CN216711850U - 一种氟化铵废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种氟化铵废水处理装置，其能实现废水中氟离子与铵根离子的分离处理以及分离后氨氮的硝化处理，此装置能够节省占地和处理成本。其包括pH调节池、加热系统、汽提塔，汽提塔下部设有用于导入空气的进气口一，汽提塔的顶部出口一与硝化塔连接，硝化塔内设有大于一个的反应段，每个反应段依次上下设置，反应段由上至下依次包括气水分离层、硝化反应层和进气层，汽提塔的顶部出口一分别与进气层连接，每个气水分离层通过导气管连接至最上端的反应段的上方，硝化塔的顶部出口二与酸洗塔连接。

Description

一种氟化铵废水处理装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体为一种氟化铵废水处理装置。

背景技术

在电子芯片、半导体、光伏等生产工艺中会产生多种废水，其中包括水量占比较大的氟化铵废水。目前，高浓度的氟化铵废水一般采用氨气吹脱制备硫酸铵工艺或氨氮催化氧化触媒工艺，也有蒸发结晶的处理，低浓度的氟化铵废水排入废水生物处理系统进行处理，但氟化铵废水中氟离子对生物系统有毒害性，且容易与金属离子生成沉淀，直接处理较为困难。现有常用工艺存在以下缺点：（1）采用氨氮吹脱制备硫酸氨工艺处理氟化铵时，会产生大量硫酸铵废液，处理成本昂贵；（2）采用氨氮催化氧化触媒工艺，初设费用高昂，且占地空间大，具有安全隐患；（3）采用生物系统处理工艺，对好氧池的容积需求巨大，且曝气成本高，产生的剩余污泥量大，也会导致处理成本增加。

实用新型内容

针对传统氟化铵处理占地大、成本高的问题，本实用新型提供了一种氟化铵废水处理装置，其能实现废水中氟离子与铵根离子的分离处理以及氨氮的硝化处理，同时能够节省占地和处理成本。

其技术方案是这样的：一种氟化铵废水处理装置，其包括pH调节池、加热系统、汽提塔，汽提塔下部设有用于导入空气的进气口一，其特征在于：汽提塔的顶部出口一与硝化塔连接，硝化塔内设有大于一个的反应段，每个反应段依次上下设置，反应段由上至下依次包括气水分离层、硝化反应层和进气层，汽提塔的顶部出口一分别与进气层连接，每个气水分离层通过导气管连接至最上端的反应段的上方，硝化塔的顶部出口二与酸洗塔连接。

优选的，加热系统包括热回收装置和加热器，加热器与汽提塔上部的进口连接，热回收装置包括换热介质通道和废水通道，废水通道的进口与pH调节池连接，废水通道的出口与加热器连接，换热介质通道的进口与汽提塔底部的出口连接，换热介质通道的出口与氟化物反应器连接。

优选的，加热系统与汽提塔上部的喷淋装置一连接，汽提塔内设有填料段一。

优选的，最上端的反应段上方还设有喷淋装置二，喷淋装置二与营养液储槽连接用于向硝化反应层喷入营养液；硝化塔底部设有底部储槽一，底部储槽一通过泵与喷淋装置二连接，底部储槽一还与反硝化装置连接。

优选的，喷淋装置二下方设有除雾器一。

优选的，酸洗塔包括位于下部的进气段，进气段上方设有填料段二，填料段二上方安装有喷淋装置三，喷淋装置三与储酸槽连接；酸洗塔底部设有底部储槽二，底部储槽二通过泵与喷淋装置三连接，底部储槽二还与pH调节池连接。

优选的，喷淋装置三下方设有除雾器二。

有益效果：通过汽提塔可以将氟化铵废水中的铵根离子转化为氨分子并由水相气提至气相，实现氟离子与铵根离子的分离处理，之后通过硝化塔能够对氨氮进行硝化处理，而且在处理过程中，由于汽提塔通入了空气，相应地汽提后排出的气体也混合有空气，直接通入硝化塔后能够减少甚至不再需要额外提供给硝化细菌氧气，从而节省了成本；同时，硝化塔内上下设置多个反应段，可以实现氨气的并联硝化，能够节省占地和设备投资。

附图说明

图1为本实用新型各个装置连接示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种氟化铵废水处理装置，其包括pH调节池10、加热系统20、汽提塔30，汽提塔30下部设有用于导入空气的进气口一31，其内部设有填料段一33，汽提塔30的顶部出口一32与硝化塔40连接，硝化塔40内设有大于一个的反应段41（图中为2个），每个反应段41依次上下设置，反应段41由上至下依次包括气水分离层42、硝化反应层43和进气层44，硝化反应层43内配置有生物载体用于容纳硝化细菌，汽提塔30的顶部出口一32分别与进气层44连接，每个气水分离层42通过导气管45连接至最上端的反应段41的上方，硝化塔40的顶部出口二46与酸洗塔50连接。

具体的，加热系统20包括热回收装置21和加热器22，加热器22与汽提塔30上部的进口处的喷淋装置一34连接，热回收装置21为换热器其包括换热介质通道和废水通道，废水通道的进口与pH调节池10连接，废水通道的出口与加热器22连接，换热介质通道的进口与汽提塔30底部的出口连接，换热介质通道的出口与氟化物反应器连接。采用上述结构后，利用汽提塔30的出水对调节池10出水进行换热加温之后，再通过加热器22电加热至目标温度，由于利用了汽提塔30出水的热量回收，因此加热器22耗能大大减少，热回收装置21的出水为含氟废水，进入氟化物反应器进一步处理。

而关于硝化塔40，最上端的反应段41上方还设有喷淋装置二47，喷淋装置二47下方设有除雾器一410可以除雾，喷淋装置二47与营养液储槽48连接用于向硝化反应层43喷入营养液，营养液用于硝化细菌的生长繁殖，从顶部喷入营养液能够实现营养液的串联使用，从而减少了接入每个反应段41的管线，减少了设备成本；硝化塔40底部设有底部储槽一49，底部储槽一49通过泵与喷淋装置二47连接，底部储槽一49还与反硝化装置连接，底部储槽一49可以对硝化反应后的含有大部分的硝态氮和少量的含氨液体进行储存，根据出水氨氮含量选择是否泵入喷淋装置二47进行深度硝化，还是直接排入反硝化装置进行反硝化处理。

而关于酸洗塔50，酸洗塔50包括位于下部的进气段51，进气段51上方设有填料段二52，填料段二52上方安装有喷淋装置三53，喷淋装置三53下方设有除雾器二54，喷淋装置三53与储酸槽55连接；酸洗塔50底部设有底部储槽二56，底部储槽二56通过泵与喷淋装置三53连接，底部储槽二56还与pH调节池10连接，通过酸洗塔50可以对氨气进行吸收，吸收液可以通过泵入喷淋装置三53重复利用，当吸收液中氨氮浓度达到一定浓度可回流至前端，再次进行氨氮的汽提、硝化。

综上，本方案的整体流程为：氟化铵废水进入pH调节池10，通过投加NaOH药剂将pH值调节至10~12，pH调节池10出水进入热回收装置21，通过汽提塔30出水进行换热加温到40℃左右，出水经过加热器22继续升温到45℃，由于利用了汽提塔30出水的热量回收，因此加热器22耗能大大减少，热回收装置21的热源出水为含氟废水，进入氟化物反应器进一步处理。

之后，加热器22出水进入氨气汽提塔30的高位进水喷淋口，通过喷淋装置一34将进水分散到汽提塔30中在重力作用下向下流，鼓风机将空气从进气口一31鼓入塔中，并进行上向流，空气量与理论氨气量体积比维持500~700：1，废水和空气在汽提塔30的填料段一33中汇合并进行逆向接触，填料段一33采用的填料能够使气液接触更充分，可以选用的填料型号为Cascade_M_3，塔中上流空气将水中游离氨带走，形成氨气和空气的混合气体经顶部出口一32溢出。

汽提塔30排出的混合气体进入硝化塔40，硝化塔40根据处理量设置为2段，从而实现氨氮硝化过程的氨气并联处理和营养液串联利用，塔内优选保证气体流速不高于2.5m/h，空床停留时间不小于15秒。流入底部储槽一49的液体包含大部分的硝态氮和少量的氨氮，部分液体回流进行深度硝化，回流比根据出水氨氮含量确定，底部储槽一49内液体达到高位后经溢流口溢流至高效反硝化池进行反硝化脱氮。由于在汽提塔30中良好的空气/氨气配比，汽提塔30中无需额外鼓入空气，即可保证生物的氧气需求。经过硝化反应层43的生物载体的气体混合物（生物载体的类型可以为牛骨复合陶瓷颗粒），大部分的氨气被生物硝化，剩余空气及少部分氨气经气水分离层42的汽水分离器分离并经导气口汇集到硝化塔40顶部并溢出。

硝化塔40的溢出气体进入酸洗塔50低位进气口，从储酸槽55泵入稀硫酸至喷淋装置三53，气液在填料段二52中接触（填料段二52中填料型号可以为Cascade_M_3），其中的剩余氨气被酸液吸收，并流至底部储槽二56，底部储槽二56设置在线pH，联锁控制循环泵和酸加药泵的启停。从顶部出口溢出的为洁净空气，氨含量小于1mg/m³, 直接排至大气中。

本系统采用上述结构有以下优点：

一、在汽提吹脱前采用热回收装置21预加热，可节省电加热能耗，降低出水含氟废水温度，有助于节省成本和提高氟化铵废水的处理效率。

二、此工艺采用汽提塔30吹脱氟化铵废水中的氨气，通过调配空气：氨气量的比例，可实现氨的高效吹脱，吹脱后的汽提混合物可满足后续硝化塔40的生物需氧量，无需再次供气。

三、此工艺采用填料式滴滤工艺进行氨氮的硝化，无需将气态氨转化为液态氨再进行曝气硝化。硝化塔40中采用分段进气，可在保证接触时间和气体流速的同时，节省占地和设备投资，并实现氨气的并联硝化和营养液的串联利用，硝化负荷可达1.2~2.4kg/m³.d。

四、此工艺采用酸洗塔50吸收硝化塔40尾气中的氨气，并采用pH监控方式控制吸收液的循环利用，保证排出气体为洁净空气，且吸收液氨氮浓度达到一定浓度可回流至前端，再次进行氨氮的硝化，酸的用量较常规工艺减少20%~30%。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种氟化铵废水处理装置，其包括pH调节池、加热系统、汽提塔，所述汽提塔下部设有用于导入空气的进气口一，其特征在于：所述汽提塔的顶部出口一与硝化塔连接，所述硝化塔内设有大于一个的反应段，每个所述反应段依次上下设置，所述反应段由上至下依次包括气水分离层、硝化反应层和进气层，所述汽提塔的顶部出口一分别与所述进气层连接，每个所述气水分离层通过导气管连接至最上端的反应段的上方，所述硝化塔的顶部出口二与酸洗塔连接。

2.根据权利要求1所述的一种氟化铵废水处理装置，其特征在于：所述加热系统包括热回收装置和加热器，所述加热器与所述汽提塔上部的进口连接，所述热回收装置包括换热介质通道和废水通道，所述废水通道的进口与所述pH调节池连接，所述废水通道的出口与所述加热器连接，所述换热介质通道的进口与所述汽提塔底部的出口连接，所述换热介质通道的出口与氟化物反应器连接。

3.根据权利要求2所述的一种氟化铵废水处理装置，其特征在于：所述加热系统与所述汽提塔上部的喷淋装置一连接，所述汽提塔内设有填料段一。

4.根据权利要求1所述的一种氟化铵废水处理装置，其特征在于：最上端的反应段上方还设有喷淋装置二，所述喷淋装置二与营养液储槽连接用于向所述硝化反应层喷入营养液；所述硝化塔底部设有底部储槽一，所述底部储槽一通过泵与所述喷淋装置二连接，所述底部储槽一还与反硝化装置连接。

5.根据权利要求4所述的一种氟化铵废水处理装置，其特征在于：所述喷淋装置二下方设有除雾器一。

6.根据权利要求1所述的一种氟化铵废水处理装置，其特征在于：所述酸洗塔包括位于下部的进气段，所述进气段上方设有填料段二，所述填料段二上方安装有喷淋装置三，所述喷淋装置三与储酸槽连接；所述酸洗塔底部设有底部储槽二，所述底部储槽二通过泵与所述喷淋装置三连接，所述底部储槽二还与所述pH调节池连接。

7.根据权利要求6所述的一种氟化铵废水处理装置，其特征在于：所述喷淋装置三下方设有除雾器二。

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