专利名称：一种降膜法高效脱氮器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于废水处理技术领域，涉及ー种脱氮用降膜接触塔，具体涉及ー种降膜法高效脱氮器。
背景技术：
我国环境保护虽然 取得积极进展，但环境形势依然严峻，根据相关统计，截止2010年12月，我国污水处理设施已投产总数为1521座，全国污水处理厂总处理能力达到8643万吨/日，城镇生活污水对环境的污染状况得到很大改善，エ业污染逐步成为环境污染的主要因素。エ业废水虽然总量比生活污水量小，但具有污染物浓度高、处理难度大、毒性强等特点，因此エ业废水对环境的影响程度不容忽视。近年来，我国煤化工、盐化工、医药、石化等行业非常活跃，产能大幅上升，随之产生的废水量也急速増加。这些行业产生的废水氨氮含量基本在300-500mg/L，一般采取以强制生化为主的エ艺流程。根据项目运行情況，采取强制生化的エ艺方案处理高氨氮废水，需要投加大量的碳源和纯碱，综合运行成本高达9-17元/吨水，同时氨氮的去除效果不稳定。为了改善高氨氮废水的治理效果，降低运行成本，部分项目采用吹脱塔预脱氮，但容易造成填料堵塞，维护管理不便，且普通吹脱塔脱氮效率仅60%左右。因此，采取经济可行的预处理措施，提高氨氮去除效率，降低生化脱氮的负荷，可望很好的改善高氨氮废水的处理效果。
发明内容本实用新型的目的是提供一种降膜法高效脱氮器，能够克服吹脱塔填料易堵塞，维护管理不便，脱氮效率低的缺陷，实现液膜厚度控制和减轻填料表面结垢，达到高效脱氮的技术效果。本实用新型所采用的技术方案是一种降膜法高效脱氮器，包括上端开ロ的筒体(I)和筒体上部的进水口(3)、底部的进风ロ(10)和出液ロ(12)，其特征在于，所述的筒体(I)内，自上而下分布收水器(2)、布水装置、液膜分散器(9 )和集液斗(11)，集液斗(11)连接出液ロ( 12 )，进风ロ( 10 )在液膜分散器(9)和集液斗(11)之间；所述的布水装置包括沿筒体(I)径向设置的旋转布水管(5)，由驱动装置(4)驱动绕筒体(I)中心轴旋转，旋转布水管(5)连接进水ロ(3)并设置ー组雾化喷头(6);液膜分散器(9)包括隔板和隔板下方的ー组沿筒体轴向均匀分布的列管，隔板平面上每ー根列管的上方设置锥形物料斗(8)，列管内壁的上端依次分布环形设置的螺纹匀水槽(13)和毛细气囊(14);布水装置和液膜分散器(9)之间为缓冲腔(7)。所述的收水器为波形折板，捕捉随气流上升的雾化液体。所述的雾化喷头孔径2 4_，流量系数12. 3^19. 5。通过雾化喷头和缓冲腔的设置，可使废水物料均布，同时使其粒径细化和预先液膜化。所述的锥形物料斗与列管同轴设置，锥底直径与列管内径相同。所述的螺纹匀水槽为列管内壁上的ー组环形毛细凹槽，高度约30_40mm。螺纹匀水槽对沿锥形物料斗下降的物料进行二次分配，使物料沿液膜分散器列管内壁的圆周均布，确保物料不会顺毛细气囊成线性下降。本实用新型的降膜法高效脱氮器在列管内设置液膜控制装置，即为毛细气囊。所述的毛细气囊采用薄不锈钢片制作，沿列管内壁成环形布置，下部固定在列管内壁上，上端插入列管内壁上的滑槽密封。毛细气囊内设有进气管，空气通过进气管进入毛细气囊。毛细气囊内的相对压强控制在5 10kPa。调整毛细气囊内的气压将改变毛细气囊的高度和倾斜角度，进而影响物料与毛细气囊粘附力，控制液膜厚度。采用所述的高效脱氮装置脱除废水中氨氮的方法，是将废水和空气在所述的高效脱氮装置中逆流接触，经布水装置和液膜分散器，使废水在液膜分散器的列管表面形成薄膜，在气液接触过程中实现氨氮脱除，包括以下步骤I)、废水由进水口(3)进入降膜法高效脱氮器，通过转动的旋转布水管(5)上的雾化喷头(6)向下喷射，使废水在筒体(I)截面上均匀分配；2)、废水通过雾化喷头(6)后，成雾化状态进入缓冲腔(7)，均匀附着在液膜分散器(9)上端的锥形物料斗(8)内；3)、进入锥形物料斗(8)的废水沿液膜分散器(9)上部的螺纹匀水槽(13)进行ニ次布料；4)、二次布料后的废水沿毛细气囊(14)下降，在列管内壁形成液膜，调整毛细气囊
(14)内的气压，改变废水形成的液膜厚度；5)、空气从进风ロ(10)通入筒体(I)内，在液膜分散器(9)列管内与液膜逆流接触，在气液接触过程中脱除氨氮。通过调整废水的水温、pH、风量和液膜厚度的參数组合，可以达到理想的去除率。所述的废水在进入降膜法高效脱氮器前可先进行沉淀和PH调节等预处理。本实用新型的有益效果是本实用新型的降膜法高效脱氮器，通过二次布水及液膜控制，能够实现废水在列管内壁上的均匀分布和液膜厚度控制，并减轻列管表面结垢，达到高效脱氮的效果，同时液膜分散器为中空结构，便于定期清理污垢。采用本实用新型的装置脱除废水氨氮，NH3-N去除率可达到92-97%，能够有效降低动カ消耗、药剂成本和维护检修得难度。具体包括①使用本实用新型的装置进行氨氮脱除，气水比由20-40:1降低到8-12:1，调节pH值的石灰消耗量降低7g/m3左右，电能消耗降低O. 14-0. 3kff. h/吨水。②布水装置与液膜分散器两次布水，废水成膜时在列管内壁分布均匀，并通过毛细气囊实现液膜厚度控制。③由于气液接触面大幅提高，NH3-N去除率可提高20-35%，NH3-N去除率可达到92-97%。④液膜分散器采用中空结构，解决了传统吹脱塔填料堵塞的问题，不存在填料堵塞现象，方便维护管理。⑤单个液膜分散器为独立结构，可逐个清洗和更换。[0029]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细描述。本实用新型的保护范围并不以具体实施方式
为限，而是由权利要求加以限定。
图I是本实用新型的降膜法高效脱氮器的结构示意图。图中1、筒体，2、收水器，3、进水口，4、驱动装置，5、旋转布水管，6、雾化喷头，7、缓冲腔，8、锥形物料斗，9、液膜分散器，10、进风ロ，11、集液斗，12、出液ロ。图2是液膜分散器列管上端的结构示意图。图中13、螺纹匀水槽，14、毛细气囊，16、紫铜进气管。 图3是图2中A部分的局部放大图。图中14、毛细气囊，15、滑槽密封，16、紫铜进气管，17、固定密封。
具体实施方式
本实用新型的降膜法高效脱氮器，属于ー种降膜接触塔，具体结构參见图I。所述的降膜法高效脱氮器，包括上端敞ロ的圆柱形筒体1，筒体I上部设置进水口3，下部设置进风ロ 10，底部为出液ロ 12，在筒体I内，自上而下分布收水器2、布水装置、液膜分散器9和集液斗11，集液斗11连接出液ロ 12，进风ロ 10在液膜分散器9和集液斗11之间。 所述的收水器2为波形折板，用以捕捉随气流上升的雾化液体。所述的布水装置包括沿筒体I径向设置的旋转布水管5，由驱动装置4驱动绕筒体I中心轴旋转，旋转布水管5连接进水ロ 3，进水从旋转轴正下方进入旋转布水管5中心。旋转布水管5设置ー组雾化喷头6，雾化喷头6的孔径2 4mm，流量系数12. 3^19. 5。液膜分散器9包括隔板和隔板下方的ー组沿筒体轴向均匀分布的列管。隔板平面上每ー根列管的上方同轴设置锥形物料斗8，锥底直径与列管内径相同。布水装置和液膜分散器9之间为缓冲腔7。如图2所示，列管内壁的上端依次分布环形设置的螺纹匀水槽13和毛细气囊14。螺纹匀水槽13为列管内壁上的ー组平行的环形毛细凹槽，总高度约30-40mm。本实用新型的降膜法高效脱氮器在列管内设置毛细气囊14，形成液膜控制装置。如图2、3所示，所述的毛细气囊14采用O. Imm厚的不锈钢片制作，沿列管内壁成环形布置，下部由固定密封17固定在列管内壁上，上端插入列管内壁的滑槽密封15内，在滑槽密封15内橡胶垫片的作用下保持毛细气囊14内的气压相对恒定。毛细气囊内的气体可来源于仪用空气，减压后通过列管上的紫铜进气管16进入毛细气囊14。毛细气囊14内的相对压强控制在5 lOkPa。采用上述高效脱氮装置脱除废水中氨氮的方法，废水和空气在所述的高效脱氮装置中逆流接触，在气液接触过程中实现氨氮脱除，包括以下步骤I) 混凝沉淀通过混凝沉淀去除废水中的悬浮物等杂质，避免液膜分散器堵塞，出水浊度控制在20NTU以下。2) 调节废水温度、pH值混凝沉淀后的出水调节温度和pH值，温度控制在3(T35°C，pH控制在l(Tll。[0049]3) 物料均布调节温度和pH值后的废水由水泵提升，经过布置在旋转布水管上的雾化喷头向缓冲腔布水，喷头孔径2 4mm，流量系数12. 3^19. 5，雾化废水的体积中位数直径(VMD)为3400-4300um ;中度雾化的废水在缓冲腔调节后均匀分布在液膜分散器的隔板上，收集在液膜分散器上端的锥形物料斗内，并沿液膜分散器上端的螺纹匀水槽进行二次分配，使废水在通过毛细气囊时，沿液膜分散器列管圆周的物料分配更加均匀。4) 液膜厚度控制二次布料后的废水沿毛细气囊下降，在列管内壁形成液膜，根据水量和脱氮效率，调节毛细气囊的进气压力，通过调节毛细气囊的膨胀程度，进而实现液膜厚度的调整，毛细气囊的相对压强控制在5 10kPa，液膜厚度控制在O. 3^0. 4mm。5) 风量调整 空气从进风ロ通入筒体内，根据水量和脱氮效率，调节风量，气水比控制在8 12
Io6)氨氮脱除空气在液膜分散器列管内与液膜逆流接触，在气液接触过程中脱除氨氮。脱除氨氮后的废水由集液斗收集后，从出液ロ流出。实施例I设计2m3/h处理能力的降膜法高效脱氮器(降膜接触塔)I台，其结构參见图I。安装于煤化工渣水处理装置的混凝沉淀池后，降膜接触塔出水进调节池，与地面冲洗水、生活污水、硫回收废水等混合后进行生化处理。降膜接触塔筒身直径I. 6m,筒身总高3. 8m,列管直径10臟，计算液膜厚度O. 48mm,鼓风机风量O. 3m3/min，气水比为9 : 1，进降膜接触塔时pH为10. 3-10. 6，水温控制在30^35 0C ο装置经过6天调试，正常连续运行30天，共处理废液1440m3，累计耗电92. 8kffh,消耗石灰134. 5kg (石灰纯度约60%)，折算平均电耗约O. 065kffh/吨水，石灰93. 4g/吨水。在进水NH3-N介于700-800mg/L的情况下，降膜接触塔出水NH3-N含量约42_56mg/L, NH3-N去除率约94%。液膜分散器内壁结垢厚度O. 37mm，在3%浓度的HCl溶液中浸泡IOmin后以清水冲洗，内壁结垢现象完全消除。实施例2设计2m3/h处理能力的降膜法高效脱氮器(降膜接触塔)I台，其结构參见图I。安装于煤化工变换エ段排水处理装置的混凝沉淀池后，降膜接触塔出水进调节池，与地面冲洗水、生活污水、硫回收废水等混合后进行生化处理。降膜接触塔筒身直径I. 6m,筒身总高3. 8m,列管直径10臟，计算液膜厚度O. 48mm,鼓风机风量O. 37m3/min，气水比为11 : 1，进降膜接触塔时pH为10. 5_11，水温控制在30^35 0C ο装置经过5天调试，正常连续运行42天，共处理废液2016m3，累计耗电160. 3kffh,消耗石灰135kg (石灰纯度约60%)，折算平均电耗约O. 080kffh/吨水，石灰66. 96g/吨水。在进水NH3-N介于200-300mg/L的情况下，降膜接触塔出水NH3-N含量约16_18mg/L, NH3-N去除率约93%。液膜分散器内壁结垢厚度O. 44mm，在3%浓度的HCl溶液中浸泡IOmin后以清水冲洗，内壁结垢现象完全消除。本实用新型的降膜法高效脱氮器在吹脱NH3-N方面切实有效，去除率高达90%以 上，能够解决传统吹脱法填料结垢堵塞、难清理的问题，有效的降低装置运行能耗，检修方便。本实用新型易于规模化推广使用，具有重要意义。
权利要求1.一种降膜法高效脱氮器，包括上端开ロ的筒体(I)和筒体上部的进水口(3)、底部的进风ロ(10)和出液ロ(12)，其特征在于，所述的筒体(I)内，自上而下分布收水器(2)、布水装置、液膜分散器(9)和集液斗(11)，集液斗(11)连接出液ロ( 12)，进风ロ( 10)在液膜分散器(9)和集液斗(11)之间；所述的布水装置包括沿筒体(I)径向设置的旋转布水管(5)，由驱动装置(4)驱动绕筒体(I)中心轴旋转，旋转布水管(5)连接进水ロ(3)并设置ー组雾化喷头(6);液膜分散器(9)包括隔板和隔板下方的ー组沿筒体轴向均匀分布的列管，隔板平面上每ー根列管的上方设置锥形物料斗(8)，列管内壁的上端依次分布环形设置的螺纹匀水槽(13)和毛细气囊(14);布水装置和液膜分散器(9)之间为缓冲腔(7)。
2.根据权利要求I所述的降膜法高效脱氮器，其特征在于，所述的收水器(2)为波形折板，捕捉随气流上升的雾化液体。
3.根据权利要求I所述的降膜法高效脱氮器，其特征在于，所述的雾化喷头(6)孔径2 4_，流量系数12. 3^19. 5。
4.根据权利要求I所述的降膜法高效脱氮器，其特征在于，所述的锥形物料斗(8)与列管同轴设置，锥底直径与列管内径相同。
5.根据权利要求I所述的降膜法高效脱氮器，其特征在于，所述的螺纹匀水槽(13)为列管内壁上的一组环形毛细凹槽，高度30-40mm。
6.根据权利要求I所述的降膜法高效脱氮器，其特征在于，所述的毛细气囊(14)采用薄不锈钢片制作，沿列管内壁成环形布置，下部固定在列管内壁上，上端插入列管内壁上的滑槽密封(15);毛细气囊(14)内设有进气管(16)，毛细气囊(14)内的相对压强为5 lOkPa。
专利摘要一种降膜法高效脱氮器，包括筒体、进出液口和进气口，筒体内自上而下分布收水器、布水装置、液膜分散器和集液斗；所述的布水装置包括旋转布水管，由驱动装置驱动绕筒体中心轴旋转，旋转布水管连接进水口并设置一组雾化喷头；液膜分散器包括隔板和隔板下方的一组沿筒体轴向均匀分布的列管，隔板平面上每一根列管的上方设置锥形物料斗，列管内壁的上端依次分布环形设置的螺纹匀水槽和毛细气囊；布水装置和液膜分散器之间为缓冲腔。本实用新型的降膜法高效脱氮器，通过二次布水及液膜控制，能够实现废水在列管内壁上的均匀分布和液膜厚度控制，减轻列管表面结垢，达到高效脱氮的效果。
文档编号C02F1/20GK202415212SQ20112052400
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者汪亮亮, 汪洋 申请人:汪亮亮, 汪洋