专利名称：高效脱氨氮塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业废水的处理设备，具体是涉及一种处理工业氨氮废水的塔设备。
背景技术：
氮是水体中的营养成分，但是当水中氨氮浓度增高时，便会引起水体的富营养性污染，其后果是水生生物疯狂生长，死亡后被微生物分解而消耗大量的氧气，从而使水体严重缺氧，导致水生生物大量死亡，腐败的死亡机体又导致厌氧性微生物的大量繁殖，最终使水体浑浊、恶臭，引起严重的水质污染。国家规定排放废水中氨氮含量不能超过25mg/L。
焦化、化肥、炼油、化工等企业是高浓度氨氮废水的排放大户，其中焦化氨氮废水是由煤的高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的废水，主要含有氨氮、挥发酚、氰化物、焦油、COD等污染物，成分复杂，污染物浓度高，难以生化降解，危害性大。特别是其中的氨氮更是难以脱除达标，成为了治理焦化废水的关键难题。
多年来，国内外对氨氮废水的处理方法进行了大量研究和开发，不断寻求脱除氨氮的新途径。迄今为止，开发出了诸如硝化反硝化法、吹脱法、离子交换法、折点氯化法等多种处理办法。虽然氨氮废水的处理方法很多，但是都存在着基建投资大、运行成本高、处理量小的缺点，氨氮脱除指标难以达到国家GB 8978-1996《污水综合排放标准》规定的排放标准(一级标准氨氮小于15mg/L，二级标准氨氮小于25mg/L)，对于高浓度(大于5000mg/L)的氨氮废水更是缺乏有效办法。
CN1367147A公开了一种高浓度氨氮废水的处理办法，是依次向废水中加入碱性复合化剂生石灰和过氧化钙以及氢氧化钠、过硼酸钠和脱氮剂，搅拌反应后进行曝气，最后加入絮凝剂，在絮凝剂的作用下沉降、分离。该脱氮剂可以用于处理6000mg/L以下的高浓度氨氮废水。
我们使用发明人提供的上述脱氮剂进行了小试，证明确实可以将高浓度焦化氨氮废水中的氨氮组分脱除到微量，并将水中其它污染物得到最大限度的脱除，处理后排放水各项指标达到国家一级或二级排放标准。
进一步的开发过程却遇到了严重困难，脱氨氮需要进行充分曝气，然而，上述脱氮剂在曝气时会产生大量的泡沫，这些泡沫厚厚地覆盖在废水表面，使反应产物无法及时去除，化学反应无法进行彻底，不仅严重影响脱氮效果，也使废水处理过程难于正常操作。另外，在废水的处理过程中也需要有足够长的停留时间，且在停留期间不能出现返混，否则出水的质量无法保证。经我们试验了多种废水处理设备，都远远达不到小试的测试效果，无法规模放大进行工业化应用。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述脱氮剂的使用性能和反应特点，设计出一种适合于该脱氮剂的高效脱氨氮塔，以将高浓度氨氮废水一次脱除到排放标准。
本实用新型的脱氨氮塔包括塔体和固定安装在塔体上的废水进口管、处理水出口管、进空气管和放散管，塔体内自上而下依次布置有液体分布管、除沫器、塔板和空气分布器，液体分布管与废水进口管相连，空气分布器连接进空气管。
其中塔体的直径可以根据废水处理量的大小决定，但应满足塔体高度与直径的比例H∶D＝5～10∶1的条件，塔体的材质可以是碳钢、不锈钢、复合钢板或者碳钢衬胶等。
本实用新型的脱氨氮塔采用多层塔板式结构。多层塔板的结构设计充分考虑了脱氮剂的曝气特点，对气液传质和曝气反应过程进行了加强，解决了泡沫、曝气反应以及产物分离等一系列问题，使设备能够正常操作和运行。在此基础上，可以采用诸如泡罩、浮阀、筛板、舌形、栅板等多种形式的塔板。
本实用新型在塔底进空气管上连接有空气分布器，以保证空气在塔截面上的分布均匀，同时，本实用新型在塔内也没有设置曝气头，而是利用塔板对气体进行多次分布。与其它塔设备不同，本实用新型的废水进口管与液体分布管设置在了除沫器的上方，这样的设置可以有效地防止泡沫逸散到塔外，使设备能够正常操作和运行。
用于排放处理水的处理水出口管安装在塔体的底封头上，塔体顶封头上安装有排放废气的放散管，放散管的直径与塔体直径应满足d∶D＝1～2∶5的比例关系。
本实用新型的脱氨氮塔主要用于处理焦化氨氮废水，另外也可以用于其它工业排放氨氮废水的处理。
本实用新型的工作原理是加入脱氮剂并调节好PH值的焦化氨氮废水从塔顶废水进口管进入塔内，经液体分布管分布后，通过除沫器，落入到塔板上，经过多次的气液传质和曝气反应后，最后的处理水从塔底处理水出口管流出塔外；空气由鼓风机从进空气管鼓入塔内，经空气分布器分布，向上进入塔板层，再经过除沫器和液体分布管后，从塔顶放散管排出塔外。在上述过程中，氨氮废水在塔板表面充分进行化学反应和曝气，将废水中的铵盐转化成游离氨，通过气液的逆向流动，空气与废水在塔板表面不断接触而充分气液传质，使废水中的氨氮不断释放到气体中，实现废水中氨氮的完全脱除。
本实用新型的脱氨氮塔可以将大于5000mg/L的高浓度氨氮废水一次性脱除到微量，效率达到100％，完全达到国家排放标准，同时，还能不同程度地脱除酚、氰、COD等污染物质，脱除酚、氰的效率为60％左右，脱除COD的效率大于50％。氨氮脱除后，有利于废水的后续生化处理，为出水全面达标提供了有效保证。
本实用新型的脱氨氮塔操作简单，运行费用低，维修维护方便，便于进行规模放大，而且设备集中，节省场地。本实用新型的脱氨氮塔在总气液比减小的同时，极大地强化了塔板上的曝气量，既降低了动力消耗和运行成本，又提高了处理量。经过一段时间的试运行考察，设备运行稳定、可靠，出水数据不会大起大落，对处理不同浓度的氨氮废水均有很强的适应性，克服了其它类型设备的不利因素，极大地提高了设备的可操作性，是一种崭新的焦化氨氮废水处理设备。
图1是本实用新型脱氨氮塔的结构示意图。
具体实施方式
脱氨氮塔的结构如图1所示，由碳钢制成的塔体11固定连接在底座板6上，上、下分别用顶封头14和底封头8封闭，在底封头8上固定安装有处理水出口管7并伸出塔外，顶封头14上设置有放散管1通向大气中。
在塔体11内的中间设置有多层筛板式塔板4，以及每层塔板4上配置的降液管3，塔板4的最下方设置有空气分布器5，并连接固定在塔体11上的进空气管10，液体分布管13同样连接固定在塔体11上的废水进口管2后，设置在塔体11内的顶封头14下方，除沫器12设置在液体分布管13与塔板4之间，在塔体11的下部还安装有一个液位计9。
将加入脱氮剂并调节好PH值的焦化氨氮废水从塔顶废水进口管2通入塔内，由液体分布管13分布，并穿过除沫器12后，落入到塔板4上，并经降液管3落入下一层塔板4上；空气由鼓风机从进空气管10鼓入塔内，经空气分布器5分布，向上进入塔板层，通入的气液比小于500。通过气液的逆向流动，空气与废水在塔板表面不断接触，充分进行化学反应和曝气，经过反复多次的气液传质，使废水中的氨氮不断释放到气体中，实现废水中氨氮的完全脱除。最后通过所有塔板层的处理水从塔底的处理水出口管流出塔外，穿过塔板层的气体也经过除沫器12和液体分布管13后，从塔顶放散管1排出塔外。
本实用新型的设备在山西省太原市清徐东盛焦化厂直接用于处理蒸氨之前的剩余氨氮废水，当时剩余氨氮废水中的氨氮含量高达5832.42mg/L，将其一次通过脱氨氮塔，出水氨氮指标下降到11.84mg/L，达到了国家一级排放标准。
权利要求1.一种脱氨氮塔，包括塔体和固定安装在塔体上的废水进口管、处理水出口管、进空气管和放散管，其特征是在塔体内安装有多层结构的塔板，塔板上方安装有除沫器，液体分布管与废水进口管相连，安装在除沫器的上方，空气分布器与进空气管连接，安装在塔板的下方，处理水出口管安装在塔体的底封头上，放散管安装在塔体的顶封头上。
2.根据权利要求1所述的脱氨氮塔，其特征是所述的塔板是泡罩、浮阀、筛板、舌形、栅板中的一种。
3.根据权利要求1所述的脱氨氮塔，其特征是塔体高度与直径的比例H∶D＝5～10∶1。
4.根据权利要求1所述的脱氨氮塔，其特征是放散管直径与塔体直径的比例d∶D＝1～2∶5。
专利摘要本实用新型涉及一种处理工业氨氮废水的脱氨氮塔，包括塔体和固定安装在塔体上的废水进口管、处理水出口管、进空气管和放散管，塔体内自上而下依次布置有液体分布管、除沫器、塔板和空气分布器，液体分布管与废水进口管相连，空气分布器连接进空气管，处理水出口管安装在塔体的底封头上，顶封头上安装有放散管。本实用新型的脱氨氮塔可以将大于5000mg/L的高浓度氨氮废水一次性脱除到国家排放标准，主要用于处理焦化氨氮废水，另外也可以用于其它工业排放氨氮废水的处理。
文档编号C02F1/00GK2737778SQ200420091999
公开日2005年11月2日 申请日期2004年10月26日 优先权日2004年10月26日
发明者张湃, 王小宁 申请人:王小宁, 张湃