一种氨氮废水处理装置制造方法
【专利摘要】一种氨氮废水处理装置，其特征是包括氨氮废水池（2）、废水提升泵（12）、流量计（14）、加药装置（15）、高效混凝沉淀器（18）、碱液调节罐（20）、加碱泵（30）、一段废水循环池（39）、一段循环泵（49）、一段一级过滤器（54）、一段二级过滤器（59）、一段真空脱气膜装置（65）、二段废水循环池（71）、二段循环泵（81）、二段过滤器（86）、第二液位计（67）、二段直接接触式脱气膜装置（93）、废酸循环池（98）、酸循环泵（108）和酸过滤器（112），本装置具有：能耗低、资源回收、运行成本低、操作简单、管理方便、无二次污染等特点。
【专利说明】一种氨氮废水处理装置
【技术领域】
[0001]本发明可直接用于钛白粉生产行业的氨氮废水的处理，尤其是一种氨氮废水处理装置。本发明可应用于以下领域:脱气膜技术在氨氮废水处理中的运用；真空脱气膜技术在氨氮废水处理中的运用；直接接触式脱气膜在氨氮废水处理中的运用；酸吸收法在氨氮废水处理中的运用；直接从氨氮废水中回收氨水(资源回收)；直接利用生产中产生的废酸来处理氨氮废水(废物利用)。
【背景技术】
[0002]伴随着工农业生产的发展，氨氮废水的排放量急剧上升，已经成为环境污染中的一个重要因素。它来源相对比较广泛:如含氮有机物的分解；合成氨、焦化、石化、制药、食品等工业废水；以及化肥的使用等等均产生大量的高浓度氨氮废水。随着人们生活水平的提高，氨氮废水带来的危害越来越被人们所重视。国内外的许多专家都对此进行了多方面的研究，形成了氨吹脱法、化学沉淀法、离子交换法、折点氯化法、生物脱氨法等技术。本专利中涉及的废水为钛白粉生产行业的氨氮废水，它主要是在钛白粉生产过程中加入氨水脱硫，形成硫酸氨所致。由于在钛白粉生产过程当中有机物含量极少，所以生物法脱氮受到较大限制，而其他的这些处理方法中都存在着像:二次污染、成本高、去除率相对较低、资源无法回收等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种氨氮废水处理装置，本发明是利用真空脱气膜和直接接触式脱气膜相结合的一种全 新的技术。整个工艺过程分为两段。一段是利用真空脱气膜技术，将钛白粉生产过程中产生的氨氮废水中的游离氨从废水中分离出来，从而降低废水中的氨氮浓度。同时将氨充分回收成高浓度的氨水，直接回用于生产或进行销售，降低运行成本。其次，当氨氮浓度降低到一定程度时，逐渐达到气液平衡，此时，如果继续采用真空脱气膜技术来提取氨氮废水中的游离氨的话，效率就非常低。为了提高效率，进一步降低氨氮废水中的氨氮浓度，将经真空脱气膜处理后的氨氮废水，进入二段继续处理。二段是采用直接接触式脱气膜技术，利用钛白粉生产过程中产生的废硫酸，在不增加运行成本的前提下，继续进行脱氨，从而使得氨氮废水中的氨氮浓度能够快速达到预定值。它具有:能耗低、资源回收、运行成本低、操作简单、管理方便无二次污染等特点。
[0004]本发明要解决的主要技术问题有:
[0005]1、如何将氨从氨氮废水中分离出来；
[0006]2、如何将废水中的氨氮浓度降低到预定值；
[0007]3、如何将分离出来的氨制成高浓度的氨水；
[0008]4、如何降低运行成本；
[0009]5、如何防止二次污染。
[0010]本发明的技术方案是:[0011]一种氨氮废水处理装置，其特征是包括氨氮废水池2、废水提升泵12、流量计14、加药装置15、高效混凝沉淀器18、碱液调节罐20、加碱泵30、一段废水循环池39、一段循环泵49、一段一级过滤器54、一段二级过滤器59、一段真空脱气膜装置65、二段废水循环池71、二段循环泵81、二段过滤器86、第二液位计67、二段直接接触式脱气膜装置93、废酸循环池98、酸循环泵108和酸过滤器112，所述氨氮废水池2通过废水提升泵12连接加药装置15和高效混凝沉淀器18，废水提升泵12与加药装置15之间设有流量计14，高效混凝沉淀器18与碱液调节罐20均分别和一段废水循环池39连接，碱液调节罐20与一段废水循环池39之间设有加碱泵30，一段废水循环池39依次通过一段循环泵49、一段一级过滤器54、一段二级过滤器59连接一段真空脱气膜装置65的一侧，一段真空脱气膜装置65的另一侧连接二段废水循环池71，二段废水循环池71通过二段循环泵81和二段过滤器86连接二段直接接触式脱气膜装置93，二段直接接触式脱气膜装置93通过酸循环泵108和酸过滤器112连接酸循环池98。
[0012]所述氨氮废水处理装置还包括尾气吸收装置122、氨气吸收装置121、抽真空装置120和缓冲罐119，所述缓冲罐119、抽真空装置120、氨气吸收装置121和尾气吸收装置122依次连接，缓冲罐119与一段真空脱气膜装置65连接，尾气吸收装置122与废酸循环池98连接。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014]本发明与现有氨氮废水处理技术相比较具有以下的优点和积极效果:
[0015]1、本发明直接从氨氮废水中提取游离氨制成高浓度的氨水，实现了资源的回收利用；
[0016]2、本发明快速降低氨氮废水中的氨氮浓度，氨氮的去除率高；
[0017]3、本发明利用废酸来处理氨氮废水，真正实现了废物利用；
[0018]4、本发明投资小、运行成本低、设备操作简单、易于维护；
[0019]5、本发明无有害的副产品产生、无二次污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1-1 是本发明的结构示意图之一。
[0021]图1-2是本发明的结构示意图之二。
[0022]图1-3是本发明的结构示意图之三。
[0023]图1-4是本发明的结构示意图之四。
[0024]图1-5是本发明的结构示意图之五。
[0025]图1-6是本发明的结构示意图之六。
[0026]图1-7是本发明的结构示意图之七。
[0027]图1-8是图1-7中循环泵和酸过滤器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明作进一步描述:
[0029]如图1-1至图1-8，一种氨氮废水处理装置，其特征是包括氨氮废水池2、废水提升泵12、流量计14、加药装置15、高效混凝沉淀器18、碱液调节罐20、加碱泵30、一段废水循环池39、一 段循环泵49、一段一级过滤器54、一段二级过滤器59、一段真空脱气膜装置65、二段废水循环池71、二段循环泵81、二段过滤器86、第二液位计67、二段直接接触式脱气膜装置93、废酸循环池98、酸循环泵108和酸过滤器112，所述氨氮废水池2通过废水提升泵12连接加药装置15和高效混凝沉淀器18，废水提升泵12与加药装置15之间设有流量计14，高效混凝沉淀器18与碱液调节罐20均分别和一段废水循环池39连接，碱液调节罐20与一段废水循环池39之间设有加碱泵30，一段废水循环池39依次通过一段循环泵49、一段一级过滤器54、一段二级过滤器59连接一段真空脱气膜装置65的一侧，一段真空脱气膜装置65的另一侧连接二段废水循环池71，二段废水循环池71通过二段循环泵81和二段过滤器86连接二段直接接触式脱气膜装置93，二段直接接触式脱气膜装置93通过酸循环泵108和酸过滤器112连接酸循环池98。
[0030]还包括尾气吸收装置122、氨气吸收装置121、抽真空装置120和缓冲罐119，所述缓冲罐119、抽真空装置120、氨气吸收装置121和尾气吸收装置122依次连接，缓冲罐119与一段真空脱气膜装置65连接，尾气吸收装置122与废酸循环池98连接。
[0031]由生产车间排出的含氨氮等杂质的废水，经第一阀门1，进入氨氮废水池2中。氨氮废水池2中废水的液位由第一液位计3进行控制。开启废水提升泵12或备用废水提升泵13，废水经第二阀门4或第二备用阀门5、第三阀门8或第三备用阀门9、第一止回阀10或第一备用止回阀11，通过流量计14计量后送至高效混凝沉淀器18。同时，加药装置15中的PAM絮凝剂和PAC絮凝剂分别通过管道混合器16和管道混合器17与废水充分混合后随废水一起被送到高新混凝沉淀器18中。在高效混凝沉淀器18中，在PAM絮凝剂和PAC絮凝剂的作用下，将氨氮废水中大部分胶体及悬浮物除去，使氨氮废水中的SS值< 20mg/L0然后在第四阀门19的控制下，进入一段废水循环池39。一段废水循环池39中的液位是由第三液位计35进行控制。当一段废水循环池39中的液位到达设定高度时，关闭废水提升泵12或备用废水提升泵13，打开加碱泵30或备用加碱泵31，碱液调节罐20中的碱液经过第五阀门22或第五备用阀门23、第六阀门26或第六备用阀门27、第二止回阀28或第二备用止回阀29、第七阀门33后被送到一段废水循环池39中，对一段废水循环池39中的氨氮废水的PH值进行调整。碱液调节罐20中碱液的液位由安装在碱液调节罐20上的第四液位计21进行控制。在打开加碱泵30或备用加碱泵31的同时，打开自力温控阀34将蒸汽送到一段废水循环池39中，对一段废水循环池39中的废水进行加温。在搅拌机37的作用下，当安装在一段废水循环池39上的在线PH计36显示PH值在10-12范围内时，关闭加碱泵30或备用加碱泵31，停止对一段废水循环池39中加碱；当安装在一段废水循环池39上的温度表38显示温度在25-55°C范围内时，关闭自力温控阀34，停止对一段废水循环池39中加温。打开一段循环泵49或备用一段循环泵50，一段废水循环池39中的氨氮废水，经过第八阀门40、第九阀门41或第九备用阀门42、第十阀门45或第十备用阀门46、第三止回阀47或第三备用止回阀48，在安装在管道上的温度表51的监测下，经第十一阀门52或第十一备用阀门53，进入一段一级过滤器54或备用一段一级过滤器55，然后，再经过第十二阀门56或第十二备用阀门57、第十三阀门58后，再进入一段二级过滤器59。通过一段二级过滤后的氨氮废水，经第十四阀门60进入一段真空脱气膜装置65中膜的一侧，从一段真空脱气膜装置65中出来后，经过第十五阀门61回到一段废水循环池39中，这样就构成一段氨氮废水的循环。在一段废水循环过程中应随时启闭加碱泵30或备用加碱泵31和自力温控阀34，使安装在一段废水循环池39上的在线PH计36显示PH值读数始终保持在10-12范围内；安装在一段废水循环池39上的温度表38显示温度读数保持在25-55°C范围内。一段真空脱气膜装置65采用真空脱气方式，在一段真空脱气膜装置65内，氨氮废水中的游离氨被分离出来进入膜的另一侧，在抽真空装置120的作用下被抽出，经缓冲罐119后，进入氨气吸收装置121。在氨气吸收装置121内，采用三级吸收的方式,利用纯水对氨气进行吸收，制成氨水。氨水吸附饱和后储存至氨水储罐，可直接用于钛白粉的生产。经氨气吸收装置121吸收后的尾气，进入尾气吸收装置122。在尾气吸收装置122内，利用生产车间排出的废硫酸对尾气进行吸收，避免了尾气对大气的二次污染，吸收饱和后的废酸仍然作为废酸直接外卖或外运。随着一段废水循环池39中的废水不断循环，废水中的游离氨便不断从废水中分离出来。经过几次循环后，当安装在一段废水循环管道上的氨氮在线监测仪64中显示的氨氮浓度到达设定值时，此时，氨氮废水已基本达气液平衡，如果继续采用一段真空脱气膜装置65来脱除游离氨的话，效率将明显降低。因此，将经一段脱气后的废水经第十六阀门62，再经流量计63计量后，送至二段废水循环池71中。二段废水循环池71中的液位由第二液位计67进行控制，当二段废水循环池71中的液位到达设定值时，关闭一段循环泵49或备用一段循环泵50。打开加碱泵30或备用加碱泵31，碱液调节罐20中的碱液经过第五阀门22或第五备用阀门23、第六阀门26或第六备用阀门27、第二止回阀28或第二备用止回阀29、第十七阀门32后被送到二段废水循环池71中，对二段废水循环池71中的氨氮废水的PH值进行调整。在打开加碱泵30或备用加碱泵31的同时，打开自力温控阀66将蒸汽送到二段废水循环池71中，对二段废水循环池71中的废水进行加温。在搅拌机69的作用下，当安装在二段废水循环池71上的在线PH计68显示PH值在10-12范围内时，关闭加碱泵30或备用加碱泵31，停止对二段废水循环池71中加碱；当安装在二段废水循环池71上的温度表70显示温度在25-55°C范围内时，关闭自力温控阀66，停止对二段废水循环池71中加温。打开二段循环泵81或备用二段循环泵82，二段废水循环池71中的氨氮废水，经过第十八阀门72、第十九阀门73或第十九备用阀门74、第二十阀门77或第二十备用阀门78、第四止回阀79或第四备用止回阀80，在安装在管道上的温度表83的监测下，经第二十一阀门84或第二十一备用阀门85，进入二段过滤器86或备用二段过滤器87，然后，再经过第二十二阀门88或第二十二备用阀门89后，进入二段直接接触式脱气膜装置93中膜的一侧，从二段直接接触式脱气膜装置93中出来后，经过第二十三阀门90回到二段废水循环池71中，这样就构成氨氮废水的循环。在二段废水循环过程中应随时启闭加碱泵30或备用加碱泵31和自力温控阀66，使安装在二段废水循环池71上的在线PH计68显示PH值读数始终保持在10-12范围内；安装在二段废水循环池71上的温度表70显示温度读数保持在25-55°C范围内。生产中排放的废硫酸，经过第二十四阀门95，送到废酸循环池98中，废水循环池98中的液位由第五液位计96进行控制。在打开二段循环泵81或备用二段循环泵82的同时，打开酸循环泵108或备用酸循环泵109，废酸循环池98中的废酸，经过第二十五阀门99、第二十六阀门100或第二十六备用阀门101、第二十七阀门104或第二十七备用阀门105、第五止回阀106或第五备用止回阀107，经第二十八阀门110或第二十八备用阀门111，进入酸过滤器112或备用酸过滤器113，然后，再经过第二十九阀门114或第二十九备用阀门115后，进入二段直接接触式脱气膜装置93中膜的另一侧，从二段 直接接触式脱气膜装置93中出来后，经过第三十阀门116回到废酸循环池98中，这样就构成废酸的循环。 在二段直接接触式脱气膜装置93内，氨氮废水中的游离氨从废水中分离出来，透过膜，从二段直接接触式脱气膜装置93中膜的废水一侧，进入到废硫酸一侧，被废硫酸进行吸收。因为氨气与硫酸的反应非常彻底，因此脱氨效果非常好。随着氨氮废水在二段直接接触式脱气膜装置93中不断循环，废水中的游离氨不断被吸收，废水中的氨氮浓度不断降低，当安装在二段废水循环管道上的氨氮在线监测仪91中显示的氨氮浓度到达设定值时，废水经过第三十一阀门92后，利用酸将废水中的PH值调整到6-9时直接外排。随着废硫酸在二段直接接触式脱气膜装置93中不断循环，废硫酸中吸收的氨气也越来越多，当安装在废酸循环池上的在线PH计97显示PH值到达设定值后，和尾气吸收装置122中吸收尾气后的废酸一起，仍作为废酸直接外卖或外运。
[0032]本发明的真空脱气膜技术原理为:真空脱气膜技术是一种新型的气/液膜分离工艺过程，主要是利用中空纤维膜的疏水性和透气性，即在一定的条件下气体可以透过膜而液体不能透过膜的特性，在膜的一侧流经废水，在膜的另一侧进行抽真空，这样废水中的氨，便透过膜从废水一侧进入真空一侧，被真空系统抽走，这样便达到脱气目的。本专利就是利用真空脱气膜技术，将游离氨从废水中脱出来，从而来降低废水中氨氮浓度。
[0033]本发明的直接接触式脱气膜技术原理为:直接接触式脱气膜技术同样是一种新型的气/液膜分离工艺过程，主要是利用中空纤维膜的疏水性和透气性，即在一定的条件下气体可以透过膜而液体不能透过膜的特性，在膜的一侧流经废水，在膜的另一侧流经稀硫酸，这样废水中的氨，便透过膜从废水一侧进入稀硫酸一侧，被稀硫酸吸收，这样便达到脱气目的。本专利就是利用直接接触式脱气膜技术，将游离氨从废水中脱出来，从而来降低废水中氨氮浓度。
[0034]本发明的提高脱气效率技术原理为:因为钛白粉生产行业产生的氨氮废水中主要是硫酸铵，该废水中存在着如下(I)式所示的水解平衡:
[0035]
(NH4)2SO4 2NH:+S042—.......................................(I)
[0036](I)式是强酸弱碱盐在水中水解平衡方程式，当在废水中加入烧碱溶液，废水中存在如下化学反应:
[0037](NH4)2S04+2Na0H — 2NH3 f +Na2S04+2H20........................(2)
[0038](2)式是加入强碱后原来在酸性条件下的平衡被打破，产生大量游离氨，游离氨的浓度主要受两个方面因素的影响。一方面是废水中的PH值，当废水中的PH值越高，游离氨的浓度就越高；另一方面是废水中的温度，当废水中的温度越高，游离氨的浓度也就越高。本专利中通过对废水中PH值和温度的调节，可以使废水中的游离氨浓度达到最佳值。
[0039]本发明的氨水回收技术原理为:本专利中，从真空脱气膜中分离出来的游离氨，通过真空系统，将游离氨直接送至三级氨气吸收塔，利用纯水直接对氨气进行吸收，制成高浓度的氨水。
[0040]本发明的酸吸收技术原理为:在本专利中，有2处利用了酸吸收技术来吸收氨气。一是在直接接触式脱气膜装置内，利用了酸吸收技术吸收氨气；二是真空脱气膜分离出来的氨气经三级氨气吸收塔吸收后剩下的尾气，在尾气吸收塔内，利用了酸吸收技术吸收氨气。当氨气遇到稀硫酸时，发生(3)式的反应:
[0041]2NH3+H2S04= (NH4)2SO4...................................................(3)[0042]由于(3)式的反应进行的相当彻底，因此，不管是在直接接触式脱气膜装置内还是在尾气吸收塔内，都实现了对氨气的快速吸收。一方面提高了脱氨效率，另一方面避免了氨气对空气造成的二次污染。为了降低运行成本，本专利中采用了钛白粉生产过程中产生的废酸，来对氨气进行吸收。
[0043] 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。
【权利要求】
1.一种氨氮废水处理装置，其特征是包括氨氮废水池(2)、废水提升泵(12)、流量计(14)、加药装置(15)、高效混凝沉淀器(18)、碱液调节罐(20)、加碱泵(30)、一段废水循环池(39)、一段循环泵(49)、一段一级过滤器(54)、一段二级过滤器(59)、一段真空脱气膜装置(65)、二段废水循环池(71)、二段循环泵(81)、二段过滤器(86)、第二液位计(67)、二段直接接触式脱气膜装置(93)、废酸循环池(98)、酸循环泵(108)和酸过滤器(112)，所述氨氮废水池(2)通过废水提升泵(12)连接加药装置(15)和高效混凝沉淀器(18)，废水提升泵(12)与加药装置(15)之间设有流量计(14)，高效混凝沉淀器(18)与碱液调节罐(20)均分别和一段废水循环池(39)连接，碱液调节罐(20)与一段废水循环池(39)之间设有加碱泵(30)，一段废水循环池(39)依次通过一段循环泵(49)、一段一级过滤器(54)、一段二级过滤器(59)连接一段真空脱气膜装置(65)的一侧，一段真空脱气膜装置(65)的另一侧连接二段废水循环池(71 )，二段废水循环池(71)通过二段循环泵(81)和二段过滤器(86 )连接二段直接接触式脱气膜 装置(93 )，二段直接接触式脱气膜装置(93 )通过酸循环泵(108 )和酸过滤器(112)连接酸循环池(98 )。
2.根据权利要求1所述的一种氨氮废水处理装置，其特征在于所述氨氮废水处理装置还包括尾气吸收装置(122)、氨气吸收装置(121)、抽真空装置(120)和缓冲罐(119)，所述缓冲罐(119)、抽真空装置(120)、氨气吸收装置(121)和尾气吸收装置(122)依次连接，缓冲罐(119 )与一段真空脱气膜装置(65 )连接，尾气吸收装置(122 )与废酸循环池(98 )连接。
【文档编号】C02F101/16GK103896354SQ201410132502
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2013年4月3日
【发明者】夏兰, 黄军平, 盛斌 申请人:江苏夏航环境工程有限公司