一种一体化疏水膜脱氨氮实验装置的制作方法

本实用新型属于脱氨氮技术领域，尤其是涉及一种一体化疏水膜脱氨氮实验装置。

背景技术：

氨氮废水主要来源于化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等，大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，给水处理的难度和成本加大，甚至对人群及生物产生毒害作用。

氨氮废水一直以来都属于难处理的废水，采用传统的吹拖、汽提等方法来处理氨氮废水时，氨氮的含量最低只能降到70-80mg/l，远远不能达到氨氮废水的排放标准，而且目前工业上使用的氨氮废水处理装置体积较大，不能进行小型的实验，因此不能快速的确定实验参数与技术工艺。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种一体化疏水膜脱氨氮实验装置，以解决现有的装置处理氨氮废水效果较差，且体积较大，不能进行小型的实验的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种一体化疏水膜脱氨氮实验装置，包括酸吸收液罐、膜组件、废水罐，所述膜组件包括外壳，所述外壳内设有若干具有疏水性的纤维膜丝，所述纤维膜丝呈两端开口的中空状，所述外壳的底部设有废水进口，顶部设有废水出口，下部侧壁设有酸液进口，上部侧壁设有酸液出口，所述纤维膜丝的一端通过灌胶封装在废水出口和酸液出口之间的外壳内壁上，另一端通过灌胶封装在废水进口与酸液进口之间的外壳内壁上，所述废水罐与废水进口之间、废水出口与废水罐之间、酸吸收液罐与酸液进口之间、酸液出口与酸吸收液罐之间均通过管道相连通。

进一步的，连通所述废水罐和废水进口的管道上沿液体流动方向依次串接有第一出料阀、第一放空阀、碱循环泵和进废水阀，连通所述酸吸收液罐和酸液进口的管道上沿液体流动方向依次串接有第二出料阀、第二放空阀、酸循环泵和进酸阀，连通所述废水出口和废水罐的管道上沿液体流动方向依次串接有出膜压力表、废水流量计、废水流量调节阀，连通所述酸液出口和酸吸收液罐的管道上沿液体流动方向依次串接有出壳压力表、酸液流量计、酸液流量调节阀。

进一步的，所述废水罐和酸吸收液罐上均安装有用于测量ph的ph探头。

进一步的，所述纤维膜丝的长度为400-500毫米，所述纤维膜丝22总的外表面积为15-30平方米，壁厚为55-60微米，所述纤维膜丝具有贯通纤维膜丝内外表面的膜孔，膜孔的孔径为0.1-0.2微米，所述纤维膜丝的孔隙率为55-65％。

进一步的，所述纤维膜丝的材质为聚丙烯疏水膜或聚四氟乙烯疏水膜。

进一步的，所述废水罐的顶部设有加碱口，所述酸吸收液罐的顶部设有加酸口，所述废水罐和酸吸收液罐的下部均设有排放口。

进一步的，所述酸液进口的外侧设有均布器，所述均布器包括两端开口的圆筒，所述圆筒的轴线与所述膜组件的轴线相垂直，所述圆筒上均匀开设有若干过液孔。

进一步的，所述外壳呈圆柱状。

进一步的，所述废水罐的底部设有加热装置，所述加热装置包括电加热棒，所述电加热棒通过导线与电源连接，所述废水罐上安装有温度探头。

进一步的，所述废水罐的容积为15-25l，所述酸吸收液罐的容积为15-25l。

相对于现有技术，本实用新型所述的一体化疏水膜脱氨氮实验装置具有以下优势：

(1)本实用新型通过多次循环能够有效地处理氨氮废水，体积小，适合实验室操作，方便移动，灵活性强，实验工艺也方便调整，能够为大规模的氨氮废水的工业化处理提供准备的技术参数的支持；

(2)本实用新型酸液进口的外侧设有均布器，避免酸吸收液流动有死角，提高废水处理效果；

(3)本实用新型废水罐的底部设有加热装置，解决了冬天天气寒冷时，氨氮废水的温度较低，不利于生成氨气，造成废水处理效果不好的问题。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一体化疏水膜脱氨氮实验装置的流程示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一体化疏水膜脱氨氮实验装置的膜组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的一体化疏水膜脱氨氮实验装置的均布器的示意图。

附图标记说明：

1、酸吸收液罐；11、第二出料阀；12、第二放空阀；13、酸循环泵；14、进酸阀；15、出壳压力表；16、酸液流量计；17、酸液流量调节阀；18、ph探头；2、膜组件；21、外壳；22、纤维膜丝；23、废水进口；24、废水出口；25、酸液进口；26、酸液出口；27、均布器；271、圆筒；272、过液孔；3、废水罐；31、第一出料阀；32、第一放空阀；33、碱循环泵；34、进废水阀；35、出膜压力表；36、废水流量计；37、废水流量调节阀；38、温度探头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种一体化疏水膜脱氨氮实验装置，如图1-3所示，包括酸吸收液罐1、膜组件、废水罐3。所述酸吸收液罐1内盛放有稀硫酸，所述废水罐3内盛放有氨氮废水，由于稀硫酸为强酸，且进料前需把氨氮废水调节为强碱性，因此使用及加料时需戴防护手套及其它防护用具，以免受伤。

所述膜组件包括圆柱状的外壳21，所述外壳21内设有若干具有疏水性的纤维膜丝22，所述纤维膜丝22呈两端开口的中空状。所述外壳21的底部设有废水进口23，顶部设有废水出口24，下部侧壁设有酸液进口25，上部侧壁设有酸液出口26。注意氨氮废水中不得含有醇、醛、酮、醚及表面活性剂等成分，新的氨氮废水实验前需要向厂家咨询或表面张力不得低于65mg/l，防止疏水性的纤维膜丝22变性损坏。

所述纤维膜丝22的两端分别通过灌胶在废水出口24和酸液出口26之间、以及废水进口23与酸液进口25之间的外壳21封装连接，所述废水罐3通过管道与废水进口23相连通，所述废水出口24通过管道与废水罐3相连通，所述酸吸收液罐1通过管道与酸液进口25相连通，所述酸液出口26通过管道与酸吸收液罐1相连通。

连通所述废水罐3和废水进口23的管道上沿液体流动方向依次串接有第一出料阀31、第一放空阀32、碱循环泵33和进废水阀34，连通所述酸吸收液罐1和酸液进口25的管道上沿液体流动方向依次串接有第二出料阀11、第二放空阀12、酸循环泵13和进酸阀14，连通所述废水出口24和废水罐3的管道上沿液体流动方向依次串接有出膜压力表35、废水流量计36、废水流量调节阀37，连通所述酸液出口26和酸吸收液罐1的管道上沿液体流动方向依次串接有出壳压力表15、酸液流量计16、酸液流量调节阀17。装置不使用时，需将全部阀门关闭。

所述废水罐3和酸吸收液罐1上均安装有用于测量ph的ph探头18，ph探头18采用sp1001型工业ph酸碱度传感器，测量单位为0-14.00，材质为ppo(聚苯醚)，漂移度小于等于0.03ph/24hours。ph探头18随时监控废水罐3和酸吸收液罐1内液体的ph值，给操作人员提供参考。

所述纤维膜丝22的材质为聚丙烯疏水膜或聚四氟乙烯疏水膜，长度为400-500毫米，所述纤维膜丝22总的外表面积为15-30平方米，壁厚为55-60微米，所述纤维膜丝22具有贯通纤维膜丝22内外表面的膜孔，膜孔的孔径为0.1-0.2微米，所述纤维膜丝22的孔隙率为55-65％，优选所述纤维膜丝22的个数为2000根。所述纤维膜丝22的壁厚能够保证强度，防止所述纤维膜丝22的断裂或损坏。

所述废水罐3的顶部设有加碱口，所述酸吸收液罐1的顶部设有加酸口，所述废水罐3和酸吸收液罐1的下部均设有排放口。当氨氮废水浓度较高时，随着循环进行，酸吸收液罐1中的溶液浓度也会随着升高，当达到一定浓度，脱氨效果不好时需要补酸或更换，更换时需将溶液小心放出并放在安全指定地点，防止发生意外。

为避免酸吸收液流动有死角，提高废水处理效果，所述酸液进口25的外侧设有均布器27，所述均布器27包括两端开口的圆筒271，所述圆筒271的轴线与所述膜组件的轴线相垂直，所述圆筒271上均匀开设有若干过液孔272。

冬天天气寒冷时，氨氮废水的温度较低，不利于生成氨气，造成废水处理效果不好。为解决上述问题，所述废水罐3的底部设有加热装置，所述加热装置包括电加热棒，所述废水罐3的底部开设有通孔，通孔内有内螺纹，所述电加热棒的端部螺纹连接于所述通孔内，所述电加热棒通过导线与电源连接，此外，为实时监控废水罐3内废水的温度，所述废水罐3上安装有温度探头38。温度探头38采用hb_7000型智能调节器。此外，还可以对废水罐3内的温度进行自动调节，调节方式为智能pid调节，具有手动控制功能，调节范围为0-50摄氏度。

所述废水罐3的容积为15-25l，所述酸吸收液罐1的容积为15-25l，体积小，适合实验室操作，方便移动，灵活性强，能够快速的确定工艺的技术参数，来处理氨氮废水，为大规模的工业化处理提供了强有力的技术参数的支持。

装置安装时需做接地处理，实验时，温度一般以20～35℃为宜。建议进水ss<20mg/l，实验完成后需清空装置内液体。

本实用新型的工作过程为：

试验开始前，需将酸液的ph值调整到1-2之间，把氨氮废水的ph调节到不小于9.4，优选10.5～11左右，ph下降后需要补碱。试验运行时，手动打开进废水阀34、进酸阀14一定开度，第一出料阀31和第二出料阀11全开，启动碱循环泵33和酸循环泵13，根据出膜压力表35和出壳压力表15调节废水阀、进酸阀14的开度，控制出膜压力表35的压力不大于0.1mpa，流量计不超出其量程。

纤维膜丝22的内侧通入氨氮废水，纤维膜丝22的外侧通入酸吸收液，在碱性条件下氨氮废水中的氨离子变成氨分子(nh3)透过膜孔与酸吸收液结合，从而达到降低氨氮废水中氨氮的效果。产水进入废水罐3循环，硫酸氨溶液进入酸吸收液罐1循环。试验完成后，关闭碱循环泵33和酸循环泵13。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。