制药废水氨氮膜结晶回收系统的制作方法

本技术涉及环境工程中的污水处理，具体的讲是一种制药废水氨氮膜结晶回收系统。

背景技术：

1、根据制药厂目标功能的差异，制药废水的成分复杂，但是大部分制药废水都具有温度高、氨氮浓度高、cod含量高等特点。

2、现有的对制药废水进行处理的工艺，须先对制药废水进行降温处理，在采用活性污泥法对制药废水中的有机物和有毒有害物质进行氧化分解处理，上述过程既浪费了大量热能，同时浪费了废水中的大量养分资源，但是由于技术的限制，难以对制药废水进行资源回收，且制药废水的温度可高达80℃，部分氨氮浓度甚至可高达4000mg/l，制药废水的高温和高氨氮浓度是制药废水的处理难点同时也是后续达标处理的重要限制因素。

3、目前对制药废水中氨氮进行回收的可行方法主要有：透气膜吸收法、减压膜蒸馏法、气提法、化学沉淀法等。其中，透气膜吸收法使用中空纤维膜，在消耗少量酸液的条件下实现氨氮回收，具有最简便的操作过程和最低的成本，但是透气膜吸收法的氨氮回收产物为铵盐溶液，不利于后期的运输和销售，无法满足市场对于铵盐晶体产品的需要；而对铵盐溶液进行结晶处理，又会消耗大量的能量，提高产品的成本；理论上，透气膜吸收过程中采用高浓度酸液进行吸收即可实现铵盐晶体的回收，但需要控制废水中的水分向高浓度酸液中转移，减少水分对酸液的稀释作用；为此，本实用新型提出一种降温阻水的只要废水氨氮结晶回收系统，来攻克上述难题。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种制药废水氨氮膜结晶回收系统，本实用新型通过对酸液和高温制药废液进行换热，以提升酸液温度以及降低制药废液温度，来防止水分的过渡传质和强化氨氮的传质，实现超饱和铵盐和酸的混合溶液的获取。

2、为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

3、制药废水氨氮膜结晶回收系统，包括废水一级降温模块、废水二级降温模块，氨氮回收模块和结晶分离模块；

4、所述废水一级降温模块用于接收高温废水并将高温废水的ph值调节至10以上，还用于将调节ph值后的高温废水输入热交换器内与低温酸液进行换热，得到一级降温废水并将一级降温废水输入废水二级降温模块内；

5、所述二级降温模块用于通过第一膜组件蒸馏出一级降温废水中的部分氨水，得到二级降温废水和氨水，二级降温模块还用于储存氨水并将二级降温废水输入第二膜组件内；

6、所述氨氮回收模块用于向热交换器输入低温酸液以使低温酸液与高温废水进行换热，并将加热后的酸液输入第二膜组件内以吸收二级降温废水中的氨氮，得到铵盐和酸的混合溶液和脱氨废水，氨氮回收模块还用于将铵盐和酸的混合溶液输入结晶分离模块，并将脱氨废水收集储存；

7、所述结晶分离模块用于降低铵盐和酸的混合溶液的温度，并结晶分离降温后的铵盐和酸的混合溶液，得到铵盐结晶。

8、进一步的，所述废水一级降温模块包括顺次连接的废水调节池、废水泵和热交换器，所述废水调节池用于接收高温废水，所述废水泵用于将废水调节池内的高温废水泵入热交换器内；

9、所述废水调节池内设置有ph检测传感器，所述ph检测传感器用于检测废水调节池内的高温废水的ph值。

10、进一步的，所述废水调节池内由上至下设置有搅拌机构和过滤机构。

11、进一步的，所述二级降温模块包括第一膜组件、真空泵和氨水罐，所述第一膜组件为管式，所述真空泵的输入端与第一膜组件的壳层出口连接，所述热交换器的输出端与第一膜组件的管层入口连接，所述真空泵的输出端与氨水罐的输入端连接。

12、进一步的，所述第一膜组件中的膜采用疏水性中空纤维膜制成，疏水性中空纤维膜的耐受压力不小于10kpa。

13、进一步的，氨氮回收模块包括酸液池、酸液泵、第二膜组件和废水储液罐，所述第二膜组件为管式，所述酸液池的输出端与酸液泵的输入端连接，所述酸液泵的输出端与热交换器的换热入口连接，所述酸液泵用于将酸液池内的酸液泵入热交换器内；

14、所述热交换器的换热出口与第二膜组件的壳层入口连接，所述第一膜组件的管层出口与第二膜组件的管层入口连接，所述第二膜组件的壳层出口与酸液池的输入端连接，所述第二膜组件的管层出口与废水储液罐的输入端连接。

15、进一步的，所述酸液池内设置有ph检测传感器，所述ph检测传感器用于检测酸液池内的溶液的ph值。

16、进一步的，所述结晶分离模块包括计量泵、冷凝器、结晶反应釜和过滤器，所述计量泵的输入端与酸液池连接，所述冷凝器的输入端与计量泵的输出端连接，所述结晶反应釜的输入端与冷凝器的输出端连接，所述过滤器的输入端与结晶反应釜的输出端连接，所述计量泵用于将酸液池内的溶液顺次泵入冷凝器、结晶反应釜和过滤器。

17、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：

18、本实用新型能够效解决制药废水处理过程中氨氮浓度过高，铵盐回收价值低的问题，通过膜吸收过程可很好的实现氨氮回收，通过热交换器和第一膜组件的配合，能够对高温制药废水进行二次降温，同时渗透出部分氨水进行储存，同时实现氨氮回收和降温处理，大幅减少冷却水消耗；

19、本实用新型的凸出优点在于，通过先对酸液进行换热加温和废水的减压降温处理，很好的实现了氨氮膜吸收过程中的水分传质最小化，膜结晶回收铵盐中最关键的步骤，能够大幅降低了铵盐晶体的形成条件，保持了较高的铵盐饱和度，体现在工艺结果上，则是氨氮晶体回收能耗大幅降低。

20、下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

技术特征：

1.制药废水氨氮膜结晶回收系统，其特征在于，包括废水一级降温模块、废水二级降温模块，氨氮回收模块和结晶分离模块；

2.根据权利要求1所述的制药废水氨氮膜结晶回收系统，其特征在于，所述废水一级降温模块包括顺次连接的废水调节池(11)、废水泵(12)和热交换器(13)，所述废水调节池(11)用于接收高温废水，所述废水泵(12)用于将废水调节池(11)内的高温废水泵入热交换器(13)内；

3.根据权利要求2所述的制药废水氨氮膜结晶回收系统，其特征在于，所述废水调节池(11)内设置有搅拌机构和过滤机构。

4.根据权利要求2所述的制药废水氨氮膜结晶回收系统，其特征在于，所述二级降温模块包括第一膜组件(21)、真空泵(22)和氨水罐(23)，所述第一膜组件(21)内设置有多根膜管，所述真空泵(22)的输入端与第一膜组件(21)的壳层出口连接，所述热交换器(13)的输出端与第一膜组件(21)的管层入口连接，所述真空泵(22)的输出端与氨水罐(23)的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的制药废水氨氮膜结晶回收系统，其特征在于，所述膜管由疏水性中空纤维膜制成，所述膜管的耐受压力不小于10kpa。

6.根据权利要求4所述的制药废水氨氮膜结晶回收系统，其特征在于，氨氮回收模块包括酸液池(31)、酸液泵(32)、第二膜组件(33)和废水储液罐(34)，所述第二膜组件(33)内设置有多根膜管，所述酸液池(31)的输出端与酸液泵(32)的输入端连接，所述酸液泵(32)的输出端与热交换器(13)的换热入口连接，所述酸液泵(32)用于将酸液池(31)内的酸液泵入热交换器(13)内；

7.根据权利要求6所述的制药废水氨氮膜结晶回收系统，其特征在于，所述酸液池(31)内设置有ph检测传感器，所述ph检测传感器用于检测酸液池(31)内的溶液的ph值。

8.根据权利要求1所述的制药废水氨氮膜结晶回收系统，其特征在于，所述结晶分离模块包括计量泵(41)、冷凝器(42)、结晶反应釜(43)和过滤器(44)，所述计量泵(41)的输入端与酸液池(31)连接，所述冷凝器(42)的输入端与计量泵(41)的输出端连接，所述结晶反应釜(43)的输入端与冷凝器(42)的输出端连接，所述过滤器(44)的输入端与结晶反应釜(43)的输出端连接，所述计量泵(41)用于将酸液池(31)内的溶液顺次泵入冷凝器(42)、结晶反应釜(43)和过滤器(44)。

技术总结
本技术涉及一种制药废水氨氮膜结晶回收系统，包括废水一级降温模块、废水二级降温模块，氨氮回收模块和结晶分离模块；废水一级降温模块用于接收高温废水并将高温废水的pH值调节至10以上，还用于将调节pH值后的高温废水输入热交换器内与低温酸液进行换热，得到一级降温废水并将一级降温废水输入废水二级降温模块内；二级降温模块用于通过第一膜组件蒸馏出一级降温废水中的部分氨水。高浓度酸液在第二膜组件中吸收二级降温废水中的氨氮，并抑制水分传质。铵盐最终在结晶分离模块中进行冷却并以晶体的形式回收。本技术可有效解决制药废水在高温下进行氨氮资源回收中能耗高和产品价值低的问题，过程稳定，易于工业推广。

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：20221221
技术公布日：2024/1/12