CN210885618U

CN210885618U - 一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置

Info

Publication number: CN210885618U
Application number: CN201921638758.2U
Authority: CN
Inventors: 陈国辉; 王敏; 洪清纯
Original assignee: Guangzhou Yuekang Environmental Engineering Co ltd
Current assignee: Guangdong yuekang environmental protection Co.,Ltd.
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2029-09-27

Abstract

一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，包括预处理系统、中空纤维膜接触器和氨回收系统，预处理系统对废水进行预处理去除影响后续处理的污染物，中空纤维膜为聚偏氟乙烯膜，中空纤维膜接触器的出水口分别连接排水口和预处理系统，未达标废水排至预处理系统进行多次循环处理，达标排至排水口，废水出口设置有第一取样阀，并与在线检测装置和控制器依次相连以控制废水的走向，膜组件上设置有挡流板，预处理系统中设置有自动调节pH装置。本实用新型有效地解决了膜易堵塞的问题，提高了脱气膜组件的使用寿命，使氨氮处理效率及无机氨回收效率得到保证，提高高浓度氨氮废水的治理效果，同时设备一体化，大大降低成本及占地面积。

Description

一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置。

背景技术

气态膜技术把传统的解吸塔和吸收塔微观上合二为一，同时克服了雾沫夹带、沟流、壁流、死角、液泛、返混等缺点，并具有传质推动力大、传质面积大、能耗低等优点，可用于水溶液中挥发性反应性溶质如NH₃、CO₂、SO₂、H₂S、Cl₂、Br₂、HCN、胺、苯酚等的脱除、回收、富集和纯化。疏水性微孔膜能将气液两相隔开，从而利用膜孔可实现气、液两相间的传质。现用于工业氨处理膜吸收的材料主要有聚丙烯(PP)膜、聚四氟乙烯(PTFE)膜等，少数使用聚偏氟乙烯(PVDF)膜。其中，PTFE采用拉伸法制备，存在孔隙率低、孔径大小及分布不易被控制的弱点；PP抗氧化能力差，不利于设备的长期使用；而PVDF通常使用相转化法制得，具有耐高温、耐老化、化学稳定性极好和室温不受酸、碱及氧化剂腐蚀等优点。

目前在工业氨废水处理中一体化设备主要集中于使用生物法为核心方法，如现有技术201820659037.9(一种有机高氨氮废水处理一体化设备)及201520624276.7(有机高氨氮废水处理一体化设备)，该类设备通过微生物的氨化作用、硝化作用及反硝化作用等，将污水中的有机氨氮转化为易挥发的氮气(N₂)，从而达到去除氨氮的目的，这些设备均能在处理氨氮上取得一定成效，但是忽略了无机氨的回收，不能达到资源再利用的目的。其次，目前少数已存在的膜处理一体化设备中，吸收膜一般都易结垢堵塞从而使膜污染，只适用于中低浓度氨氮废水的处理，在影响氨氮废水处理效率的同时，也增加了投资成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种膜通量高、抗污染性能好、可处理高浓度氨氮废水的基于聚偏氟乙烯膜(PVDF)的脱氨及氨回收一体化装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，包括预处理系统、中空纤维膜接触器和氨回收系统，所述预处理系统用于对废水进行预处理，所述中空纤维膜接触器通过管道与所述预处理系统的末端相连，用于对预处理后的废水进行脱氨，所述氨回收系统通过管道与所述中空纤维膜接触器相连，用于回收脱除的氨。预处理工艺主要采用化学方法(反应试剂)和物理方法(过滤)。

所述中空纤维膜接触器包括壳体、聚偏氟乙烯膜、集水管、进水口、出水口、吸收液入口和吸收液出口，所述聚偏氟乙烯膜和集水管设置在所述壳体内，所述进水口和出水口分别设置在所述壳体的顶部和底部并分别与所述集水管相连，废水走壳程，所述吸收液入口和吸收液出口分别设置在所述壳体下部的一侧和壳体上部的一侧，所述吸收液走管程；所述出水口通过管道分别与排水口和所述预处理系统相连，未达标废水排至所述预处理系统进行多次循环处理，达标排至所述排水口，废水出口与预处理箱之间的管道上还设置有第一取样阀，用于取样检测。

所述氨回收系统包括吸收液储存罐和吸收液回收罐，所述吸收液储存罐与所述吸收液入口通过管道相连，所述吸收液回收罐与所述吸收液出口通过管道相连。

进一步改进的技术方案是，还包括控制器和在线检测装置，所述第一取样阀与所述在线检测装置相连，所述控制器分别与所述排水口的阀门、第一取样阀和在线检测装置电连接，用于根据设定时间打开第一取样阀取样检测，并根据在线检测装置传输的数据决定是否打开排水口的阀门排水。当检测数据未到预设值(达标)时，废水继续回流至预处理箱，当检测数据达到预设值(达标)时，打开排水口阀门进行达标排放。在线检测装置可为在线氨氮分析仪、氨氮在线传感器等。

进一步改进的技术方案是，所述预处理系统包括预处理箱、pH调节装置和废水储罐，所述预处理箱、废水储罐和中空纤维膜接触器通过管道依次相连，所述pH调节装置包括pH调节剂加入口，所述pH调节剂加入口设置于所述预处理箱与废水储罐之间的管道上，用于往废水中加入pH调节剂以调节其pH值。所述废水储罐用于储存经预处理及调节pH值后的废水。

进一步改进的技术方案是，所述pH调节装置还包括在线pH监测仪、pH控制器和pH调节阀，所述pH调节阀设置在pH调节剂加入口上，所述在线pH监测仪的取样口设置于所述预处理箱与废水储罐之间且位于pH调节剂加入口的后端，在线pH监测仪、pH调节阀分别与所述pH控制器电连接，pH控制器根据在线pH监测仪传输的实时pH值控制pH调节阀加入pH调节剂的种类和加入量。当pH>11时，添加36％工业盐酸降低pH值；当pH<11时，添加1mol/L氢氧化钠(NaOH)溶液升高pH值，使pH维持稳定在11左右。

进一步改进的技术方案是，所述预处理箱中设置有依次相连的絮凝沉淀池和换热装置，使废水依次经过絮凝、沉淀、加热等预处理，去除废水中的悬浮物等影响后续处理的污染物。

进一步改进的技术方案是，为了提高废水在中空纤维膜接触器中的停留时间以与聚偏氟乙烯膜充分接触进行气液交换，所述中空纤维膜接触器的中心还设置有挡水板，所述聚偏氟乙烯膜设置在所述挡水板的周围，所述挡水板包括主轴和挡水条，所述主轴的轴心平行于所述聚偏氟乙烯膜的轴心，所述挡水条间隔且错位分布在所述主轴上。挡水板上间隔错位分布的挡水条可使废水进入壳体后产生一定的紊流，在聚偏氟乙烯膜束中径向流动，提高与膜束接触的几率，提高脱氨的效率。

进一步改进的技术方案是，所述吸收液储存罐中的吸收液为硫酸或硼酸。

进一步改进的技术方案是，所述预处理系统与中空纤维膜接触器之间的管道上依次设置有第一泵、第一调节阀和第一流量计，分别用于废水泵送、流量调节和流量计量。通过第一调节阀和第一流量计控制进入中空纤维膜接触器中废水的流量。所述吸收液储存罐与所述吸收液入口之间的管道上依次设置有第二泵、第二调节阀和第二流量计，分别用于吸收液的泵送、流量调节和流量计量，调节吸收液进入的流量。

进一步改进的技术方案是，所述吸收液回收罐与所述吸收液出口之间的管道上还设置有第二取样阀，用于取样检测回收液的成份及含量。

进一步改进的技术方案是，所述一体化装置整体外壳为横向的圆柱形，预处理系统、中空纤维膜接触器和氨回收系统设置在圆柱形内部，圆柱形上设置有管口和接线口。

本实用新型的工作过程为：含氨废水首先经过预处理箱，经絮凝、沉淀及加热等预处理，再经调节pH后进入废水储罐，再由泵从废水储罐打入中空纤维膜接触器的壳体内，废水中包括氨氮的挥发性物质在流经的过程中挥发，透过中空纤维膜，被流经中空纤维膜内腔中的吸收液吸收，吸收液从吸收液入口进入，流经中空纤维膜内腔，在内腔中往吸收液出口与含氨废水反向流动，以充分吸收挥发性气体，废水经集水管集中由出水口流出，如果废水达标经排水口排放，如果仍不达标，回流至预处理箱，再次进行循环处理，直到废水中挥发性物质含量降到预定要求为止。吸收液由泵从吸收液储罐中打入中空纤维膜接触器中，由吸收液出口流至吸收液回收罐中。

本实用新型采用改性超疏水聚偏氟乙烯膜作为过滤膜，有效地解决了膜易堵塞的问题，同时由于该膜具有耐高温、化学稳定性极好和室温不受酸、碱及氧化剂腐蚀等优点，可以增强脱气膜组件的使用寿命，降低维护成本；通过在线检测pH值和氨氮含量，并通过控制器设置最佳处理参数(pH值、温度、排放标准等)以控制预处理废水的pH值及排出废水的走向，使氨氮处理效率及无机氨回收效率得到保证，提高高浓度氨氮废水的治理效果；中空纤维膜接触器中间设置挡流板，挡流板上设置挡流条，延长废水在接触器中的接触时间，增加与纤维膜束的接触时间，提高脱氨效率；同时将预处理、氨氮处理、无机氮回收置于一体，除同时达到脱氨和回收目的外，还能大大降低成本及设备占地面积；通过模块化设计，可使设备在移动和扩容方面具有较大的优势。本实用新型可处理高浓度氨氮废水，使出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准要求，并使吸收的氨氮达到最大化的资源化利用，无氨气泄漏及二次污染，并且能减少设备投入，降低企业生产成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的工艺流程及控制示意图。

图2为本实用新型实施例1中中空纤维膜接触器的结构示意图。

图3为本实用新型实施例1一体化装置的外观示意图。

图4为本实用新型实施例2中中空纤维膜接触器的结构示意图。

图5为本实用新型实施例2中中空纤维膜接触器中挡流板的结构示意图。

附图标记：1-预处理箱；2-废水储罐；3-在线pH监测仪；4-pH控制器；5-盐酸储罐；6-氢氧化钠储罐；7-第一pH调节阀；8-第二pH调节阀；9-中空纤维膜接触器；10-吸收液储存罐；11-吸收液回收罐；12-第一取样阀；13-排水口阀门；14-排水口；15-在线检测装置；16-控制器；17-第一泵；18-第一调节阀；19-第一流量计；20-第二泵；21-第二调节阀；22-第二流量计；23-第二取样阀；24-装置外壳；25-管口；26-接线口；27-控制面板；91-进水口；92-出水口；93-吸收液入口；94-吸收液出口；95-壳体；96-聚偏氟乙烯膜；97-集水管；98-挡流板；981-主轴；982-挡流条。

具体实施方式

实施例1

一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，如图1至图3所示，整个装置外壳24为横状圆柱形，为不锈钢材质，圆柱形内部设置有预处理系统、中空纤维膜接触器9、氨回收系统、控制器16和在线检测装置15，所述预处理系统用于对废水进行预处理，所述中空纤维膜接触器9通过管道与所述预处理系统的末端相连，用于对预处理后的废水进行脱氨，所述氨回收系统通过管道与所述中空纤维膜接触器9相连，用于回收脱除的氨。圆柱形的外部设置有用于废水和吸收液进出的管口25、用于电连接的接线口26以及控制面板27。

预处理工艺主要采用化学方法(反应试剂)和物理方法(过滤)。所述预处理系统包括预处理箱1、pH调节装置和废水储罐2，所述预处理箱1、废水储罐2和中空纤维膜接触器9通过管道依次相连，所述pH调节装置包括pH调节剂加入口，所述pH调节剂加入口设置于所述预处理箱1与废水储罐2之间的管道上，用于往废水中加入pH调节剂以调节其pH值。所述废水储罐2用于储存经预处理及调节pH值后的废水。

所述pH调节装置还包括在线pH监测仪3、pH控制器4和pH调节阀，所述pH调节阀设置在pH调节剂加入口上，所述在线pH监测仪3的取样口设置于所述预处理箱1与废水储罐2之间且位于pH调节剂加入口的后端，在线pH监测仪3、pH调节阀分别与所述pH控制器164电连接，pH控制器4根据在线pH监测仪3传输的实时pH值控制pH调节阀加入pH调节剂的种类和加入量。本实施例中，pH调节阀包括第一pH调节阀7和第二pH调节阀8，分别与盐酸储罐5和氢氧化钠储罐6相连，同时分别与pH控制器4相连，当pH>11时，控制打开第一pH调节阀7添加36％工业盐酸降低pH值；当pH<11时，控制打开第二pH调节阀添加1mol/L氢氧化钠(NaOH)溶液升高pH值，使pH维持稳定在11左右。

所述预处理箱1中设置有依次相连的絮凝沉淀池和换热装置，使废水依次经过絮凝、沉淀、加热等预处理，去除废水中的悬浮物等影响后续处理的污染物。

如图2，所述中空纤维膜接触器9包括壳体95、聚偏氟乙烯膜96、集水管97、进水口91、出水口92、吸收液入口93和吸收液出口94，所述聚偏氟乙烯膜96和集水管97设置在所述壳体95内，所述进水口91和出水口92分别设置在所述壳体95的顶部和底部并分别与所述集水管97相连，废水走壳程，所述吸收液入口93和吸收液出口94分别设置在所述壳体95下部的一侧和壳体95上部的一侧，所述吸收液走管程；所述出水口92通过管道分别与排水口20和所述预处理系统相连，未达标废水排至所述预处理系统进行多次循环处理，达标排至所述排水口20，废水出口与预处理箱1之间的管道上还设置有第一取样阀12，用于取样检测。

所述第一取样阀12与所述在线检测装置15相连，所述控制器16分别与所述排水口阀门13、第一取样阀12和在线检测装置15相连，用于根据设定时间打开第一取样阀12取样检测，并根据在线检测装置15传输的数据决定是否打开排水口阀门13排水。当检测数据未到预设值(达标)时，废水继续回流至预处理箱1，当检测数据达到预设值(达标)时，打开排水口阀门13进行达标排放。

所述预处理系统与中空纤维膜接触器9之间的管道上依次设置有第一泵17、第一调节阀18和第一流量计19，分别用于废水泵送、流量调节和流量计量。通过第一调节阀18和第一流量计19控制进入中空纤维膜接触器9中废水的流量。

所述氨回收系统包括吸收液储存罐10和吸收液回收罐11，所述吸收液储存罐10与所述吸收液入口93通过管道相连，所述吸收液回收罐11与所述吸收液出口94通过管道相连。所述吸收液储存罐10中的吸收液为硫酸或硼酸。所述吸收液储存罐10与所述吸收液入口93之间的管道上依次设置有第二泵20、第二调节阀21和第二流量计22，分别用于吸收液的泵送、流量调节和流量计量，调节吸收液进入的流量。所述吸收液回收罐11与所述吸收液出口94之间的管道上还设置有第二取样阀23，用于取样检测回收液的成份及含量。

本实用新型的工作过程为：含氨废水首先经过预处理箱1，经絮凝、沉淀及加热等预处理，再经调节pH后进入废水储罐2，再由泵从废水储罐2打入中空纤维膜接触器9的壳体95内，废水中包括氨氮的挥发性物质在流经的过程中挥发，透过中空纤维膜，被流经中空纤维膜内腔中的吸收液吸收，吸收液从吸收液入口93进入，流经中空纤维膜内腔，在内腔中往吸收液出口94与含氨废水反向流动，以充分吸收挥发性气体，废水经集水管97集中由出水口92流出，如果废水达标经排水口排放，如果仍不达标，回流至预处理箱1，再次进行循环处理，直到废水中挥发性物质含量降到预定要求为止。吸收液由泵从吸收液储罐中打入中空纤维膜接触器9中，由吸收液出口94流至吸收液回收罐11中。

实施例2

其余与实施例相同，如图4、图5所示，除了为了提高废水在中空纤维膜接触器9中的停留时间以与聚偏氟乙烯膜96充分接触进行气液交换，所述中空纤维膜接触器9的中心还设置有挡水板98，所述聚偏氟乙烯膜96设置在所述挡水板98的周围，所述挡水板98包括主轴981和挡水条982，所述主轴981的轴心平行于所述聚偏氟乙烯膜96的轴心，所述挡水条982间隔且错位分布在所述主轴981上。挡水板98上间隔错位分布的挡水条982可使废水进入壳体后产生一定的紊流，在聚偏氟乙烯膜束中径向流动，提高与膜束接触的几率，提高脱氨的效率。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims

1.一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，其特征在于，包括预处理系统、中空纤维膜接触器和氨回收系统，所述预处理系统用于对废水进行预处理，所述中空纤维膜接触器通过管道与所述预处理系统的末端相连，用于对预处理后的废水进行脱氨，所述氨回收系统通过管道与所述中空纤维膜接触器相连，用于回收脱除的氨；

所述中空纤维膜接触器包括壳体、聚偏氟乙烯膜、集水管、进水口、出水口、吸收液入口和吸收液出口，所述聚偏氟乙烯膜和集水管设置在所述壳体内，所述进水口和出水口分别设置在所述壳体的顶部和底部并分别与所述集水管相连，废水走壳程，所述吸收液入口和吸收液出口分别设置在所述壳体下部的一侧和壳体上部的一侧，吸收液走管程；所述出水口通过管道分别与排水口和所述预处理系统相连，未达标废水排至所述预处理系统进行多次循环处理，达标排至所述排水口，废水出口与预处理箱之间的管道上还设置有第一取样阀，用于取样检测；

2.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，其特征在于，还包括控制器和在线检测装置，所述第一取样阀与所述在线检测装置相连，所述控制器分别与所述排水口的阀门、第一取样阀和在线检测装置电连接，用于根据设定时间打开第一取样阀取样检测，并根据在线检测装置传输的数据决定是否打开排水口的阀门排水。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，其特征在于，所述预处理系统包括预处理箱、pH调节装置和废水储罐，所述预处理箱、废水储罐和中空纤维膜接触器通过管道依次相连，所述pH调节装置包括pH调节剂加入口，所述pH调节剂加入口设置于所述预处理箱与废水储罐之间的管道上，用于往废水中加入pH调节剂以调节其pH值。

4.根据权利要求3所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，其特征在于，所述pH调节装置还包括在线pH监测仪、pH控制器和pH调节阀，所述pH调节阀设置在pH调节剂加入口上，所述在线pH监测仪的取样口设置于所述预处理箱与废水储罐之间且位于pH调节剂加入口的后端，在线pH监测仪、pH调节阀分别与所述pH控制器电连接以根据实时pH值调节pH调节剂的种类和加入量。

5.根据权利要求3所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，其特征在于，所述预处理箱中设置有依次相连的絮凝沉淀池和换热装置。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，其特征在于，所述中空纤维膜接触器的中心还设置有挡水板，所述聚偏氟乙烯膜设置在所述挡水板的周围，所述挡水板包括主轴和挡水条，所述主轴的轴心平行于所述聚偏氟乙烯膜的轴心，所述挡水条间隔且错位分布在所述主轴上。

7.根据权利要求1或2所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，其特征在于，所述吸收液储存罐中的吸收液为硫酸或硼酸。

8.根据权利要求1或2所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，其特征在于，所述预处理系统与中空纤维膜接触器之间的管道上依次设置有第一泵、第一调节阀和第一流量计，分别用于废水泵送、流量调节和流量计量；所述吸收液储存罐与所述吸收液入口之间的管道上依次设置有第二泵、第二调节阀和第二流量计，分别用于吸收液的泵送、流量调节和流量计量。

9.根据权利要求1或2所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，其特征在于，所述吸收液回收罐与所述吸收液出口之间的管道上还设置有第二取样阀，用于取样检测回收液的成份。

10.根据权利要求1或2所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的脱氨及氨回收一体化装置，其特征在于，所述一体化装置整体外壳为横向的圆柱形，预处理系统、中空纤维膜接触器和氨回收系统设置在圆柱形内部，圆柱形上设置有管口和接线口。