CN214735128U - 一种氨氮废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氨氮废水处理系统，涉及氨氮废水处理领域，该氨氮废水处理系统包括：原水箱、高压进水泵、高离散布水器、一级吹脱塔、二级吹脱塔、填料层、离心风机、出水箱、氨气吸收塔以及除沫器。本实用新型通过两级同体串联方式，一级吹脱塔内形成高离散雾气分子，利于将氨气雾化，通过外供空气将分离出的氨气沿塔器长度方向带出，脱氮效率可达80％‑90％，一级塔体未分离少量含氨溶液在塔体积水盘中汇集，通过自回流管道进入到二级吹脱塔中，通过布水管进行二次布水分离，形成细小液滴，之后在二级吹脱塔中，通过填料的破碎作用，将细小液滴进行二次切割，与外供空气进行气液交换，将氨分子从液相中分离出来，二级脱氮效率可达70％‑80％。

Description

一种氨氮废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及氨氮废水处理领域，尤其涉及一种氨氮废水处理系统。

背景技术

目前，随着社会发展，水资源的短缺、环境的污染问题已经越来越严重，污水、废水的处理便显得尤为重要。在废水处理中，有些废水中含有较高浓度的氨氮，氨氮容易引起水体富营养化，水体水质的恶化。目前去除废水中氨氮的方法比较多，主要包括物理化学法和生物脱氮法。物理化学脱氮有折点氯化法、选择性离子交换法、空气吹脱法及蒸氨法。

上述这些方法均有其优缺点及技术适用范围的局限性，在污水处理领域应用成本太高，真正在工业上应用的主要有以下几种方法：(1)蒸氨气提法；(2)空气吹脱法；(3)生物脱氮法；(4)折点加氯法。

高浓度的氨氮废水具有流量小，浓度高的特点，通常采用蒸氨汽提方法进行处理，同时回收氨水。水中的氨氮，当pH值为中性时，氨氮主要以铵离子的形式存在；当pH值升高，平衡向右移动，氨氮主要以游离氨(NH3)的形式存在。因此需将废水pH值调节至12左右。

蒸氨汽提塔是基于游离氨与水分子相对挥发度的差异，通过在塔内进行数十次气液相平衡，将氨以分子氨的形式从水中分离，并以高纯浓氨水的形式进行回收利用，回收的氨水可变废为宝，抵消一部分运行费用，当氨氮浓度越高，水量较小时，采用蒸氨气提法经济性越强，因此在合成氨废水、光伏太阳能高浓度氨氮废水通常采用蒸氨汽提法进行处理。

低浓度氨氮废水主要是生活污水，具有浓度低流量大且污水中存在碳源，可生化性强的特点，氨氮浓度一般在50mg/L以下，常采用生物脱氮方法进行去除，实际处理效果和运行成本都能满足要求。当氨氮浓度逐步提高时，导致氨氮硝化成硝酸盐氮的需氧量逐渐增大，理论上去除1公斤氨氮需要4.73公斤氧气，而去除1公斤BOD5仅需要0.7-1.2公斤氧气，而氧气依靠鼓风机运行提供，因此需要更高的能耗，同时反硝化需要提供碳源，理论上氨氮：碳源＝1:4，因此采用生物法处理中等浓度氨氮废水需要额外提供碳源，综上所述运行成本将大幅提高，同时根据工程经及相关文献资料验，当氨氮浓度超过200mg/L时对污水中的微生物产生抑制作用，这将导致运行成本升高的同时，处理效果反而变差，达不到设计要求。

中高浓度氨氮废水主要来自于垃圾渗滤液，合成氨、石油化工、光伏太阳能等特定行业，具有中等浓度中等流量的特点。目前国内外尚无一种经济有效的方法、用蒸氨汽提法对于中等流量氨氮废水，蒸汽消耗量太大，氨水回收价值不高。

基于此，本实用新型提供一种高效的氨氮废水处理系统，通过采用高离散两级串联自回流技术去除废水中的氨氮，具有去除效率高，能耗低，占地面积省、维护使用方便的特点。

实用新型内容

为了克服现有技术中相关产品的不足，本实用新型提出一种氨氮废水处理系统，高离散两级串联自回流技术去除废水中的氨氮，具有去除效率高，能耗低，占地面积省、维护使用方便的特点。

本实用新型提供了一种氨氮废水处理系统，包括：原水箱、高压进水泵、高离散布水器、一级吹脱塔、二级吹脱塔、填料层、离心风机、出水箱、氨气吸收塔以及除沫器；所述氨气吸收塔、一级吹脱塔和二级吹脱塔由上至下垂直依次设置，所述原水箱通过所述高压进水泵与所述一级吹脱塔连通，所述一级吹脱塔内位于所述高压进水泵的进口处设置有高离散布水器，所述一级吹脱塔的底部设置有自回流管道，所述自回流管道的另一端连通所述二级吹脱塔的上端，所述二级吹脱塔的中部设置有填料层，所述二级吹脱塔的下端连接有离心风机，所述二级吹脱塔的底部连接有出水箱，所述氨气吸收塔的顶部设置有除沫器，所述除沫器与所述离心风机通过管道连通。

在本实用新型的某些实施方式中，所述二级吹脱塔内位于所述自回流管道的进口处设置有丰字形布水管。

在本实用新型的某些实施方式中，所述氨气吸收塔内喷液口处均设置有丰字形布水管。

在本实用新型的某些实施方式中，所述原水箱内通入的含氨溶液调节PH至11。

与现有技术相比，本实用新型有以下优点：

本实用新型通过两级同体串联方式，一级塔体未分离少量含氨溶液在塔体积水盘中汇集，之后通过自回流管道进入到二级吹脱塔中，通过布水管进行二次布水分离，形成细小液滴，之后在二级吹脱塔中，通过填料的破碎作用，将细小液滴进行二次切割，与外供空气进行气液交换，将氨分子从液相中分离出来，二级脱氮效率可达到70％-80％。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述氨氮废水处理系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、原水箱；2、高压进水泵；3、高离散布水器；4、一级吹脱塔；5、自回流管道；6、丰字形布水管；7、二级吹脱塔；8、填料层；9、离心风机；10、出水箱；11、氨气吸收塔；12、除沫器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本实用新型的较佳实施例。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

参阅图1所示，所述氨氮废水处理系统包括原水箱1、高压进水泵2、高离散布水器3、一级吹脱塔4、二级吹脱塔7、填料层8、离心风机9、出水箱10、氨气吸收塔11以及除沫器12；所述氨气吸收塔11、一级吹脱塔4和二级吹脱塔7由上至下垂直依次设置，所述原水箱1通过所述高压进水泵2与所述一级吹脱塔4连通，所述一级吹脱塔4内位于所述高压进水泵2的进口处设置有高离散布水器3，所述一级吹脱塔4的底部设置有自回流管道5，所述自回流管道5的另一端连通所述二级吹脱塔7的上端，所述二级吹脱塔7的中部设置有填料层8，所述二级吹脱塔7的下端连接有离心风机9，所述二级吹脱塔7的底部连接有出水箱10，所述氨气吸收塔11的顶部设置有除沫器12，所述除沫器12与所述离心风机9通过管道连通。

在本实用新型实施例中，所述二级吹脱塔7内位于所述自回流管道5的进口处以及所述氨气吸收塔11内喷液口(通入稀硫酸溶液)处均设置有丰字形布水管6，用以均匀布水形成液滴。

在本实用新型实施例中，通入含氨溶液并在原水箱1经过调节PH至11后，通过高压进水泵2提升进入到一级吹脱塔4中，在高离散布水器3的压力作用下，形成高离散雾气分子，增加气液接触面积，与离心风机9提供的外供空气在一级吹脱塔4进行充分接触将氨气沿塔器向上分离带出。少量未分离的含氨溶液汇集于积水盘内，通过加碱(如硫酸铵)再次适当调节PH维持PH在11，之后通过自回流管道5自流向下流入到丰字形布水管6内进行均匀布水形成液滴，通过填料层8破碎作用，将细小液滴进行二次切割，在二级吹脱塔7内与离心机提供的外供空气进行气液交换，将氨分子从液相中分离出来，经过两级吹脱后，废水中残留氨氮浓度极低，可满足排放及生化系统处理要求。

经吹脱后的氨气向上在氨气吸收塔11内与丰字形布水管6喷射的稀硫酸溶液进行混合，形成硫铵溶液回收利用，在吹脱塔顶部设置除沫器12防止微小液滴进入到管道内，含有热量的空气经离心风机9进口收集进行二次利用，充分利用空气余热，保持氨氮吹脱系统温度在一个稳定范围内。

实施例1：

在实验室通过小试装置模拟上述处理工艺，模拟配置氨氮浓度为5000mg/L的废水，加NaOH将溶液PH值调节至11，采用小型喷雾器喷嘴进行一级吹脱试验，采用

不锈钢管进行布水管试验，采用迷你型风机按照气水比3000:1进行模拟，在实验室自然环境中进行模拟实验，经过两级自回流处理后氨氮浓度为42mg/L，去除率为99.2％。

实施例2：

某生物质柴油高浓度含氨氮气化废水氨氮浓度2300mg/L，采用高离散两级串联自回流技术去除废水中氨氮，进水温度20℃，用NaOH将溶液PH值调节至11，用水泵扬程60m，流量10m3/h，功率为5.5kW，采用河北华强科技开发有限公司生产的高离散布水器3，离心风机9风量为30000m3/h，风压为2000Pa，功率为30kW，经过本技术进行处理后，氨氮浓度降为40mg/L，去除率为98.3％。相比常规两级吹脱工艺，减少一级水泵提升和一级外供压缩空气，处理效率提升50％，占地面积减少2/3，能耗降低80％。

本实用新型实施例所述氨氮废水处理系统相较于现有技术，具有以下优点：

1、氨氮吹脱塔第一级脱氨废水自流进入第二级吹脱系统，在重力作用下进行布水分离，通过填料层8的破碎作用，进行二次脱氮，仅通过增加塔体高度，而不额外增加占地面积和风机、水泵动能消耗，采用一级风机可以进行两级脱氮，能保证较好的脱氮效果，相比现今同类型两级氨氮吹脱塔有非常大的提升与改进，具体表现为脱氮效率提升50％，总体去除率可达到98％以上，占地面积减少2/3，能耗节约80％，效能提升显著；

具体来说，本实用新型高效氨氮吹脱塔并非将常规两级氨氮吹脱塔从立式改为卧式(卧式无法达到良好的气液接触面)，或者是简单竖向叠加，它涉及到空气动力学，对于塔体直径选择，一二级吹脱塔7之间过孔流速，离心风机9压力选择、气水比选取均有较高要求，该技术在工业废水处理领域对于项目占地、处理效果及能源消耗有较高要求的项目优势非常明显，颠覆了传统氨氮吹脱处理三大难题，可以进行广泛推广和应用；

2、氨氮吹脱塔第一级采用高离散布水器3，将原水调碱后进行加压雾化，便于在塔内形成高离散雾气分子，增加气液接触面积，通过外供空气将分离出的氨气沿塔器长度方向带出，可取得良好的脱氮效果，一级脱氮效率可以达到80％-90％；

3、本实用新型所使用的氨氮吹脱塔采用尾气回收方式，经两级吹脱与吸收之后的尾气，经过与含氨溶液及硫酸的充分接触换热，具有一定的温度，如直接排放将有可能对环境造成一定影响，同时浪费一定的热能，本实用新型将出口尾气通过管道进行回收，连接至风机进口端，经过两级吹脱、一级吸收后的带有温度的空气在塔体顶部可单独接管送至鼓风机进口进行二次利用余热，直接利用热空气与含氨溶液进行气液相接触，维持氨氮吹脱塔内温度的相对恒定，对于氨氮去除效率也有一定帮助，对于脱氮效率也有较好效果，同时无污染环境的风险，维护使用方便。

在上述实施例的基础上，本实用新型还提供了一种氨氮废水处理方法，包括如下步骤：

步骤1：将氨气吸收塔、一级吹脱塔和二级吹脱塔由上至下垂直依次设置，含氨溶液通入原水箱经过调节PH至11后，通过高压进水泵提升进入到一级吹脱塔中，在高离散布水器的压力作用下，形成高离散雾气分子，与离心风机提供的外供空气在一级吹脱塔进行充分接触将氨气沿塔器向上分离带出；

步骤2：少量未分离的含氨溶液汇集于积水盘内，通过加碱再次适当调节PH维持PH在11，之后通过自回流管道自流向下流入到丰字形布水管内进行均匀布水形成液滴；

步骤3：通过填料层破碎作用，将细小液滴进行二次切割，在二级吹脱塔内与离心机提供的外供空气进行气液交换，将氨分子从液相中分离出来，经过两级吹脱后，废水中残留氨氮浓度极低，可满足排放及生化系统处理要求。

在步骤3后，还包括：经吹脱后的氨气向上在氨气吸收塔内与丰字形布水管喷射的稀硫酸溶液进行混合，形成硫铵溶液回收利用，在吹脱塔顶部设置除沫器防止微小液滴进入到管道内，含有热量的空气经离心风机进口收集进行二次利用。

上述实施例所述的氨氮废水处理系统可执行本实用新型实施例所提供的氨氮废水处理方法，所述氨氮废水处理方法具备上述实施例所述氨氮废水处理系统相应的功能部件以及有益效果，具体请参阅上述氨氮废水处理系统的实施例，本实用新型实施例在此不再赘述。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。以上仅为本实用新型的实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种氨氮废水处理系统，其特征在于，包括：原水箱、高压进水泵、高离散布水器、一级吹脱塔、二级吹脱塔、填料层、离心风机、出水箱、氨气吸收塔以及除沫器；所述氨气吸收塔、一级吹脱塔和二级吹脱塔由上至下垂直依次设置，所述原水箱通过所述高压进水泵与所述一级吹脱塔连通，所述一级吹脱塔内位于所述高压进水泵的进口处设置有高离散布水器，所述一级吹脱塔的底部设置有自回流管道，所述自回流管道的另一端连通所述二级吹脱塔的上端，所述二级吹脱塔的中部设置有填料层，所述二级吹脱塔的下端连接有离心风机，所述二级吹脱塔的底部连接有出水箱，所述氨气吸收塔的顶部设置有除沫器，所述除沫器与所述离心风机通过管道连通。

2.根据权利要求1所述的氨氮废水处理系统，其特征在于：所述二级吹脱塔内位于所述自回流管道的进口处设置有丰字形布水管。

3.根据权利要求1所述的氨氮废水处理系统，其特征在于：所述氨气吸收塔内喷液口处均设置有丰字形布水管。

4.根据权利要求1所述的氨氮废水处理系统，其特征在于：所述原水箱内通入的含氨溶液调节PH至11。

Images