利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废气和废水的处理技术，具体属于一种利用烟道气降低碱性含氨污水PH值的装置和方法。
【背景技术】
[0002]根据污水综合排放标准(GB8978— 1996)，污水排放要求pH值控制在6?9。然而很多含氨的污水，包括一些氨氮废水，其PH值往往高于此数值。氨氮废水是工业生产中排放量较大的废弃物之一，一般pH值在7以上废水中氨氮的主要来源是无机氨和氨水的共同作用，PH值低于7的废水氨氮主要源于无机氨。目前降低碱性含氨污水pH值主要还是依赖消耗硫酸和盐酸来实现，处理过程成本较高。有报道表明，二氧化碳可用于降低碱性污水的PH值，且不会在污水中引入新的难处理离子。典型的二氧化碳处理系统是将液态二氧化碳经汽化器汽化并在合适的压力下喷射到废水中，由于二氧化碳需经过降温加压进行液化，因此操作较为繁琐。与此同时，烟道气和碱性氨氮污水均属难治理的废弃物，可以考虑将脱硫降温处理后的烟道气用于降低污水PH值。烟道废气中含有大量的二氧化碳气体，可以利用水溶液进行吸收，例如使用醇胺等溶液，并采用喷雾方法加强气液吸收速率，但是所需要的设备结构往往也比较复杂。
[0003]总之，基于气液接触吸收的废气或废水处理装置大多为立式或塔式结构，其中有些装置的进气还需要加压，装置结构及其操作都显得较为复杂。根据这些技术现状，可以考虑设计结构简单的气液接触吸收装置，以此加快气液的吸收和反应速率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的装置和方法，能利用经一定程度的冷却之后的烟道气中所含的二氧化碳与碱性含氨污水中的氨组分相互反应，降低污水的pH值。
[0005]本发明是通过如下技术方案来实现。
[0006]本发明提供的一种利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的装置，该装置包括一个反应室1，在反应室I的一侧自上而下设有气体进口 8和水出口 7，在反应室I另一侧自上而下设有气体出口 3和水进口 4，反应室I底部设有尾渣出口阀6 ;在反应室I腔内下方安装有超声波雾化片5，在反应室I腔内靠近气体出口 3处安装有除沫器2。
[0007]上述利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的装置，其除沫器2是丝网除沫器。
[0008]上述利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的装置，可以将多个装置进行并联或串联来扩大气液处理能力。
[0009]本发明提供的一种利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的方法，采用上述装置，包括如下步骤:
[0010]a)含氨污水从水进口 4进入反应室I，使超声波雾化片5被浸没于污水之中；
[0011]b)开启超声波雾化片5使污水雾化，雾滴充满反应室I内腔中污水液面以上的空间；
[0012]c)烟道气从气体进口 8进入反应室I，流经反应室I内腔并经过除沫器2，然后从气体出口 3排出；
[0013]d)污水在流经了反应室I内腔之后，从水出口 7排出；
[0014]e)污水中的杂质沉积形成的尾渣通过尾渣出口阀6排出。
[0015]上述步骤a)进入反应室I的污水初始pH值应大于7。
[0016]上述步骤c)进入反应室I的烟道气的初始温度应低于95°C。
[0017]本发明装置结构简单，利用烟道气和含氨污水的相互作用，使烟道气中的二氧化碳和污水中的氨发生反应，从而降低了含氨污水中氨组分的含量，也由此降低了污水的PH值；同时吸收烟道气中的二氧化碳，实现了低碳减排的目的，超声波雾化片的使用也强化了气液接触和反应吸收的效率。本发明的特点在于装置采用了气相和液相自然流动的方式，简单地在装置底部使用雾化片就能强化气液的吸收和反应，这使得装置结构简单，可以常压操作、便于清洗维护，且气液流量便于调控，易于控制和使用；装置规模灵活，可以通过串联或并联来扩大气液处理能力。综上，本发明简单高效、减排优势明显，具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0018]图1是本发明装置示意图。
[0019]图中:1_反应室；2_除沫器；3-气体出口 ；4_水进口 ；5_超声波雾化片；6_尾渣出口阀水出口 ；8_气体进口。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本发明。
[0021]实施例1:
[0022]采用的装置如图1所示，该装置包括一个反应室I，在反应室I的一侧自上而下设有气体进口 8和水出口 7，在反应室I另一侧自上而下设有气体出口 3和水进口 4，反应室I底部设有尾渣出口阀6 ;在反应室I腔内下方安装有超声波雾化片5，在反应室I腔内靠近气体出口 3处安装有除沫器2。
[0023]采用上述装置，利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的方法，包括如下步骤:
[0024]a)含氨污水从水进口 4进入反应室I，使超声波雾化片5被浸没于污水之中；
[0025]b)开启超声波雾化片5使污水雾化，雾滴充满反应室I内腔中污水液面以上的空间；
[0026]c)烟道气从气体进口 8进入反应室1，流经反应室I内腔并经过除沫器2，然后从气体出口 3排出；
[0027]d)污水在流经了反应室I内腔之后，从水出口 7排出；
[0028]e)污水中的杂质沉积形成的尾渣可不定期通过尾渣出口阀6排出。
[0029]本实施例所述的反应室I的尺寸为宽0.1米、长I米、高0.5米，其中的除沫器2是丝网除沫器；进料烟道气温度为50°C，流量为40L/min，其二氧化碳体积含量为3.88% ;进料碱性含氨污水温度为25°C，pH值为10.5，流量为2L/min，其氨的质量含量为0.03% ;在反应室I的内腔中，污水的液位线高度是0.2米；反应室I内腔下方安装的超声波雾化片5沿内腔中轴线排列，共安装了 9个，彼此的中心间距为10cm，每个超声波雾化片5的直径是25mm，谐振频率为1.7MHz，功率是25W ;污水在反应室I中被超声波雾化片所雾化，烟道气中的二氧化碳被污水雾滴吸收并与水中的氨组分相互反应，污水从水出口 7流出后，其pH值降至6.90，pH值的降低效果明显。
[0030]实施例2
[0031]装置及工作流程与实施例1相同，不同之处在于进料碱性含氨污水为含有酚、氰、硫化物等有机物的氨氮污水，pH值为9.90，其游离氨的质量含量为0.03% ;污水从水出口7流出后，其pH值降至8.50，污水中的游离氨组分已经不可测出，处理效果明显。
[0032]实施例3
[0033]工作流程与实施例1相同，不同之处在于是两个装置进行了串联，以便于扩大气液处理能力，进料烟道气流量为80L/min，进料碱性含氨污水流量为4L/min ;污水从串联之后的第二个装置的水出口 7流出后，其pH值降至7.20，pH值的降低效果明显。
[0034]实施例4
[0035]工作流程与实施例1相同，不同之处在于是两个装置进行了并联，以便于扩大气液处理能力；进料烟道气流量为80L/min，进料碱性含氨污水流量为4L/min ;污水从并联的两个装置流出及混合后，其PH值降至7.30，pH值的降低效果明显。
【主权项】
1.一种利用烟道气降低碱性含氨污水PH值的装置，其特征在于，包括一个反应室(I)，在反应室(I)的一侧自上而下设有气体进口(8)和水出口(7)，在反应室(I)另一侧自上而下设有气体出口(3)和水进口(4)，反应室(I)底部设有尾渣出口阀(6);在反应室(I)腔内下方安装有超声波雾化片(5)，在反应室(I)腔内靠近气体出口(3)处安装有除沫器⑵。
2.如权利要求1所述的利用烟道气降低碱性含氨污水PH值的装置，其特征在于，所述的除沫器(2)是丝网除沫器。
3.如权利要求1所述的利用烟道气降低碱性含氨污水PH值的装置，其特征在于，所述的装置是多个装置并联或串联构成的装置。
4.一种利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的方法，其特征在于，采用权利要求1或3所述的装置，包括如下步骤: a)含氨污水从水进口(4)进入反应室(I)，使超声波雾化片(5)被浸没于污水之中； b)开启超声波雾化片(5)使污水雾化，雾滴充满反应室(I)内腔中污水液面以上的空间； c)烟道气从气体进口(8)进入反应室(I)，流经反应室(I)内腔并经过除沫器(2)，然后从气体出口(3)排出； d)污水在流经了反应室(I)内腔之后，从水出口(7)排出； e)污水中的杂质沉积形成的尾渣通过尾渣出口阀(6)排出。
5.如权利要求4所述的一种利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的方法，其特征在于，步骤a)进入反应室(I)的污水初始pH值大于7。
6.如权利要求4所述的一种利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的方法，其特征在于，步骤c)进入反应室(I)的烟道气的初始温度低于95°C。
【专利摘要】本发明提供了一种利用烟道气降低碱性含氨污水pH值的装置和方法。所述的装置包括一个反应室，反应室两侧分别设有气体和水的进出口，底部设有尾渣出口阀，在反应室内腔中安装有超声波雾化片和除沫器。其工作流程包括进入反应室的污水浸没超声波雾化片，并且被超声波雾化片所雾化，雾滴与烟道气进行反应，吸收烟道气中的二氧化碳并与污水中的氨组分相互反应，尾渣出口阀排出沉积的固体杂质。本发明的特点在于采用了气相和液相自然流动的方式，简单地使用雾化片就能强化气液间的吸收和反应，这使得装置结构简单、便于清洗维护，可以常压操作，且气液流量便于调控，易于控制和使用；装置规模灵活，可以通过串联或并联来扩大气液处理能力。
【IPC分类】B01D53-78, B01D53-62, C02F101-16, C02F1-66
【公开号】CN104803465
【申请号】CN201510160178
【发明人】成怀刚, 张云云, 杜志平, 杨凤玲
【申请人】山西大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月7日