公布日：2022.01.04

申請日：2021.11.19

分類號：C02F9/02(2006.01)I;C02F9/04(2006.01)I;C01C1/02(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N

摘要

本發(fā)明提供了一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置及方法，裝置包括精處理再生廢水儲罐、多介質(zhì)過濾器、反滲透高壓泵、保安過濾器、反滲透、精處理樹脂再生廢水濃縮液儲罐、堿液儲罐、混合罐、第一換熱器、第一脫氣膜組件、中間氨水箱、第二換熱器、第二脫氣膜組件、產(chǎn)品氨水箱、精處理樹脂再生廢水深度脫氨箱和第三脫氣膜組件；該裝置利用膜法脫氨技術(shù)脫除電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水中的氨氮，同時解決了脫氨過程中過水蒸氣在滲透壓的作用下攜帶廢水中的無機鹽離子透過脫氣膜到達吸收液導(dǎo)致制得氨水品質(zhì)變差的問題，制得可直接用于爐水pH調(diào)節(jié)的需求的高純度氨水，實現(xiàn)氨資源的循環(huán)利用，減輕了電廠廢水處理的壓力。

權(quán)利要求書

1.一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置，其特征在于，包括精處理再生廢水儲罐(1000)、多介質(zhì)過濾器(1002)、反滲透高壓泵(1003)、保安過濾器(1004)、反滲透(1005)、精處理樹脂再生廢水濃縮液儲罐(1020)、堿液儲罐(1022)、混合罐(1024)、第一換熱器(1032)、第一脫氣膜組件(1033)、中間氨水箱(1035)、第二換熱器(1042)、第二脫氣膜組件(1043)、產(chǎn)品氨水箱(1045)、精處理樹脂再生廢水深度脫氨箱(1050)和第三脫氣膜組件(1053)；所述精處理樹脂再生廢水儲罐(1000)出口連接至至多介質(zhì)過濾器(1002)入口，多介質(zhì)過濾器(1002)出口連接至反滲透高壓泵(1003)入口，反滲透高壓泵(1003)出口連接至保安過濾器(1004)的入口，保安過濾器(1004)的出口連接反滲透(1005)入口，反滲透(1005)濃水出口連接至精處理樹脂再生廢水濃縮液儲罐(1020)入口；所述濃縮液儲存罐(1020)出口連接至混合罐(1024)上部入口，堿液儲罐(1022)出口連接至混合罐(1024)側(cè)面上部入口，混合罐(1024)底部出口連接至至第一換熱器(1032)冷側(cè)入口，第一換熱器(1032)冷側(cè)出口連接至第一脫氣膜組件(1033)管程入口，第一脫氣膜組件(1033)管程出口分為兩路，分別連接至混合罐(1024)上部回流口和樹脂再生廢水深度脫氨箱(1050)側(cè)面上部入口；第一脫氣膜組件(1033)殼程抽氣口連接至中間氨水箱(1035)底部入口；所述中間氨水箱(1035)底部出口連接至第二換熱器(1042)冷側(cè)入口，第二換熱器(1042)冷側(cè)出口連接至第二脫氣膜組件(1043)管程入口，第二脫氣膜組件(1043)管程出口分為兩路分別連接至中間氨水箱(1035)上部回流口和反滲透(1005)入口；第二脫氣膜組件(1043)殼程抽氣口連接至產(chǎn)品氨水箱(1045)入口；所述精處理樹脂再生廢水深度脫氨箱(1050)底部出口連接至第三脫氣膜組件(1053)管程入口，第三脫氣膜組件(1053)管程出口分為兩路，其中一路連接至精處理樹脂再生廢水深度脫氨箱(1050)上部回流口，另一路作為脫氨完成的高鹽廢水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置，其特征在于，還包括磷酸循環(huán)箱(1054)以及磷酸加藥箱(1057)；磷酸循環(huán)箱(1054)底部出口連接至第三脫氣膜組件(1053)殼程入口，第三脫氣膜組件(1053)殼程出口分為兩路，其中一路連接至磷酸循環(huán)箱(1054)底部回流口，另一路收集氮磷復(fù)合肥，磷酸循環(huán)箱(1054)頂部加藥口連接至磷酸加藥箱(1057)出口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置，其特征在于，所述第一脫氣膜組件(1033)管程入口、第二脫氣膜組件(1043)管程入口及第三脫氣膜組件(1053)管程入口均設(shè)置有流量計。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置，其特征在于，所述混合罐(1024)內(nèi)部裝有攪拌裝置(1025)和pH檢測探頭(1026)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置，其特征在于，所述精處理再生廢水儲罐(1000)、精處理樹脂再生廢水濃縮液儲罐(1020)、堿液儲罐(1022)、混合罐(1024)、第一脫氣膜組件(1033)、中間氨水箱(1035)、精處理樹脂再生廢水深度脫氨箱(1050)及磷酸循環(huán)箱(1054)的出口出均設(shè)置有輸送泵。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置，其特征在于，所述第一脫氣膜組件(1033)殼程抽氣口與中間氨水箱(1035)底部入口之間設(shè)置有第一真空泵(1034)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置，其特征在于，所述第二脫氣膜組件(1043)殼程抽氣口與產(chǎn)品氨水箱(1045)入口之間設(shè)置有第二真空泵(1044)。

8.基于權(quán)利要求1至7任一項所述的一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置的回收方法，其特征在于，包括以下步驟：將火電廠精處理再生廢水收集儲存在精處理樹脂再生廢水儲罐(1000)中，用廢水輸送泵輸送至多介質(zhì)過濾器(1002)中，濾除廢水中雜質(zhì)，再經(jīng)高壓泵(1003)升壓后泵入反滲透保安過濾器(1004)進一步去除水中殘存的微量懸浮顆粒、膠體，保安過濾器(1003)出水進入反滲透系統(tǒng)(1005)，經(jīng)過反滲透處理得到的透過液可用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，而得到的濃縮液輸送至濃縮液儲存罐(1020)；經(jīng)濃縮液輸送泵(1021)輸送至混合罐(1024)，與來自堿液儲罐(1022)的NaOH溶液在混合罐(1024)中在攪拌裝置(1025)的攪拌作用下混合均勻，利用混合液輸送泵(1030)將混合液輸送至第一換熱器(1032)，并利用流量計(1031)測定混合液的輸送流量，在第一換熱器(1032)的加熱作用下將混合液溫度提升，升溫后的混合液進入第一脫氣膜組件(1033)的管程，第一真空泵(1034)在第一脫氣膜組件(1033)的殼程進行抽真空，管程混合液中的游離氨在殼程抽真空的作用下透過脫氣膜到達殼程，并溶解在以除鹽水作為吸收液的吸收罐(1035)中，得到雜質(zhì)含量相對較高的中間氨水；將中間氨水輸送至第二換熱器(1042)，并利用流量計(1041)測定中間氨水的輸送流量，在第二換熱器(1042)的加熱作用下將中間氨水溫度提升，升溫后的中間氨水進入第二脫氣膜組件(1043)的管程，在第二脫氣膜組件(1043)的殼程進行抽真空，中間氨水中的游離氨在殼程抽真空的作用下透過脫氣膜到達殼程，并最終以除鹽水作為吸收液的吸收罐(1045)中，得到低雜質(zhì)含量的高純度氨水；脫除氨氮的濃縮廢水被輸送至中間廢水儲罐(1050)，經(jīng)中間廢水輸送泵(1051)輸送至第三脫氣膜組件(1053)的管程，利用磷酸循環(huán)泵(1055)實現(xiàn)磷酸吸收液在第三脫氣膜組件(1053)的殼程的循環(huán)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置的回收方法，其特征在于，還包括以下步驟：當(dāng)磷酸吸收液中設(shè)定量的磷酸已轉(zhuǎn)化為磷酸氫二銨溶液時，由磷酸加藥箱(1057)向磷酸循環(huán)箱(1054)中補充新的磷酸，而磷酸氫二銨副產(chǎn)物作為氮磷復(fù)合肥用于園區(qū)的綠化，經(jīng)過深度脫氨的廢水中氨含量降低至3mg/L以下。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置的回收方法，其特征在于，所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～30％，利用氫氧化鈉溶液將廢水pH調(diào)節(jié)至11.5以上；所述升溫度為40℃～60℃，所用熱源可采用電廠乏汽，實現(xiàn)對廢熱的回收利用，同時降低能耗。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置及方法，通過多級真空脫氨耦合膜吸收脫氨工藝對樹脂再生廢水進行處理，對其中的氨氮進行回收利用，得到可直接回用于爐水pH調(diào)節(jié)的高品質(zhì)氨水，減少氨氮的排放，并實現(xiàn)氨資源的循環(huán)利用。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下方式實現(xiàn)：

一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置，包括精處理再生廢水儲罐、多介質(zhì)過濾器、反滲透高壓泵、保安過濾器、反滲透、精處理樹脂再生廢水濃縮液儲罐、堿液儲罐、混合罐、第一換熱器、第一脫氣膜組件、中間氨水箱、第二換熱器、第二脫氣膜組件、產(chǎn)品氨水箱、精處理樹脂再生廢水深度脫氨箱和第三脫氣膜組件；

所述精處理樹脂再生廢水儲罐出口連接至至多介質(zhì)過濾器入口，多介質(zhì)過濾器出口連接至反滲透高壓泵入口，反滲透高壓泵出口連接至保安過濾器的入口，保安過濾器的出口連接反滲透入口，反滲透濃水出口連接至精處理樹脂再生廢水濃縮液儲罐入口；

所述濃縮液儲存罐出口連接至混合罐上部入口，堿液儲罐出口連接至混合罐側(cè)面上部入口，混合罐底部出口連接至至第一換熱器冷側(cè)入口，第一換熱器冷側(cè)出口連接至第一脫氣膜組件管程入口，第一脫氣膜組件管程出口分為兩路，分別連接至混合罐上部回流口和樹脂再生廢水深度脫氨箱側(cè)面上部入口；第一脫氣膜組件殼程抽氣口連接至中間氨水箱底部入口；

所述中間氨水箱底部出口連接至第二換熱器冷側(cè)入口，第二換熱器冷側(cè)出口連接至第二脫氣膜組件管程入口，第二脫氣膜組件管程出口分為兩路分別連接至中間氨水箱上部回流口和反滲透入口；第二脫氣膜組件殼程抽氣口連接至產(chǎn)品氨水箱入口；

所述精處理樹脂再生廢水深度脫氨箱底部出口連接至第三脫氣膜組件管程入口，第三脫氣膜組件管程出口分為兩路，其中一路連接至精處理樹脂再生廢水深度脫氨箱上部回流口，另一路作為脫氨完成的高鹽廢水。

作為本發(fā)明的進一步改進，還包括磷酸循環(huán)箱以及磷酸加藥箱；

磷酸循環(huán)箱底部出口連接至第三脫氣膜組件殼程入口，第三脫氣膜組件殼程出口分為兩路，其中一路連接至磷酸循環(huán)箱底部回流口，另一路收集氮磷復(fù)合肥，磷酸循環(huán)箱頂部加藥口連接至磷酸加藥箱出口。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述第一脫氣膜組件管程入口、第二脫氣膜組件管程入口及第三脫氣膜組件管程入口均設(shè)置有流量計。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述混合罐內(nèi)部裝有攪拌裝置和pH檢測探頭。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述精處理再生廢水儲罐、精處理樹脂再生廢水濃縮液儲罐、堿液儲罐、混合罐、第一脫氣膜組件、中間氨水箱、精處理樹脂再生廢水深度脫氨箱及磷酸循環(huán)箱的出口出均設(shè)置有輸送泵。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述第一脫氣膜組件殼程抽氣口與中間氨水箱底部入口之間設(shè)置有第一真空泵。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述第二脫氣膜組件殼程抽氣口與產(chǎn)品氨水箱入口之間設(shè)置有第二真空泵。

一種用于電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水的氨氮回收裝置的回收方法，包括以下步驟：

將火電廠精處理再生廢水收集儲存在精處理樹脂再生廢水儲罐中，用廢水輸送泵輸送至多介質(zhì)過濾器中，濾除廢水中雜質(zhì)，再經(jīng)高壓泵升壓后泵入反滲透保安過濾器進一步去除水中殘存的微量懸浮顆粒、膠體，保安過濾器出水進入反滲透系統(tǒng)，經(jīng)過反滲透處理得到的透過液可用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，而得到的濃縮液輸送至濃縮液儲存罐；

經(jīng)濃縮液輸送泵輸送至混合罐，與來自堿液儲罐的NaOH溶液在混合罐中在攪拌裝置的攪拌作用下混合均勻，利用混合液輸送泵將混合液輸送至第一換熱器，并利用流量計測定混合液的輸送流量，在第一換熱器的加熱作用下將混合液溫度提升，升溫后的混合液進入第一脫氣膜組件的管程，第一真空泵在第一脫氣膜組件的殼程進行抽真空，管程混合液中的游離氨在殼程抽真空的作用下透過脫氣膜到達殼程，并溶解在以除鹽水作為吸收液的吸收罐中，得到雜質(zhì)含量相對較高的中間氨水；

將中間氨水輸送至第二換熱器，并利用流量計測定中間氨水的輸送流量，在第二換熱器的加熱作用下將中間氨水溫度提升，升溫后的中間氨水進入第二脫氣膜組件的管程，在第二脫氣膜組件的殼程進行抽真空，中間氨水中的游離氨在殼程抽真空的作用下透過脫氣膜到達殼程，并最終以除鹽水作為吸收液的吸收罐中，得到低雜質(zhì)含量的高純度氨水；

脫除氨氮的濃縮廢水被輸送至中間廢水儲罐，經(jīng)中間廢水輸送泵輸送至第三脫氣膜組件的管程，利用磷酸循環(huán)泵實現(xiàn)磷酸吸收液在第三脫氣膜組件的殼程的循環(huán)。

還包括以下步驟：

當(dāng)磷酸吸收液中設(shè)定量的磷酸已轉(zhuǎn)化為磷酸氫二銨溶液時，由磷酸加藥箱向磷酸循環(huán)箱中補充新的磷酸，而磷酸氫二銨副產(chǎn)物作為氮磷復(fù)合肥用于園區(qū)的綠化，經(jīng)過深度脫氨的廢水中氨含量降低至3mg/L以下。

所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～30％，利用氫氧化鈉溶液將廢水pH調(diào)節(jié)至11.5以上；

所述升溫度為40℃～60℃，所用熱源可采用電廠乏汽，實現(xiàn)對廢熱的回收利用，同時降低能耗。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明的回收裝置包括精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水儲罐、多介質(zhì)過濾器、反滲透高壓泵、保安過濾器、反滲透膜堆、精處理再生廢水濃縮液儲罐、堿液儲罐、混合罐、換熱器、脫氣膜組件、真空泵、中間氨水箱、產(chǎn)品氨水箱、深度脫氨箱、磷酸加藥箱以及磷酸循環(huán)箱等。該裝置利用膜法脫氨技術(shù)脫除電廠精處理系統(tǒng)樹脂再生廢水中的氨氮，同時解決了脫氨過程中過水蒸氣在滲透壓的作用下攜帶廢水中的無機鹽離子透過脫氣膜到達吸收液導(dǎo)致制得氨水品質(zhì)變差的問題，制得可直接用于爐水pH調(diào)節(jié)的需求的高純度氨水，實現(xiàn)氨資源的循環(huán)利用，減輕了電廠廢水處理的壓力；同時避免因外購氨水質(zhì)量不合格將雜質(zhì)引入系統(tǒng)而導(dǎo)致水汽品質(zhì)變差的問題，并消除電廠以氨水或液氨為氨源時引入危險源的問題；另一方面還可以改善運行人員的工作環(huán)境、減輕現(xiàn)場人員配制氨水的工作負擔(dān)。本發(fā)明針對利用脫氣膜以除鹽水為吸收液，抽真空脫除精處理樹脂再生廢水的過程中，水蒸氣攜帶廢水中的無機鹽離子透過脫氣膜到達吸收液導(dǎo)致制得氨水品質(zhì)變差的技術(shù)難點，引入第二級抽真空脫氨系統(tǒng)，對一級抽真空脫氨得到的中間氨水進行處理，最終得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～2％，雜質(zhì)含量低(以Cl~為例，其濃度低于10μg/L)的高品質(zhì)氨水，可直接回用于爐水pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)氨資源的循環(huán)利用；避免液氨或濃氨水采購、運輸、存儲以及配制環(huán)節(jié)中存在的安全風(fēng)險，改善現(xiàn)場運行人員的工作環(huán)境、并減輕其工作負擔(dān).

（發(fā)明人：郝洪鐸;黃萬啟;張洪博;李新軍;蘇瑋;肖海剛）