申請日2015.06.30
公開(公告)日2015.09.09
IPC分類號C02F9/10
摘要
本發(fā)明公開了一種高濃度氨氮廢水的處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)包括依次相連的預(yù)處理系統(tǒng)、增濃節(jié)能裝置、汽提塔、冷凝器和氨水儲罐。本發(fā)明的處理系統(tǒng)操作簡單、設(shè)備投資少、氨氮脫除效率高、氨氮廢水處理的蒸汽單耗低、可實(shí)現(xiàn)一次處理即可達(dá)標(biāo)排放、且可回收具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的成品氨水。
權(quán)利要求書
1.一種高濃度氨氮廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理系統(tǒng)包括依次相連的預(yù)處理系統(tǒng)、增濃節(jié)能裝置、汽提塔(8)、冷凝器(10)和氨水儲罐(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述增濃節(jié)能裝置包括換熱器(6)和增濃裝置，所述換熱器(6)的冷側(cè)入口與所述預(yù)處理系統(tǒng)連通，所述換熱器(6)的冷側(cè)出口與所述增濃裝置連通，所述增濃裝置與所述汽提塔(8)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述增濃裝置為增濃罐(7)，所述增濃罐(7)的頂部設(shè)有進(jìn)液口(71)、進(jìn)氣口(72)、預(yù)留口(73)和放空口(74)，所述增濃罐(7)的底部設(shè)有出液口(75)、取樣口(76)和排盡口(79)，所述增濃罐(7)的側(cè)面設(shè)有液位計(jì)上口(77)和液位計(jì)下口(78);所述增濃罐(7)為空心筒體結(jié)構(gòu)，所述增濃罐(7)的高徑比為0.5～10∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述增濃裝置為增濃罐(7)，所述增濃罐(7)內(nèi)設(shè)有鼓泡裝置(710)，所述鼓泡裝置(710)的入口與所述增濃罐(7)所設(shè)的進(jìn)氣口(72)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述鼓泡裝置(710)為鼓泡管，所述鼓泡管上沿長度方向設(shè)置有若干布?xì)饪�，所述布�(xì)饪椎目讖綖?mm～15mm，所述鼓泡管上布?xì)饪椎目偯娣e占所述鼓泡管表面積的1/3～1/4;所述鼓泡管的出口設(shè)有盲板(711)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述汽提塔(8)為填料塔，所述填料塔中的填料為規(guī)整填料;所述汽提塔(8)上設(shè)置有超聲除垢裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2～5中任一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述汽提塔(8)上所設(shè)的塔頂出口通過管道分別與所述增濃裝置和所述冷凝器(10)連通，所述冷凝器(10)的出口通過管道分別與所述汽提塔(8)的精餾段和所述氨水儲罐(11)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理系統(tǒng)還設(shè)有一再沸器(9)，所述再沸器(9)的入口與所述汽提塔(8)上所設(shè)的塔釜第一出口連通，所述再沸器(9)的出口與所述汽提塔(8)上所設(shè)的塔釜入口連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求2～5中任一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述汽提塔(8)上所設(shè)的塔釜第二出口與所述換熱器(6)的熱側(cè)進(jìn)口連通，所述換熱器(6)的熱側(cè)出口與一出水槽(12)連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理系統(tǒng)包括依次相連的均化池(1)、調(diào)節(jié)槽(2)、沉降池(3)、過濾器(4)和清水池(5)。
說明書
高濃度氨氮廢水的處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于氨氮廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高濃度氨氮廢水的處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水污染問題日趨嚴(yán)重，其中氨氮廢水的污染更是愈演愈烈。目前，化工、冶金、石化、制藥、食品等行業(yè)均產(chǎn)生大量的高濃度氨氮廢水。大量氨氮廢水的排放已導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化加劇，造成水體黑臭和魚類的大量死亡。由此引發(fā)的重大水危機(jī)事件時有發(fā)生，嚴(yán)重影響了人們的正常生活，甚至危害了人們的身體健康，社會影響巨大。為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減輕水體污染，國家對氨氮廢水的排放實(shí)行了嚴(yán)格的規(guī)定和限制，并針對不同行業(yè)實(shí)行了分級排放標(biāo)準(zhǔn)�！段鬯C合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)規(guī)定一級標(biāo)準(zhǔn)氨氮濃度小于15mg/L，二級標(biāo)準(zhǔn)氨氮濃度小于25mg/L�？梢�，氨氮廢水的治理已迫在眉睫。
常用的氨氮廢水處理方法主要有生化法、折點(diǎn)加氯法、沸石吸附法、化學(xué)沉淀法、蒸氨法、吹脫法等，這些方法和對應(yīng)的裝置對于中低濃度氨氮廢水處理效果明顯，但由于受到技術(shù)和成本的限制，無法滿足高濃度氨氮廢水的處理要求。目前工業(yè)上對于含量≥5000mg/L的高濃度氨氮廢水通常采取空氣吹脫+生化法組合工藝，但是這種方法處理成本高，而且吹脫氨氣直接排放到大氣中，會造成二次污染。
蒸汽汽提法處理高濃度氨氮廢水是近年來研究的熱點(diǎn)。汽提法是高濃度氨氮廢水在高pH值時與低壓蒸汽在汽提塔中高溫逆流接觸，有效地脫除廢水中的氨氮。相較于傳統(tǒng)的空氣吹脫法，其具有對廢水氨氮濃度變化適應(yīng)性強(qiáng)、氨氮脫除率高等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于處理濃度≥10000mg/L的氨氮廢水。同時，可以根據(jù)需要采取對塔頂產(chǎn)品進(jìn)行全凝、部分冷凝、酸液冷卻中和等方式得到氨水、氨氣和銨鹽，有效地實(shí)現(xiàn)氨氮的資源化利用，具有很強(qiáng)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
但是，蒸汽汽提法也存在著諸多技術(shù)難題，限制了其在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用：一方面，傳統(tǒng)的蒸汽汽提脫氨技術(shù)，對于濃度為3000～8000mg/L的氨氮廢水，一次處理后氨氮濃度通常降至100～300mg/L，不能滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求;另一方面，傳統(tǒng)的蒸汽汽提法在節(jié)能降耗方面存在著嚴(yán)重的不足，蒸汽單耗高(250～300kg蒸汽/噸廢水)，處理后的氨水濃度一般在5%左右，達(dá)不到成品氨水濃度要求，不具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。另外，傳統(tǒng)蒸汽汽提裝置通常采用板式塔或散堆填料塔，存在塔體較高及塔設(shè)備易結(jié)垢堵塞的問題。這些缺陷導(dǎo)致運(yùn)用傳統(tǒng)蒸汽汽提法時設(shè)備投資大，運(yùn)行成本高，從而導(dǎo)致企業(yè)不愿或無力承擔(dān)其處理費(fèi)用。
因此，探求一種高效率節(jié)能降耗的新型蒸汽汽提脫氨工藝和系統(tǒng)成為汽提脫氨技術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用的必經(jīng)之路。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，重點(diǎn)針對傳統(tǒng)蒸汽汽提脫氨技術(shù)存在的問題和技術(shù)瓶頸，提供一種裝置簡單、設(shè)備投資少、氨氮脫除效率高、氨氮廢水處理的蒸汽單耗低、可實(shí)現(xiàn)一次處理即可達(dá)標(biāo)排放、可回收具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的成品氨水的高濃度氨氮廢水的處理系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種高濃度氨氮廢水的處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括依次相連的預(yù)處理系統(tǒng)、增濃節(jié)能裝置、汽提塔、冷凝器和氨水儲罐。
上述的處理系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述增濃節(jié)能裝置包括換熱器和增濃裝置，所述換熱器的冷側(cè)入口與所述預(yù)處理系統(tǒng)連通，所述換熱器的冷側(cè)出口與所述增濃裝置連通，所述增濃裝置與所述汽提塔相連。
上述的處理系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述增濃裝置為增濃罐，所述增濃罐的頂部設(shè)有進(jìn)液口、進(jìn)氣口、預(yù)留口和放空口，所述增濃罐的底部設(shè)有出液口、取樣口和排盡口，所述增濃罐的側(cè)面設(shè)有液位計(jì)上口和液位計(jì)下口;所述增濃罐為空心筒體結(jié)構(gòu)，所述增濃罐的高徑比為0.5～10∶1。
上述的處理系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述增濃裝置為增濃罐，所述增濃罐內(nèi)設(shè)有鼓泡裝置，所述鼓泡裝置的入口與所述增濃罐所設(shè)的進(jìn)氣口相連。
上述的處理系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述鼓泡裝置為鼓泡管，所述鼓泡管上沿長度方向設(shè)置有若干布?xì)饪祝霾細(xì)饪椎目讖綖?mm～15mm，所述鼓泡管上布?xì)饪椎目偯娣e占所述鼓泡管表面積的1/3～1/4;所述鼓泡管的出口設(shè)有盲板。
上述的處理系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述汽提塔為填料塔，所述填料塔中的填料為規(guī)整填料;所述汽提塔上設(shè)置有超聲除垢裝置。
上述的處理系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述汽提塔上所設(shè)的塔頂出口通過管道分別與所述增濃裝置和所述冷凝器連通，所述冷凝器的出口通過管道分別與所述汽提塔的精餾段和所述氨水儲罐連通。
上述的處理系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述處理系統(tǒng)還設(shè)有一再沸器，所述再沸器的入口與所述汽提塔上所設(shè)的塔釜第一出口連通，所述再沸器的出口與所述汽提塔上所設(shè)的塔釜入口連通。
上述的處理系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述汽提塔上所設(shè)的塔釜第二出口與所述換熱器的熱側(cè)進(jìn)口連通，所述換熱器的熱側(cè)出口與一出水槽連通。
上述的處理系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述預(yù)處理系統(tǒng)包括依次相連的均化池、調(diào)節(jié)槽、沉降池、過濾器和清水池。
本發(fā)明中，增濃罐的頂部是指頂端和/或頂側(cè)，增濃罐的底部是指底端和/或底側(cè)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
(1)本發(fā)明的處理系統(tǒng)設(shè)置了增濃節(jié)能裝置，增濃節(jié)能裝置中的換熱器可回收塔釜的熱能，提高進(jìn)入增濃罐(即增濃裝置)氨氮廢水的溫度，減少汽提塔塔頂進(jìn)入增濃罐的含氨蒸汽的量。增濃節(jié)能裝置中的增濃罐能夠?qū)M(jìn)入汽提塔的氨氮廢水進(jìn)行升溫提濃，減少汽提塔的蒸汽耗量，其濃度的增加保證了汽提塔副產(chǎn)品成品氨水的品質(zhì)。該處理系統(tǒng)操作簡單，設(shè)備投資少，工作過程穩(wěn)定，可處理廢水氨氮含量高：3000～50000mg/L;一次性處理后排放廢水氨氮含量低至15mg/L以下，達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn);噸廢水蒸汽耗量80 kg～110kg，大大降低了運(yùn)行成本;副產(chǎn)品：12wt%～25wt%的成品氨水，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
(2)本發(fā)明的增濃節(jié)能裝置中增濃罐帶有鼓泡裝置，可增加塔頂含氨蒸汽回流至增濃罐時與罐內(nèi)氨氮廢水的接觸面積，達(dá)到增濃升溫的效果。
(3)本發(fā)明的處理系統(tǒng)優(yōu)選采用填料塔作為汽提塔，填料塔中的填料為規(guī)整填料，可顯著提高廢水與蒸汽之間的傳質(zhì)傳熱效率，使填料塔在較少的蒸汽用量上獲得更高的脫氨效率，同時也減小了塔設(shè)備體積。本發(fā)明還優(yōu)選在汽提塔上設(shè)置超聲除垢裝置，防止水蒸氣作為汽提介質(zhì)時，在加熱的條件下，易產(chǎn)生沉淀結(jié)垢的問題，解決了常規(guī)汽提脫氨工藝中塔設(shè)備結(jié)垢問題，降低了塔設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷。
(4)本發(fā)明的預(yù)處理系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)槽調(diào)節(jié)氨氮廢水的pH值，可保證塔釜出水pH值的穩(wěn)定性。
綜上，本發(fā)明創(chuàng)造性的提出了高濃度氨氮廢水的增濃節(jié)能處理系統(tǒng)，增濃節(jié)能裝置通過回收汽提塔塔釜廢水熱量和部分塔頂含氨蒸汽的氨和熱量，降低了蒸汽耗量，提高了汽提塔脫氨效率，保證了冷凝氨水的濃度指標(biāo)，降低了廢水處理的運(yùn)行成本。本發(fā)明通過采取多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)回收系統(tǒng)熱量，可一次性高效處理高濃度氨氮廢水，并確保成品氨水的濃度達(dá)到要求。
