CN215798835U - 一种高氨氮废水处理及资源化回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高氨氮废水处理及资源化回收系统，包括废水预处理单元、膜吸收塔、蒸发塔、分离单元和冷凝单元；废水预处理单元用于将废水预处理后送至膜吸收塔内；膜吸收塔内装载有硫酸吸收液，硫酸吸收液用于吸收废水中的氨氮形成硫酸铵液体；蒸发塔设有气体输出管路、液体输出管路和加碱管路，气体输出管路与冷凝单元的输入端连接导通，液体输出管路与分离单元的输入端连接导通；分离单元用于接收蒸发塔加热硫酸铵液体形成的硫酸铵盐结晶，并分离获得硫酸铵盐；冷凝单元用于接收蒸发塔对硫酸铵液体加碱形成的氨气，并冷凝获得氨水；即通过不同的形式实现氨氮回收，切实解决了现有技术难以实现氨氮高效回收的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理的技术领域，特别涉及一种高氨氮废水处理及资源化回收系统。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，现代化与城镇化建设迅速，城镇污水厂、大规模养殖场、各类工厂增多。与此同时，污泥厌氧消化沼液、禽畜废水、工业废水等高氨氮废水的产生量也越来越多。高氨氮废水易造成水体富营养化，伴有臭味，对水环境和居住环境卫生有重要影响。因此高氨氮废水的处理十分重要。
常规的污水处理方法(如活性污泥法等)无法有效处理高氨氮废水，水中的氨氮资源通过硝化反应和反硝化反应被转变为氮气进入大气而无法被回收。折点氯化法和吹脱法等常规物化脱氮技术处理高氨氮废水在技术经济上仍存在不少问题。当废水中有机物含量较高时，折点氯化法会大大增加出水对生物致突、致畸的潜在危害性。吹脱法产生的气体可能造成二次污染，低温时氨氮去除效率低。
为此急需一种技术方案，以解决现有技术难以实现氨氮高效回收的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高氨氮废水处理及资源化回收系统，以解决现有技术难以实现氨氮高效回收的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高氨氮废水处理及资源化回收系统，包括废水预处理单元、膜吸收塔、蒸发塔、分离单元和冷凝单元；所述废水预处理单元与所述膜吸收塔的输入端连接导通，所述废水预处理单元用于将废水预处理后送至所述膜吸收塔内；所述膜吸收塔的输出端与所述蒸发塔的输入端连接导通，所述膜吸收塔内装载有硫酸吸收液，所述硫酸吸收液用于吸收废水中的氨氮形成硫酸铵液体；所述蒸发塔设有气体输出管路、液体输出管路和加碱管路，所述气体输出管路与所述冷凝单元的输入端连接导通，所述液体输出管路与所述分离单元的输入端连接导通，所述液体输出管路上设有第一阀门，所述加碱管路上设有第二阀门；所述分离单元用于接收所述蒸发塔加热所述硫酸铵液体形成的硫酸铵盐结晶，并分离获得硫酸铵盐；所述冷凝单元用于接收所述蒸发塔对所述硫酸铵液体加碱形成的氨气，并冷凝获得氨水。
在其中一个实施例中，所述高氨氮废水处理及资源化回收系统还包括换热器，所述废水预处理单元经所述换热器换热后与所述膜吸收塔的输入端连接导通，所述气体输出管路经所述换热器换热后与所述冷凝单元连接导通。
在其中一个实施例中，所述膜吸收塔为多个，多个所述膜吸收塔依次串联连接导通。
在其中一个实施例中，所述高氨氮废水处理及资源化回收系统还包括液料预升温单元，所述液料预升温单元包括多个换热器，多个所述换热器分别与多个所述膜吸收塔的输入端连接导通；所述废水预处理单元经所述换热器换热后与所述膜吸收塔的输入端连接导通；所述气体输出管路经多个所述换热器换热后与所述冷凝单元连接导通。
在其中一个实施例中，所述废水预处理单元包括沉淀池、过滤池和pH调节池，所述沉淀池的输出端与所述过滤池的输入端连接导通，所述过滤池的输出端与所述pH调节池的输入端连接导通，所述pH调节池的输出端与所述膜吸收塔的输入端连接导通。
在其中一个实施例中，所述pH调节池为管道结构，所述pH调节池用于在所述废水流动的状态下调节pH。
在其中一个实施例中，所述膜吸收塔内设有疏水性微孔膜，所述废水和所述硫酸吸收液分别收容于所述疏水性微孔膜的两侧。
在其中一个实施例中，所述高氨氮废水处理及资源化回收系统还包括吸收液循环单元，所述膜吸收塔的输出端与所述吸收液循环单元的输入端连接导通，所述吸收液循环单元的加液端与所述膜吸收塔的所述硫酸吸收液收容空间连接导通，所述吸收液循环单元的输出端与所述蒸发塔连接导通；所述吸收液循环单元用于检测所述硫酸铵液体中的硫酸铵浓度；在所述硫酸铵浓度低于预设值时，所述吸收液循环单元用于向所述膜吸收塔内添加所述硫酸吸收液；在所述硫酸铵浓度达到预设值时，所述吸收液循环单元用于将所述硫酸铵液体送至所述蒸发塔。
在其中一个实施例中，所述分离单元包括离心装置和干燥装置，所述离心装置的输入端与所述液体输出管路连接导通，所述离心装置的输出端与所述干燥装置的输入端连接导通。
在其中一个实施例中，所述分离单元还包括母液循环装置，所述母液循环装置的输入端与所述离心装置内部连接导通，所述母液循环装置与所述离心装置连接的通路上设有第三阀门，所述母液循环装置的输出端与所述蒸发塔内部连接导通，所述母液循环装置用于回收所述离心装置内的液体送至所述蒸发塔。
本实用新型的有益效果如下：
由于所述分离单元用于接收所述蒸发塔加热所述硫酸铵液体形成的硫酸铵盐结晶，并分离获得硫酸铵盐，所述冷凝单元用于接收所述蒸发塔对所述硫酸铵液体加碱形成的氨气，并冷凝获得氨水，所以此方案能够通过不同的形式实现氨氮回收，大大提高了氨氮的回收率，切实解决了现有技术难以实现氨氮高效回收的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是本实用新型高氨氮废水处理及资源化回收系统第一个提供的结构示意图；
图2是本实用新型高氨氮废水处理及资源化回收系统第二个提供的结构示意图；
图3是图2的局部细化结构示意图。
附图标记如下：
10、废水预处理单元；11、沉淀池；12、过滤池；13、pH调节池；
20、膜吸收塔；
30、蒸发塔；31、气体输出管路；32、液体输出管路；33、加碱管路；
40、分离单元；41、离心装置；42、干燥装置；43、母液循环装置；
50、冷凝单元；
61、第一阀门；62、第二阀门；63、第三阀门；64、第四阀门；65、第五阀门；
70、吸收液循环单元；
80、液料预升温单元；81、换热器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实用新型提供了一种高氨氮废水处理及资源化回收系统，其第一个实施例如图1所示，包括废水预处理单元10、膜吸收塔20、蒸发塔30、分离单元40 和冷凝单元50；废水预处理单元10与膜吸收塔20的输入端连接导通，废水预处理单元10用于将废水预处理后送至膜吸收塔20内；膜吸收塔20的输出端与蒸发塔30的输入端连接导通，膜吸收塔20内装载有硫酸吸收液，硫酸吸收液用于吸收废水中的氨氮形成硫酸铵液体；蒸发塔30设有气体输出管路31、液体输出管路32和加碱管路33，气体输出管路31与冷凝单元50的输入端连接导通，液体输出管路32与分离单元40的输入端连接导通，液体输出管路32上设有第一阀门61，加碱管路33上设有第二阀门62；分离单元40用于接收蒸发塔30 加热硫酸铵液体形成的硫酸铵盐结晶，并分离获得硫酸铵盐；冷凝单元50用于接收蒸发塔30对硫酸铵液体加碱形成的氨气，并冷凝获得氨水。
在进行应用时，废水预处理单元10会对废水进行预处理，譬如此实施例优选设置废水预处理单元10包括沉淀池11、过滤池12和pH调节池13，沉淀池11 的输出端与过滤池12的输入端连接导通，过滤池12的输出端与pH调节池13 的输入端连接导通，pH调节池13的输出端与膜吸收塔20的输入端连接导通。
所以废水会先进入沉淀池11进行沉淀，实现杂质的沉淀，然后在废水经过过滤池12进行过滤后，则实现了废水杂质的二次消除，大幅降低了SS值 (Suspended Substance，即水质中的悬浮物)，最后经pH调节池13调节至合适的pH值，如加碱使得废水的pH值到达11.0，从而使得废水中的NH4 +转变为挥发性NH3，并且此实施例还优选设置pH调节池13为管道结构，pH调节池13 用于在废水流动的状态下调节pH，以使得加碱后的废水迅速运送至膜吸收塔20 以减少氨的挥发。
在此实施例中，膜吸收塔20内设有疏水性微孔膜，废水和硫酸吸收液分别收容于疏水性微孔膜的两侧，所以氨氮废水与硫酸吸收液用疏水性微孔膜分隔于膜两侧，通过加碱调节，废水中大部分NH4 +转变为NH3，废水中的NH3在膜两侧浓度差的推动下，在废水-疏水性微孔膜界面汽化挥发成气态的NH3，并沿疏水性微孔膜的微孔扩散到膜的另一侧，在硫酸吸收液与疏水性微孔膜界面上反应生成(NH4)2SO4的硫酸铵液体。
而且此实施例的高氨氮废水处理及资源化回收系统还包括吸收液循环单元 70，膜吸收塔20的输出端与吸收液循环单元70的输入端连接导通，吸收液循环单元70的加液端与膜吸收塔20的硫酸吸收液收容空间连接导通，吸收液循环单元70的输出端与蒸发塔30连接导通；吸收液循环单元70用于检测硫酸铵液体中的硫酸铵浓度；在硫酸铵浓度低于预设值时，吸收液循环单元70用于向膜吸收塔20内添加硫酸吸收液；在硫酸铵浓度达到预设值时，吸收液循环单元 70用于将硫酸铵液体送至蒸发塔30。
所以吸收液循环单元70在线测定硫酸吸收液的pH值和硫酸铵浓度，实时数据反馈给自动控制系统，当硫酸铵浓度较低时，控制吸收液循环单元70向吸收液中加入硫酸，使硫酸吸收液的pH下降至初始值，硫酸吸收液继续进入膜吸收塔20进行传质，当硫酸铵浓度达到一定值后，控制相关阀门打开以进入氨氮回收环节。
在硫酸铵液体送至蒸发塔30后，若需要回收硫酸铵盐，将打开第一阀门61 和关闭第二阀门62，然后蒸发塔30对硫酸铵液体加热实现浓缩，使硫酸铵盐结晶析出，浓缩后的固液混合物进行分离单元40以获得硫酸铵盐。
其中，此实施例的分离单元40包括离心装置41和干燥装置42，离心装置41 的输入端与液体输出管路32连接导通，离心装置41的输出端与干燥装置42的输入端连接导通。
即离心装置41能够对实现固液分离，以便将含水量更低的硫酸铵盐结晶送至干燥装置42，以便干燥装置42对硫酸铵盐结晶加热获得硫酸铵盐。
而且此实施例的分离单元40还包括母液循环装置43，母液循环装置43的输入端与离心装置41内部连接导通，母液循环装置43与离心装置41连接的通路上设有第三阀门63，母液循环装置43的输出端与蒸发塔30内部连接导通，母液循环装置43用于回收离心装置41内的液体送至蒸发塔30。
所以在经离心装置41分离获得的液体会重新送至蒸发塔30，以便加热蒸发获得硫酸铵盐结晶，从而提高了蒸发塔30内的硫酸铵浓度。
若需要进行氨水回收，则关闭第一阀门61和第三阀门63，打开第二阀门 62，以便在蒸发塔30内进行加碱操作，如添加氢氧化钠等，从而使得蒸发塔30 内形成大量高温氨气经气体输出管路31送至冷凝单元50进行冷凝，以此形成氨水输出。
其中，此实施例的高氨氮废水处理及资源化回收系统还包括换热器81，废水预处理单元10经换热器81换热后与膜吸收塔20的输入端连接导通，气体输出管路31经换热器81换热后与冷凝单元50连接导通。
所以蒸发塔30产生的氨气会将热量送至换热器81，换热器81再将此热量送至经预处理完毕的废水，能够加快废水中NH4 +转变为NH3，从而实现氨气的降温冷凝、以及废水的预升温，实现热能的有效利用，减少能源浪费。
另外，此实施例的冷凝单元50包括第四阀门64和第五阀门65，第四阀门64 的打开用于排放氨水，第五阀门65的打开用于排放则可用于进行清洗操作。
高氨氮废水处理及资源化回收系统的第二个实施例如图2和图3所示，其与第一个实施例基本一致，区别在于，膜吸收塔20为多个，多个膜吸收塔20 依次串联连接导通。
在增设多个膜吸收塔20后，则可加强对废水的处理，譬如此实施例设置了膜吸收塔20为两个，且高氨氮废水处理及资源化回收系统还包括液料预升温单元80，液料预升温单元80包括多个换热器81，多个换热器81分别与多个膜吸收塔20的输入端连接导通；废水预处理单元10经换热器81换热后与膜吸收塔20 的输入端连接导通；气体输出管路31经多个换热器81换热后与冷凝单元50连接导通。
所以废水均是经过换热实现预热后送至膜吸收塔20内，确保反应的高效率进行，而蒸发塔30产生的高温氨气会途径各个换热器81，也确保了对热能的充分利用。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种高氨氮废水处理及资源化回收系统，其特征在于，
包括废水预处理单元、膜吸收塔、蒸发塔、分离单元和冷凝单元；
所述废水预处理单元与所述膜吸收塔的输入端连接导通，所述废水预处理单元用于将废水预处理后送至所述膜吸收塔内；
所述膜吸收塔的输出端与所述蒸发塔的输入端连接导通，所述膜吸收塔内装载有硫酸吸收液，所述硫酸吸收液用于吸收废水中的氨氮形成硫酸铵液体；
所述蒸发塔设有气体输出管路、液体输出管路和加碱管路，所述气体输出管路与所述冷凝单元的输入端连接导通，所述液体输出管路与所述分离单元的输入端连接导通，所述液体输出管路上设有第一阀门，所述加碱管路上设有第二阀门；
所述分离单元用于接收所述蒸发塔加热所述硫酸铵液体形成的硫酸铵盐结晶，并分离获得硫酸铵盐；
所述冷凝单元用于接收所述蒸发塔对所述硫酸铵液体加碱形成的氨气，并冷凝获得氨水。
2.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理及资源化回收系统，其特征在于，所述高氨氮废水处理及资源化回收系统还包括换热器，所述废水预处理单元经所述换热器换热后与所述膜吸收塔的输入端连接导通，所述气体输出管路经所述换热器换热后与所述冷凝单元连接导通。
3.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理及资源化回收系统，其特征在于，所述膜吸收塔为多个，多个所述膜吸收塔依次串联连接导通。
4.根据权利要求3所述的高氨氮废水处理及资源化回收系统，其特征在于，
所述高氨氮废水处理及资源化回收系统还包括液料预升温单元，所述液料预升温单元包括多个换热器，多个所述换热器分别与多个所述膜吸收塔的输入端连接导通；
所述废水预处理单元经所述换热器换热后与所述膜吸收塔的输入端连接导通；
所述气体输出管路经多个所述换热器换热后与所述冷凝单元连接导通。
5.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理及资源化回收系统，其特征在于，所述废水预处理单元包括沉淀池、过滤池和pH调节池，所述沉淀池的输出端与所述过滤池的输入端连接导通，所述过滤池的输出端与所述pH调节池的输入端连接导通，所述pH调节池的输出端与所述膜吸收塔的输入端连接导通。
6.根据权利要求5所述的高氨氮废水处理及资源化回收系统，其特征在于，所述pH调节池为管道结构，所述pH调节池用于在所述废水流动的状态下调节pH。
7.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理及资源化回收系统，其特征在于，所述膜吸收塔内设有疏水性微孔膜，所述废水和所述硫酸吸收液分别收容于所述疏水性微孔膜的两侧。
8.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理及资源化回收系统，其特征在于，
所述高氨氮废水处理及资源化回收系统还包括吸收液循环单元，所述膜吸收塔的输出端与所述吸收液循环单元的输入端连接导通，所述吸收液循环单元的加液端与所述膜吸收塔的所述硫酸吸收液收容空间连接导通，所述吸收液循环单元的输出端与所述蒸发塔连接导通；
所述吸收液循环单元用于检测所述硫酸铵液体中的硫酸铵浓度；在所述硫酸铵浓度低于预设值时，所述吸收液循环单元用于向所述膜吸收塔内添加所述硫酸吸收液；在所述硫酸铵浓度达到预设值时，所述吸收液循环单元用于将所述硫酸铵液体送至所述蒸发塔。
9.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理及资源化回收系统，其特征在于，所述分离单元包括离心装置和干燥装置，所述离心装置的输入端与所述液体输出管路连接导通，所述离心装置的输出端与所述干燥装置的输入端连接导通。
10.根据权利要求9所述的高氨氮废水处理及资源化回收系统，其特征在于，所述分离单元还包括母液循环装置，所述母液循环装置的输入端与所述离心装置内部连接导通，所述母液循环装置与所述离心装置连接的通路上设有第三阀门，所述母液循环装置的输出端与所述蒸发塔内部连接导通，所述母液循环装置用于回收所述离心装置内的液体送至所述蒸发塔。
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|---|---|---|---|
| CN202023274442.5U CN215798835U (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种高氨氮废水处理及资源化回收系统 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112645496A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-13 | 中山大学 | 一种高氨氮废水处理及资源化回收系统 |
| CN115259331A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-01 | 中国科学院生态环境研究中心 | 用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统 |
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2020
- 2020-12-30 CN CN202023274442.5U patent/CN215798835U/zh active Active
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| CN115259331A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-01 | 中国科学院生态环境研究中心 | 用于废水脱氨的膜接触反应器及处理系统 |
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