一种光热驱动废水氨氮回收装置的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种光热驱动废水氨氮回收装置。


背景技术：

2.污水处理厂中，对于氨氮的去除一直是一个重要指标。现有的污水处理厂主要以活性污泥法或氧化法对污水中氨氮进行脱除，进而实现氨氮指标的达标排放。然而氨氮脱除过程中可能导致氮氧化物的产生以及氨气的排放，在碳中和的大背景下，不利于减少污水厂的温室气体排放，或减少污水处理过程中的碳足迹。更为重要的是，氨氮作为一种重要的化工资源和肥料资源，具备较好的实用价值。因此，采用氨氮回收的形式对废水氨氮进行处理要优于直接氧化脱除。
3.现有氨氮回收工艺中，可用于污水中氨氮回收处理的有膜电池法、膜吸收法、空气吹脱法、吸附法等。其中，膜电池法需要外加电场，对电能的消耗较大，且优于污水的成分较为复杂，易导致膜电极污染。采用膜吸收法可较好的减少膜污染的情况，但是，膜吸收过程中将消耗大量的酸液，且吸收过程对于进料污水的氨氮浓度有一定的要求，对于低浓度氨氮的脱除效果不佳。传统的吸附法可实现较低浓度氨氮的脱除，其难点在于，需要组织多个吸附和脱附装置，对于吸附材料的要求较高。在往复多次吸附后，吸附材料有被堵塞的风险。而近期出现了新型的氨氮吸附膜可用于氨氮的脱除，若能很好的利用吸附膜实现氨氮脱除，则可大幅减少氨氮回收成本。但如何实现氨氮脱附也将是氨氮吸附膜过程的重点。
4.为此，本实用新型提出将太阳能和氨氮吸附膜用于氨氮脱附过程中。与传统的使用太阳能集热器集热后再使用该热量来脱附吸附剂中已有的氨氮不同。本试验新型提出直接利用太阳能光热材料产生热量，直接驱动吸附在膜上的氨氮和水蒸气转移，继而实现氮脱附的目的。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种光热驱动废水氨氮回收装置。
6.为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种光热驱动废水氨氮回收装置，包括壳体和氨氮吸附膜；所述壳体为空心圆柱形且倾斜设置，所述壳体上端连接进料罐，下端通过回收液输送管连接回收液储存罐，所述氨氮吸附膜平行于壳体轴线设置在壳体内且将壳体内部分隔为内侧的污水流动腔和外侧的回收液流动腔，所述回收液流动腔内设置有光热转换层，所述光热转换层平行靠近氨氮吸附膜设置，所述氨氮吸附膜的亲水侧靠近污水流动腔，所述污水流动腔上端连通进料罐出液口，回收液流动腔下端通过回收液接收口连接回收液输送管，污水流动腔下端连接排液口8，所述回收液流动腔的外侧壳体为透明材质。
8.进一步的，所述回收液储存罐上还设置有光照传感器。
9.进一步的，所述进料罐出液口出设置有电磁阀，所述电磁阀用于打开或关闭进料
罐出液口。
10.进一步的，所述光热转换层由光热转换材料制成，所述光热转换材料用于将太阳光转化成热能。
11.进一步的，氨氮吸附膜为超滤膜，所述超滤膜上负载有氨氮吸附剂。
12.本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
13.本实用新型采用氨氮吸附膜对废水氨氮进行吸附，从而将氨氮从废水中脱除并富集在吸附膜上。光热转换层可将太阳能最大限度的转化为热量驱动吸附在膜表面的氨氮向气相侧蒸发转移。整个结构只需要废水在重力驱动下流过膜表面，即可实现氨氮的吸附和转移，不需要耗费额外的能量，因此整个系统结构简单，操作方便和消耗的能源极地，运行成本低，可实现自动化运行。下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
附图说明
14.图1为本实用新型的结构示意图。
15.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
16.1、光照传感器；2、进料罐；3、电磁阀；4、壳体；5、氨氮吸附膜；6、污水流动腔；7、回收液接收口；8、排液口；9、回收液输送管；10、回收液储存罐；11、回收液流动腔；12、光热转换层
具体实施方式
17.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
18.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“顺时针”“逆时针”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。
19.如图1所示，一种光热驱动废水氨氮回收装置，包括壳体4和氨氮吸附膜5；所述壳体4为空心圆柱形且倾斜设置，所述壳体4上端连接进料罐2，下端通过回收液输送管9连接回收液储存罐10，所述氨氮吸附膜5平行于壳体4轴线设置在壳体4内且将壳体4内部分隔为内侧的污水流动腔6和外侧的回收液流动腔11，所述回收液流动腔11内设置有光热转换层12，所述光热转换层12平行靠近氨氮吸附膜5设置，所述氨氮吸附膜5的亲水侧靠近污水流动腔6，所述污水流动腔6上端连通进料罐出液口，回收液流动腔11下端通过回收液接收口7连接回收液输送管9，污水流动腔6下端连接排液口8，所述回收液流动腔11的外侧壳体4为透明材质。
20.作为一种具体实施方式，所述回收液储存罐10上还设置有光照传感器1。
21.作为一种具体实施方式，所述进料罐出液口出设置有电磁阀3。
22.作为一种具体实施方式，所述光热转换层12由光热转换材料制成，所述光热转换材料用于将太阳光转化成热能。
23.作为一种具体实施方式，氨氮吸附膜5为超滤膜，所述超滤膜上负载有氨氮吸附
剂。
24.使用时，通过光照传感器感受太阳能光照强度，当光照强度达到使膜表面温度升高到60℃左右时，即可开启电磁阀将污水从进料罐中流入到污水流动腔体内部。在污水缓慢流过时，光热转换层可以将太阳能转化为热能，加热整个氨氮吸附膜，氨氮吸附膜对污水中氨氮实现吸附转移功能，蒸发后的氨氮与水蒸气可在透明覆盖壳上冷凝并通过底部的回收液输送管输送至回收液储存罐。氨氮脱除后的废水通过排液口进入下一个污水处理环节。
25.以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种光热驱动废水氨氮回收装置，其特征在于，包括壳体(4)和氨氮吸附膜(5)；所述壳体(4)为空心圆柱形且倾斜设置，所述壳体(4)上端连接进料罐(2)，下端通过回收液输送管(9)连接回收液储存罐(10)，所述氨氮吸附膜(5)平行于壳体(4)轴线设置在壳体(4)内且将壳体(4)内部分隔为内侧的污水流动腔(6)和外侧的回收液流动腔(11)，所述回收液流动腔(11)内设置有光热转换层(12)，所述光热转换层(12)平行靠近氨氮吸附膜(5)设置，所述氨氮吸附膜(5)的亲水侧靠近污水流动腔(6)，所述污水流动腔(6)上端连通进料罐出液口，回收液流动腔(11)下端通过回收液接收口(7)连接回收液输送管(9)，污水流动腔(6)下端连接排液口(8)，所述回收液流动腔(11)的外侧壳体(4)为透明材质。2.根据权利要求1所述的光热驱动废水氨氮回收装置，其特征在于，所述回收液储存罐(10)上还设置有光照传感器(1)。3.根据权利要求2所述的光热驱动废水氨氮回收装置，其特征在于，所述进料罐出液口出设置有电磁阀(3)，所述电磁阀(3)用于打开或关闭进料罐出液口。4.根据权利要求2所述的光热驱动废水氨氮回收装置，其特征在于，所述光热转换层(12)由光热转换材料制成，所述光热转换材料用于将太阳光转化成热能。5.根据权利要求2所述的光热驱动废水氨氮回收装置，其特征在于，氨氮吸附膜(5)为超滤膜，所述超滤膜上负载有氨氮吸附剂。

技术总结
本实用新型涉及一种光热驱动废水氨氮回收装置，包括壳体和氨氮吸附膜；所述壳体为空心圆柱形且倾斜设置。含氨氮的污水进过氨氮吸附膜的内腔时，被膜上的氨氮吸附剂吸附，而光热转换层可在阳光下快速将太阳能转化成膜表面的热能，进一步解吸膜内侧的氨氮和蒸发部分水蒸气。继而实现太阳能驱动氨氮和水分向氨氮吸附膜的外侧转移。本实用新型可在无动力下仅依靠太阳能驱动实现废水氨氮回收。依靠太阳能驱动实现废水氨氮回收。依靠太阳能驱动实现废水氨氮回收。


技术研发人员：蒋庭学 贺清尧
受保护的技术使用者：山西云海川环保科技有限公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/5/4