来。

优选的，减压塔12的顶端设置有与反渗透单元11连接的第一进水口 122。减压塔12的底端设置有与生化处理单元13连接的第一排水口124。减压塔12顶端设置有与微纳米曝气池11连接的第一排气口121。第一排气口121通过第二风机与设置于微纳米曝气池11的第一进气口连接。

优选的，反渗透单元11设置有与浓水箱17连接的第二排水口。反渗透单元11设置有与减压塔12的第一进水口122通过管道连接的第三排水口。反渗透单元11设置有与均质池10连接的第二进水口。反渗透单元11 主要部件为反渗透膜元件，反渗透膜元件内置于反渗透装置中。来料废水在反渗透单元11中在压力差的作用下，允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子如NH₄ ⁺等低价离子透过，带有NH₄ ⁺的产水通过产水口排入减压塔 12。大分子和高价离子被截留，通过浓水口排入浓水箱17。反渗透装置包括高压泵、反渗透膜元件、膜壳、支架及装置腔体等。

优选的，微纳米曝气池14设置有至少一个与均质池10连接的第二进气口。和/或微纳米曝气池14设置有至少一个与生化处理单元13连接的第三进气口。具体地，微纳米曝气池14设置有一个与均质池10连接的第二进气口和微纳米曝气池14设置有一个与生化处理单元13连接的第三进气口。微纳米曝气池14还可以设置有2个、3个甚至更多个与均质池10连接的第二进气口和微纳米曝气池14设置有2个、3个甚至更多个与生化处理单元13连接的第三进气口。

优选的，微纳米曝气池14通过与干燥单元15连接的换热单元18和液氨灌19连接。其中，设置于微纳米曝气池14的第二排气口与干燥单元15 的第四进气口通过第四风机连接。干燥单元15对微纳米曝气池14释放的氨分子中的水分子吸收，具体地干燥单元15是干燥炉。换热单元18采用预冷器、加压装置和冷冻器对氨气分子进行降温加压使其处于液态，并存放于液氨灌19中。

优选的，均质池10设置有至少一层以沸石为基底的。沸石由于其阴离子晶格的负电与平衡阳离子的正电电荷在空间上是不重合的，因此具有强大的吸附氨氮的功能。在均质池中设置以以沸石为基底的填料层，能够预吸收氨氮和进一步处理带电离子。同时沸石吸收氨氮是以物理形式吸附，沸石本身的结构不会破坏，能够再生，因此采用沸石作为填料，能够降低成本。例如，均质池10设置有一层以沸石为基底的填料层。均质池10还可以设置一层、两层或更多层以沸石为基底的填料层。

优选的，均质池10设置有用于测量来料废水pH的第一pH检测仪和/ 或用于测量来料废水温度的第一温度检测仪。和/或均质池10设置有用于测量出料废水pH的第二pH检测仪和/或用于测量出料废水的第二温度检测仪。减压塔12对液体的pH值具有较强的敏感性，因此，对于均质池10中液体pH值进行监控，即均质池10设置有用于测量来料废水pH的第一pH 检测仪，均质池10设置有用于测量出料废水pH的第二pH检测仪。出料废水进入减压塔12的pH值最好在10.5～11.5之间，这样最有利于氨氮脱除。优选的，在均质池10中通过物理方法对氨氮预脱除，均质池10设置有与曝气机连接的含若干通孔的曝气管。曝气机采用鼓风机和离心机中的一种，通过曝气管向均质池10中送气，使均质池10产生水流，使NH₃排出。监控来料废水的温度和出料废水的温度有利于NH₃排出。

优选的，生化处理单元13是设置有第三pH检测仪、第三温度检测仪和/或氧气浓度检测仪的含活性污泥的好氧曝气池。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气；经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。第三pH 检测仪、第三温度检测仪和氧气浓度检测仪用于检测好氧曝气池中的pH值、温度和氧气浓度，使整个好氧曝气池处于受控状态，利于进一步脱除氨氮。好氧曝气池包括池体、曝气系统和进出水口。曝气系统可以是包括曝气风机和曝气管的鼓风曝气系统，也可以是采用电机驱动叶轮转动的机械曝气系统。

优选的，微纳米曝气池14包括空气吸入管和气泡反应池。空气吸入管的一端连接气泡反应池，空气吸入管的另一端与连接微纳米气泡机。微纳米气泡机的型号为TL-HP50-A。微纳米气泡机的型号还可以为TL-MBG50-A、 TL-MBG20-A和TL-MBG10-A中的一种型号。

优选的，制盐单元20包括电驱浓缩单元、盐分离单元和收集单元。电驱浓缩单元通过浓水箱17分别与反渗透单元11和/或生化处理单元13连接，盐分离单元通过电驱浓缩单元与浓水箱17连接，收集单元与盐分离单元连接；盐分离单元还与均质池10连接。例如，电驱浓缩单元包括频繁倒极电渗析装置。盐分离单元包括机械再压强制蒸发器和离心机。收集单元包括氯化钠收集罐和硫酸钠收集罐。浓水箱17通过频繁倒极电渗析装置与机械再压强制蒸发器连接。氯化钠收集罐和硫酸钠收集罐分别通过离心机与机械再压强制蒸发器连接。电驱浓缩单元由电力装置通过电路供电。

优选的，为降低装置的运行负荷，对COD、硬离子和悬浮物等进行处理。均质池10还与包括了序批式沉淀池和/或污泥回收池的预处理单元16连接。其中，均质池10的废料进口与序批式沉淀池的出料废口通过管道连接。序批式沉淀池是包括至少一个预沉淀池。至少一个预沉淀池以串联和/或并联的形式连接。优选的，污泥回收池包括污泥浓缩池、脱水离心机和/或污泥池。污泥浓缩池、脱水离心机和/或污泥池依次串联连接。污泥浓缩池与序批式沉淀池通过污泥泵连接。序批式沉淀池包括一个预沉淀池。序批式沉淀池还可以包括两个、三个或更多个预沉淀池。预沉淀池可以是串联的形式连接，也可以是并联连接，还可以是串联后并联或并联后串联的形式连接。预处理单元16的脱水离心机分离的污水排入至少一个预沉淀池。

优选的，减压塔12还包括与塔体128上端连接的上封头、与塔体128 下端连接的下封头、与下封头连接的裙座123、与上封头连接的吊耳和开设于塔体128侧壁的人孔129。具体地，上封头通过法兰与塔体128上端连接。下封头通过法兰与塔体128下端连接。裙座123以焊接的形式与下封头连接。吊耳以以焊接的形式与上封头连接。人孔开设于塔体128的侧壁。

工作原理：催化剂废水在预处理单元10中脱除悬浮物、硬离子和COD 等杂物后，进入均质池10。均质池10中对来水的pH值和温度监控，pH 值维持在10.5～11.5之间，温度略高于30℃，在曝气管的曝气作用下和沸石填料层的吸附作用下，对废水中的氨氮预脱除。均质池10中的氨气被第一风机吸入微纳米曝气池14中。均质池10处理后的废水进入反渗透单元 11，反渗透单元11的浓水进入浓水箱17，反渗透单元11的产水进入减压塔12。减压塔12在真空装置125的作用下，使减压塔的压力维持在0.6～0.8 个大气压，进入减压塔12的产水在减压作用和曝气板的作用下，对产水中的氨氮深度脱除，产水的氨气由第二风机排入微纳米曝气池14，脱除氨氮的废水流入生化处理单元13。生化处理单元13处于富氧状态，由微生物对氨氮进行进一步的深度脱除，产生的氨气由第三风机排入微纳米曝气池14，产生的废水排入浓水箱17。

氨气在微纳米曝气池14中重新溶于水，但是由于微纳米反应槽的作用，氨气重新释放，此时得到的氨气纯度更高。氨气在干燥单元15中对水分去除，排入换热单元18，经过预冷、加压和冷冻形成液氨存储于液氨罐19中。

浓水箱17中的水排入制盐单元20，经电驱浓缩、分离和收集得到盐晶体，分离的废水排入均质池10中，实现零排放。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种催化剂废水零排放处理装置，至少包括脱氨单元和制氨单元，其特征在于，所述制氨单元包括微纳米曝气池(14)、换热单元(18)和液氨罐(19)；所述微纳米曝气池(14)通过所述换热单元(18)与所述液氨罐(19)连接；

所述脱氨单元至少包括均质池(10)、反渗透单元(11)、减压塔(12)和生化处理单元(13)；所述均质池(10)通过所述反渗透单元(11)与所述减压塔(12)连接；所述生化处理单元(13)通过所述减压塔(12)与所述反渗透单元(11)连接；所述生化处理单元(13)与所述均质池(10)连接；

其中，所述微纳米曝气池(14)与所述均质池(10)通过第一风机连接，和/或所述微纳米曝气池(14)与所述减压塔(12)通过第二风机连接，和/或所述微纳米曝气池(14)与所述生化处理单元(13)通过第三风机连接，以使得所述脱氨单元和所述制氨单元连接。

2.如权利要求1所述的催化剂废水零排放处理装置，其特征在于，所述均质池(10)设置有用于测量来料废水pH的第一pH检测仪和/或用于测量所述来料废水温度的第一温度检测仪；和/或

所述均质池(10)设置有用于测量出料废水pH的第二pH检测仪和/或用于测量所述出料废水的第二温度检测仪。

3.如权利要求2所述的催化剂废水零排放处理装置，其特征在于，所述均质池(10)设置有至少一层以沸石为基底的填料层；所述均质池(10)设置有与曝气机连接的开设若干通孔的曝气管。

4.如权利要求2所述的催化剂废水零排放处理装置，其特征在于，所述生化处理单元(13)是设置有第三pH检测仪、第三温度检测仪和/或氧气浓度检测仪的包括活性污泥的好氧曝气池。

5.如权利要求4所述的催化剂废水零排放处理装置，其特征在于，所述减压塔(12)至少具有一个沿所述减压塔(12)轴向排列的设置有若干通孔的曝气板(126)，所述曝气板(126)以可拆卸的方式连接于所述减压塔(12)的塔体(128)内壁；

所述减压塔(12)通过真空管(127)与真空装置(125)连接。

6.如权利要求5所述的催化剂废水零排放处理装置，其特征在于，所述微纳米曝气池(14)设置有空气吸入管；

所述空气吸入管的一端连接所述微纳米曝气池(14)的气泡反应池，所述空气吸入管的另一端连接微纳米气泡机，以使得所述微纳米曝气池(14)与所述微纳米气泡机连接。

7.如权利要求6所述的催化剂废水零排放处理装置，其特征在于，所述装置还包括制盐单元(20)；所述制盐单元(20)包括电驱浓缩单元、盐分离单元和收集单元；其中，

所述电驱浓缩单元通过浓水箱(17)分别与所述反渗透单元(11)和/或所述生化处理单元(13)连接，

所述盐分离单元通过所述电驱浓缩单元与所述浓水箱(17)连接，所述收集单元与所述盐分离单元连接；所述盐分离单元与所述均质池(10)连接。

8.如权利要求7所述的催化剂废水零排放处理装置，其特征在于，所述均质池(10)还与包括了序批式沉淀池和/或污泥回收池的预处理单元(16)连接；

其中，所述均质池(10)的废料进口与所述序批式沉淀池的出料废口通过管道连接；所述序批式沉淀池包括至少一个预沉淀池，所述至少一个预沉淀池以串联和/或并联的形式连接。

9.如权利要求8所述的催化剂废水零排放处理装置，其特征在于，所述污泥回收池包括污泥浓缩池、脱水离心机和/或污泥池；所述污泥浓缩池、所述脱水离心机和/或所述污泥池依次串联连接；所述污泥浓缩池与所述序批式沉淀池通过污泥泵连接。

10.如权利要求9所述的催化剂废水零排放处理装置，其特征在于，所述减压塔(12)还包括与所述塔体(128)上端连接的上封头、与所述塔体(128)下端连接的下封头、与所述下封头连接的裙座(123)、与所述上封头连接的吊耳和开设于所述塔体(128)侧壁的人孔(129)。