CN218232078U - 一种回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,包括氧化部、过滤部、pH调节部和汽提塔,氧化部包括氧化塔和其内的曝气柱,氧化气体进口通过进气管连接曝气柱,氧化液体出口设于氧化塔底部,出水由过滤部的袋式过滤器过滤;过滤出水连接pH调节部的混合器,出水连接汽提塔;汽提塔的顶部设置氨气出口,底部设置外排水出口。该装置能有效提高硫代卡巴肼生产废水的处理效果、处理稳定性和适应性,有效降低硫代卡巴肼生产废水的运行成本,在处理废水的同时,实现资源的有效回收。
Description
技术领域
本实用新型属于工业废水处理技术和资源回收领域,具体涉及一种回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统。
背景技术
废水是指居民活动过程中排出的水及径流雨水的总称,它包括生活污水、工业废水和初雨径流入排水管渠等其它无用水,一般指经过一定技术处理后不能再循环利用或者一级污染后制纯处理难度达不到一定标准的水,硫代卡巴肼,又称硫卡巴肼,硫卡巴脲,均二氨基硫脲,1.3-二氨基硫脲,N.N-双-(2.4-二甲基亚氨基甲基)甲胺,广泛用于有机合成,是高效广谱除草剂-嗪草酮的重要生产原料,硫代卡巴肼的生产会产生大量废水,其COD高达250000mg/L,氨氮量高达70000mg/L,含硫量高达40000mg/L,pH11-14。
目前常用的处理废水的方法是化学沉淀法,即用石灰调节废水pH值,并加金属补集剂等中和、混凝、絮凝、沉淀。此外还有离子交换法、吸附法、电渗析法、蒸发浓缩法及反渗法等。如CN210559492U公开的一种硫代卡巴肼生产的废水处理装置,主要原理是通过吸附过滤的方式对废水进行处理,这种方法不仅处理效果差,同时还浪费资源,产生二次污染。CN201810747298.0公开了一种硫代卡巴肼生产废水处理工艺,通过搅拌升温,稀硫酸吸收的方式取出氨氮,通过投加稀硫酸反应去除硫磺。根据实验通过搅拌的方式很难有效取出水中的氨氮,同时由于废水呈强碱性,需要投加大量的硫酸,同时会导致水中盐分增大,不仅处理效果差,还增加的废水处理的难度。
实用新型内容
针对现有处理方法的不足,本发明的目的在于提供一种处理见效快、效果稳定、适应性更广、成本更低的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统。
为实现上述目的,本实用新型采用以下的技术方案:
一种回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,包括氧化部、过滤部、pH调节部和汽提塔9,
所述氧化部包括氧化塔3和所述氧化塔内的曝气柱302,所述氧化塔3包括废水进口,氧化气体进口通过穿过所述氧化塔3的壁的进气管连接所述曝气柱302,所述氧化塔3的底部设置氧化液体出口,
所述过滤部包括袋式过滤器,所述氧化液体出口连接所述袋式过滤器的入口,所述袋式过滤器底部设置滤液出口,
所述pH调节部包括混合器603,所述混合器603的入口连接所述滤液出口,所述混合器603的出口连接所述汽提塔9的入口,所述汽提塔9的顶部设置氨气出口,所述汽提塔9的底部设置外排水出口。
进一步的,所述氧化气体进口与所述曝气柱之间设置有气体过滤器2,用以预处理气源为氧化塔3提供高效稳定的气态氧化剂。
所述氧化气体为臭氧、空气或氧气中的一种或几种,最优选为空气。
所述氧化气体的进气流量为2~5m3/L、进气压力为0.3-0.5MPa。
所述气体过滤器2去除的杂质为CO2、水蒸气、粉尘或氮氧化物的一种或几种。
进一步的,所述进气管在所述氧化塔外部呈垂直倒U形,顶部高于所述氧化塔3的顶部0~1m。
进一步的,所述回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统还包括废水储罐1,所述废水储罐1的出口连接所述废水进口。废水储罐1用以存放和输出硫代卡巴肼废水。
进一步的,所述废水储罐1和所述氧化塔3之间设置有泵。
进一步的,所述氧化塔3还包括外围设置的夹套303。
进一步的,所述夹套303包裹所述氧化塔3的有效高度为1/3~1/2。
进一步的,所述夹套303内的介质为低压蒸汽、热水或热油的一种。
进一步的,所述夹套303内的介质的温度为50~120℃。
进一步的,所述曝气柱302的孔径为0.1~10μm。
进一步的,所述废水进口位于所述氧化塔3高度1/2~4/5之间。
进一步的,所述曝气柱302的进气口位于所述氧化塔3高度1/4~1/2之间。
进一步的,所述氧化塔3的顶部还设置有出气口。
进一步的,所述氧化塔3还包括设置于所述氧化液体出口的视镜。
进一步的,所述氧化塔3还包括设置于所述氧化塔高度3/4-4/5之间的视镜。
进一步的,所述过滤部包括并联的2~4组袋式过滤器。并联设置的袋式过滤器可通过分别的阀门控制,实现轮流工作,在不间断过滤的同时移出副产物硫磺。
进一步的,所述袋式过滤器的滤袋的孔径为400目~800目。
进一步的,所述滤液出口处设置有视镜。
进一步的,所述过滤部还包括连接所述袋式过滤器的反冲洗管道,所述滤液出口通过管道连接所述废水储罐1。反冲洗过程产生的冲洗用水回流入废水储罐。
进一步的,所述袋式过滤器的入口和滤液出口处均设置有压力变送器。压力变送器压差达到0.3~0.5MPa时,利用所述反冲洗管道对袋式过滤器进行反冲洗。
反冲洗时间为1~3h。
反冲洗用水为达标外排水、工业水或自来水。
进一步的,所述pH调节部还包括碱液罐6,所述碱液罐6的出口连接所述混合器603。
进一步的,所述碱液罐通过泵连接所述混合器603.
进一步的,所述混合器603为管式混合器。用以实现药剂和废水的充分混合。
进一步的,所述混合器603的出口处设置有第一pH变送器604。所述第一pH变送器控制所述混合器603的出水pH为9~14。
所述碱液罐中的碱液的质量浓度为8%~30%。
进一步的,所述回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统还包括中间水储罐7,所述中间水储罐7位于所述混合器603和所述汽提塔9之间。
进一步的,所述中间水储罐7的出口处设置有第二pH变送器701和泵,所述第二pH变送器701控制泵的运行。中间水储罐7的出水pH为9~14时,第二pH变送器701控制泵输送中间水至汽提塔9。
进一步的,所述汽提塔9入口前设置有热交换器8,所述汽提塔9的外排水通过所述热交换器8与进入所述汽提塔9前的废水进行热交换。用以实现外排水余热的收集再利用和外排水温度控制。
进一步的,所述回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统还包括冷凝器11,所述氨气出口连接所述冷凝器11,所述冷凝器11出口连接有氨水储罐10。所述氨水储罐用以储存回收冷凝下的氨水。所述汽提塔9的气体介质为温度为120~160℃的蒸汽,蒸汽流量为200-500kg/h。
进一步的,所述外排水出口通过废水循环管道连接所述汽提塔9,所述废水循环管道处设置有氨氮检测器908,所述废水循环管道通过支管和阀门连接排水出口。通过氨氮检测器908控制阀门,氨氮超标时,通过控制阀门使废水形成循环,待氨氮达标后,通过控制阀门使得出水经过热交换器8进行换热后排放。
进一步的,所述热交换器8由温度变送器控制出水温度为30~35℃。
进一步的,所述冷凝器11通过温度变送器控制冷凝出水口温度为25-35℃。冷凝器冷凝效率为99%~99.99%。进一步的,所述滤液出口通过管道和阀门连接所述曝气柱302,用以对曝气柱进行反冲洗。待管道内压力低于0.2MPa时,阀门打开,过滤出水对曝气柱进行反冲洗。
上述硫代卡巴肼生产废水经废水储罐泵入氧化塔处理一定时间后形成废水和硫磺的混合液,通过水泵泵入袋式过滤器,袋式过滤器对废水中硫磺进行分离回收,回收的硫磺作为副产物,过滤过程中通过袋式过滤器进出口压差切换袋式过滤器的轮换使用,例如,当使用2个并列的袋式过滤器时,袋式过滤器1停止使用时,袋式过滤器2开始运行,袋式过滤器1反冲洗系统开启,对袋式过滤器1进行反冲洗,反冲洗出水回流至废水储罐,如此循环往复。分离后的滤液在混合器内调节pH后进入汽提塔,汽提塔实现中间废水中氨氮分离,形成氨水饱和水蒸气,氨水饱和水蒸气通过汽提塔出气口流出。冷凝器使得氨气饱和水蒸气形成氨水副产回收至氨水储罐。去除氨氮的废水通过汽提塔氨氮检测仪检测合格后排出,高温汽提塔排出废水经过热交换器达到外排温度后达标排放。
附图说明
图1是所述回收硫卡废水中硫磺和氨水的系统的结构示意图。
其中:1是废水储罐,2是气体过滤器,3是氧化塔,4、5是袋式过滤器,6是碱液罐,7是中间水储罐,8是热交换器,9是汽提塔,10是氨水储罐,11是冷凝器,101、306、602、702、903均为泵,301、304、4/503、4/506均为视镜,305、308、401、402、404、405、501、502、504、505、4/504、4/505、4/507、601、904、905、906、907均为阀门,307、4/501、4/502、901均为压力变送器,302是曝气柱,303是夹套,403、503均为滤袋;603是混合器,604为第一pH变送器,701为第二pH变送器,801、902、1101均为温度变送器,908是氨氮检测器。
具体实施方式
如图1所示,一种回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,包括氧化部、过滤部、pH调节部和汽提塔9,所述氧化部包括氧化塔3和所述氧化塔内的曝气柱302,所述氧化塔3包括废水进口,氧化气体进口通过穿过所述氧化塔3的壁的进气管连接所述曝气柱302,所述氧化塔3的底部设置氧化液体出口,所述过滤部包括袋式过滤器,所述氧化液体出口连接所述袋式过滤器的入口,所述袋式过滤器底部设置滤液出口,所述pH调节部包括混合器603,所述混合器603的入口连接所述滤液出口,所述混合器603的出口连接所述汽提塔9的入口,所述汽提塔9的顶部设置氨气出口,所述汽提塔9的底部设置外排水出口。
所述氧化气体进口与所述曝气柱之间设置有气体过滤器2,用以预处理气源为氧化塔3提供高效稳定的气态氧化剂。
所述氧化气体为臭氧、空气或氧气中的一种或几种,最优选为空气。
所述氧化气体的进气流量为2~5m3/L、进气压力为0.3-0.5MPa。
所述气体过滤器2去除的杂质为CO2、水蒸气、粉尘或氮氧化物的一种或几种。
所述进气管在所述氧化塔外部呈垂直倒U形,顶部高于所述氧化塔3的顶部0~1m。
所述回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统还包括废水储罐1,所述废水储罐1的出口连接所述废水进口。废水储罐1用以存放和输出硫代卡巴肼废水。
所述废水储罐1和所述氧化塔3之间设置有泵。
所述氧化塔3还包括外围设置的夹套303。
所述夹套303包裹所述氧化塔3的有效高度为1/3~1/2。
所述夹套303内的介质为低压蒸汽、热水或热油的一种。
所述夹套303内的介质的温度为50~120℃。
所述曝气柱302的孔径为0.1~10μm。
所述废水进口位于所述氧化塔3高度1/2~4/5之间。
所述曝气柱302的进气口位于所述氧化塔3高度1/4~1/2之间。
所述氧化塔3的顶部还设置有出气口。
所述氧化塔3还包括设置于所述氧化液体出口的视镜。
所述氧化塔3还包括设置于所述氧化塔高度3/4-4/5之间的视镜。
所述过滤部包括并联的2~4组袋式过滤器。并联设置的袋式过滤器可通过分别的阀门控制,实现轮流工作,在不间断过滤的同时移出副产物硫磺。
所述袋式过滤器的滤袋的孔径为400目~800目。
所述滤液出口处设置有视镜。
所述过滤部还包括连接所述袋式过滤器的反冲洗管道,所述滤液出口通过管道连接所述废水储罐1。反冲洗过程产生的冲洗用水回流入废水储罐。
所述袋式过滤器的入口和滤液出口处均设置有压力变送器。压力变送器压差达到0.3~0.5MPa时,利用所述反冲洗管道对袋式过滤器进行反冲洗。
反冲洗时间为1~3h。
反冲洗用水为达标外排水、工业水或自来水。
所述pH调节部还包括碱液罐6,所述碱液罐6的出口连接所述混合器603。
所述碱液罐通过泵连接所述混合器603.
所述混合器603为管式混合器。用以实现药剂和废水的充分混合。
所述混合器603的出口处设置有第一pH变送器604。所述第一pH变送器控制所述混合器603的出水pH为9~14。
所述碱液罐中的碱液的质量浓度为8%~30%。
所述回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统还包括中间水储罐7,所述中间水储罐7位于所述混合器603和所述汽提塔9之间。
所述中间水储罐7的出口处设置有第二pH变送器701和泵,所述第二pH变送器701控制泵的运行。中间水储罐7的出水pH为9~14时,第二pH变送器701控制泵输送中间水至汽提塔9。
所述汽提塔9入口前设置有热交换器8,所述汽提塔9的外排水通过所述热交换器8与进入所述汽提塔9前的废水进行热交换。用以实现外排水余热的收集再利用和外排水温度控制。
所述回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统还包括冷凝器11,所述氨气出口连接所述冷凝器11,所述冷凝器11出口连接有氨水储罐10。所述氨水储罐用以储存回收冷凝下的氨水。
所述汽提塔9的气体介质为温度为120~160℃的蒸汽,蒸汽流量为200-500kg/h。
所述外排水出口通过废水循环管道连接所述汽提塔9,所述废水循环管道处设置有氨氮检测器908,所述废水循环管道通过支管和阀门连接排水出口。通过氨氮检测器908控制阀门,氨氮超标时,通过控制阀门使废水形成循环,待氨氮达标后,通过控制阀门使得出水经过热交换器8进行换热后排放。
所述热交换器8由温度变送器控制出水温度为30~35℃。
所述冷凝器11通过温度变送器控制冷凝出水口温度为25-35℃。冷凝器冷凝效率为99%~99.99%。
所述滤液出口通过管道和阀门连接所述曝气柱302,用以对曝气柱进行反冲洗。待管道内压力低于0.2MPa时,阀门打开,过滤出水对曝气柱进行反冲洗。
硫代卡巴肼生产废水经废水储罐1通过泵101泵入氧化塔3,气体过滤器2对气体进行处理后进入氧化塔3,通过加热夹套303通入热源对氧化塔3进行加热,硫代卡巴肼生产废水经过曝气柱302产生的细小氧化气泡处理,通过视镜304观察反应状态,反应一定时间形成废水和硫磺的混合液,通过泵306泵入袋式过滤器4,长时间运行后曝气柱302表面附着少量硫磺颗粒,通过压力变送器307压力变化控制阀门308开关对曝气柱302进行冲洗,袋式过滤器4对废水中硫磺进行分离回收,回收的硫磺作为副产,过程中通过袋式过滤器进出口压力变送器4/501和4/502压差切换袋式过滤器4和5轮换使用,压差到一定值时关闭阀门402、404,打开阀门401、405、502、504、4/504,袋式过滤器4停止使用,袋式过滤器5开始运行,袋式过滤器4反冲洗系统开启,对袋式过滤器4进行反冲洗,反冲洗出水回流至废水储罐1,如此循环往复。分离后的废水泵入中间水储罐,通过观察视镜4/503,待无硫磺颗粒时,关闭阀门4/504,打开阀门4/505,后续废水进中间储罐,如此循环往复。过滤出水进入中间水储罐7。过滤出水进入中间水储罐过程中通过第一pH变送器604控制泵602和阀门601,将碱液罐6中的液碱泵入到混合器603对过滤出水进行pH调节。中间水储罐7中废水通过第二pH变送器701检测达到要求后,通过泵702入汽提塔9,泵入过程经过热交换器8,实现中间废水的预加热,汽提塔9通过高温蒸汽实现中间废水中氨氮分离,形成氨水饱和水蒸气,氨水饱和水蒸气通过汽提塔9出气口流至冷凝器11,冷凝器11通过出口温度变送器控制温度,形成氨水副产回收至氨水储罐10。通过打开泵903,阀门905、906、阀门907切至上通,实现外排水循环,经过氨氮检测器908,待检测合格后,关闭阀门905、906,阀门907切至右,打开阀门904,外排水经过换热器8进行换热,通过温度变送器801控制外排水温度达标时排除废水,此时外排水氨氮和硫化物均可达标。
实施例1
实验选取硫代卡巴肼生产废水,水量50t/d,测得其氨氮浓度为75000mg/L,硫化物为42000mg/L,pH为12,实验通过控制进气流量为4m3/L,进气压力0.3MPa,氧化塔温度为35℃,氧化柱孔径4μm,加热夹套控制温度50℃,反应时间为5h;控制袋式过滤器2组,滤袋孔径700目,控制汽提塔蒸汽温度140℃,蒸汽量400kg/h,控制热交换器出水口温度为30℃,冷凝器出水口温度30℃,中间水储罐pH为13时,通过上述实施方式进行实验,实验有效回收副产硫磺2095kg/d,20%氨水为30.3t/d,出水硫化物和氨氮均达标。
实施例2
实验选取硫代卡巴肼生产废水,水量20t/d,测得其氨氮浓度为69000mg/L,硫化物为40000mg/L,pH为11,实验通过控制进气流量为3m3/L,进气压力0.4MPa,氧化塔温度为40℃,氧化柱孔径5μm,加热夹套控制温度60℃,反应时间为5h;控制袋式过滤器2组,滤袋孔径600目,控制汽提塔蒸汽温度130℃,蒸汽量300kg/h,控制热交换器出水口温度为30℃,冷凝器出水口温度25℃,中间水储罐pH为12时,通过上述实施方式进行实验,实验有效回收副产硫磺795kg/d,15%氨水为11.2t/d,出水硫化物和氨氮均达标。
分别对比进气流量为3m3/L空气、3m3/L氧气、0.6m3/L氧气、3m3/L组合气(0.6m3/L氧气+2.4m3/L氮气),3m3/L臭氧,条件下硫代卡巴肼生产废水中硫的形态。实验结果如表1所示:
表1不同条件下得到的硫磺对比
Claims (12)
1.一种回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,包括氧化部、过滤部、pH调节部和汽提塔(9),
所述氧化部包括氧化塔(3)和所述氧化塔内的曝气柱(302),所述氧化塔(3)包括废水进口,氧化气体进口通过穿过所述氧化塔(3)的壁的进气管连接所述曝气柱(302),所述氧化塔(3)的底部设置氧化液体出口,
所述过滤部包括袋式过滤器,所述氧化液体出口连接所述袋式过滤器的入口,所述袋式过滤器底部设置滤液出口,
所述pH调节部包括混合器(603),所述混合器(603)的入口连接所述滤液出口,所述混合器(603)的出口连接所述汽提塔(9)的入口,所述汽提塔(9)的顶部设置氨气出口,所述汽提塔(9)的底部设置外排水出口。
2.根据权利要求1所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述进气管在所述氧化塔外部呈垂直倒U形,顶部高于所述氧化塔(3)的顶部0~1 m。
3.根据权利要求1所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述系统还包括废水储罐(1),所述废水储罐(1)的出口连接所述废水进口;
所述过滤部还包括连接所述袋式过滤器的反冲洗管道,所述滤液出口通过管道连接所述废水储罐(1)。
4.根据权利要求1所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述氧化塔(3)还包括外围设置的夹套(303)。
5.根据权利要求4所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述夹套(303)包裹所述氧化塔(3)的有效高度为所述氧化塔(3)高度的1/3~1/2。
6.根据权利要求1所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述废水进口位于所述氧化塔(3)高度的1/2~4/5之间;
所述曝气柱(302)的进气口位于所述氧化塔(3)高度的1/4~1/2之间。
7.根据权利要求1所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述过滤部包括并联的2~4组袋式过滤器。
8.根据权利要求1所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述pH调节部还包括碱液罐(6),所述碱液罐(6)的出口连接所述混合器(603)。
9.根据权利要求1所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述系统还包括中间水储罐(7),所述中间水储罐(7)位于所述混合器(603)和所述汽提塔(9)之间。
10.根据权利要求1所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述汽提塔(9)入口前设置有热交换器(8),所述汽提塔(9)的外排水通过所述热交换器(8)与进入所述汽提塔(9)前的废水进行热交换。
11.根据权利要求1所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述系统还包括冷凝器(11),所述氨气出口连接所述冷凝器(11),所述冷凝器(11)的出口连接有氨水储罐(10)。
12.根据权利要求1所述的回收硫代卡巴肼生产废水中硫磺和氨氮的系统,其特征在于,所述滤液出口通过管道和阀门连接所述曝气柱(302)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
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