申请日2017.04.17
公开(公告)日2017.12.05
IPC分类号C01C1/242; C02F9/10; C02F101/16
摘要
本实用新型涉及废水处理领域，公开了一种高氨氮废水处理及氨回收系统，包括通过管路依次连接的高氨氮废水收集池(1)、废水提升泵(2)、第一保安过滤器(3)、蒸汽板换(4)、脱氨膜组件(5)和外排池(6);所述废水提升泵与第一保安过滤器之间的管路上设有加碱装置(7)，氨氮废水从所述脱氨膜组件的壳程进入和排出，脱氨膜组件的管程的进、出口分别与加酸装置(8)和多效蒸发装置(9)连接。本实用新型能够对高氨氮废水进行净化并对实现氨的回收，不仅净化率、回收率高，而且工作效率高，成本低。
权利要求书
1.一种高氨氮废水处理及氨回收系统，其特征在于：包括通过管路依次连接的高氨氮废水收集池(1)、废水提升泵(2)、第一保安过滤器(3)、蒸汽板换(4)、脱氨膜组件(5)和外排池(6);所述废水提升泵与第一保安过滤器之间的管路上设有加碱装置(7)，氨氮废水从所述脱氨膜组件的壳程进入和排出，脱氨膜组件的管程的进、出口分别与加酸装置(8)和多效蒸发装置(9)连接。
2.如权利要求1所述的一种高氨氮废水处理及氨回收系统，其特征在于，所述蒸汽板换与脱氨膜组件之间的管路上设有清洗装置(10)。
3.如权利要求1所述的一种高氨氮废水处理及氨回收系统，其特征在于，所述加碱装置包括碱储罐(11)和加碱计量泵(12);所述碱储罐、加碱计量泵和第一保安过滤器依次连接;且加碱计量泵之间的管路上还设有与碱储罐连接的碱回流管(13)。
4.如权利要求2所述的一种高氨氮废水处理及氨回收系统，其特征在于，所述清洗装置包括清洗罐(14)、清洗泵(15)和第二保安过滤器(16);所述清洗罐、清洗泵、第二保安过滤器和脱氨膜组件依次连接;且清洗泵与第二保安过滤器之间的管路上设有与清洗罐连接的清洗液回流管(17)。
5.如权利要求1所述的一种高氨氮废水处理及氨回收系统，其特征在于，所述脱氨膜组件的数量为多个，多个脱氨膜组件之间形成串联。
6.如权利要求1所述的一种高氨氮废水处理及氨回收系统，其特征在于，所述加酸装置包括依次连接的硫酸储罐(18)、加酸计量泵(19)、石墨板换(20);所述石墨板换与脱氨膜组件连接;且加酸计量泵与石墨板换之间的管路上设有与硫酸储罐连接的酸回流管(21)。
7.如权利要求6所述的一种高氨氮废水处理及氨回收系统，其特征在于，所述多效蒸发装置包括稀酸循环罐(22)、酸循环泵(23)、第三保安过滤器(24)、酸吸收液收集池(25)、MVR进料泵(26)、预热器(27)、蒸发器(28)、出料泵(29)、稠厚器(30)、离心机(31)、母液罐(32)、母液回流泵(33);所述稀酸循环罐与脱氨膜组件的管程的出口连接，稀酸循环罐、酸循环泵、第三保安过滤器依次通过管路与脱氨膜组件壳程的进口连接;另外，稀酸循环罐、酸吸收液收集池、MVR进料泵、预热器、蒸发器、出料泵、稠厚器、离心机、母液罐通过管路依次连接，母液罐的出口通过管路又依次与母液回流泵、出料泵连接;且母液回流泵后的管路上还设有与母液罐回流连接的母液回流管(34)。
8.如权利要求7所述的一种高氨氮废水处理及氨回收系统，其特征在于，所述多效蒸发装置还包括强制循环泵(35)、强制换热器(36)和压缩机(37);所述强制循环泵与强制换热器构成的整体与出料泵形成循环回路;所述压缩机的进口与出料泵的蒸汽出口连接，压缩机的出口与强制换热器连接。
9.如权利要求7所述的一种高氨氮废水处理及氨回收系统，其特征在于，所述稠厚器上的稀液出口与母液罐连接。
说明书
一种高氨氮废水处理及氨回收系统
技术领域
本实用新型涉及废水处理领域，尤其涉及一种高氨氮废水处理及氨回收系统。
背景技术
随着化工、印染、化肥等行业的迅速发展，由此发生的高氨氮废水成为行业发展的制约因素。我国海域发生的赤潮次数增多，氨氮是主要的污染因素之一，特别是高浓度氨氮废水造成的污染。因而，经济有效的控制高浓度氨氮也成为当前环保工作者研究的重要课题，得到了业内人士的高度重视。
氨氮废水排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其它微生物大量繁殖,形成富营养化污染，一方面会使自来水处理厂运行困难,造成饮用水的异味外，另一方面会使水中溶解氧下降,鱼类大量死亡,甚至会导致湖泊灭亡。氨氮还会使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程中增大了用氯量，对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性。当污水回用时,再生水中微生物可以促进输水管和用水设备中微生物的繁殖，形成生物后堵塞管道和用水设备,并影响换热效率。
氨氮废水的一般的形成是由于氨水和无机氨共同存在所造成的，一般上pH在中性以上的废水氨氮的主要来源是无机氨和氨水共同的作用，pH在酸性的条件下废水中的氨氮主要由于无机氨所导致。对此能够有效的处理氨氮的方法有许多，如物理化学法有吹脱、离子交换、混凝沉淀、反渗透、电渗析及各种高级氧化技术(AOTs)等多种方法;生物方法有硝化及水藻等水生植物养殖。但具有应用方便、处理效果稳定、适应废水水质及经济等优点的氨氮处理技术仍然在研究当中。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高氨氮废水处理及氨回收系统。本实用新型能够对高氨氮废水进行净化并对实现氨的回收，不仅净化率、回收率高，而且工作效率高、成本低。
本实用新型的具体技术方案为：一种高氨氮废水处理及氨回收系统，包括通过管路依次连接的高氨氮废水收集池、废水提升泵、第一保安过滤器、蒸汽板换、脱氨膜组件和外排池;所述废水提升泵与第一保安过滤器之间的管路上设有加碱装置，氨氮废水从所述脱氨膜组件的壳程进入和排出，脱氨膜组件的管程的进、出口分别与加酸装置和多效蒸发装置连接。
本实用新型的工作原理为：
高氨氮废水收集池：液氨尾气通过一级水喷淋塔与二级酸喷淋塔收集至高氨氮废水收集池。一方面高氨氮废水收集池为密封设计，防止氨气泄漏引发安全事故;另一方面存放水经过废水提升泵泵送至脱氨膜组件，可根据液位高低控制泵的启停。
第一保安过滤器的作用是对废水进行初步过滤，防止废水中颗粒物杂质对后面的脱氨膜造成堵塞。
蒸汽板换的作用是对废水进行加热，废水只有达到一定温度后才，其中的氨气才能从水中脱离出来。
加碱装置：加碱装置是为了保持废水pH稳定在10以上，因为只有在上述pH下，才能使废水NH4+转化成氨气。
加酸装置：加酸装置是向脱氨膜组件的管程供酸，用于吸收管程中的氨气。
脱氨膜组件：废水进入脱氨膜组件的壳程中，废水中pH上升时，铵根离子NH4+变成游离的气态NH3。这时气态NH3可以透过脱氨膜组件的中空纤维表面的微孔，氨气从壳程进入到管程中，并与酸吸收液混合，被酸液吸收后氨气立刻又变成离子态的NH4+。
外排池，壳程中的废水中的氨被分离后，排至外排池。
多效蒸发装置：脱氨膜组件管程中的酸液吸收了氨气后，通向多效蒸发装置，在多效蒸发装置中进行加热蒸发，随着浓度增高，铵盐发生结晶，将结晶与液体分离后，实现铵盐的回收，可直接进行销售。
在上述装置中，需要将脱氨膜组件的壳程中废水的pH保持在10以上，并且温度在35℃以上，50℃以下，这样废水相中NH4+的就会源源不断地变成NH3向酸吸收液相迁移，从而废水侧的氨氮浓度不断下降，而酸吸收液相由于只有酸和NH4+，所以形成的是非常纯净的铵盐，可以被回收利用。
作为优选，所述蒸汽板换与脱氨膜组件之间的管路上设有清洗装置。
运行一定的时间后，脱氨膜组件中的中空纤维膜的废水侧容易受到污染，需要进行定期化学清洗，保证膜的正常使用。
作为优选，所述加碱装置包括碱储罐和加碱计量泵;所述碱储罐、加碱计量泵和第一保安过滤器依次连接;且加碱计量泵之间的管路上还设有与碱储罐连接的碱回流管。
作为优选，所述清洗装置包括清洗罐、清洗泵和第二保安过滤器;所述清洗罐、清洗泵、第二保安过滤器和脱氨膜组件依次连接;且清洗泵与第二保安过滤器之间的管路上设有与清洗罐连接的清洗液回流管。
作为优选，所述脱氨膜组件的数量为多个，多个脱氨膜组件之间形成串联。
作为优选，所述加酸装置包括依次连接的硫酸储罐、加酸计量泵、石墨板换;所述石墨板换与脱氨膜组件连接;且加酸计量泵与石墨板换之间的管路上设有与硫酸储罐连接的酸回流管。
作为优选，所述多效蒸发装置包括稀酸循环罐、酸循环泵、第三保安过滤器、酸吸收液收集池、MVR进料泵、预热器、蒸发器、出料泵、稠厚器、离心机、母液罐、母液回流泵;所述稀酸循环罐与脱氨膜组件的管程的出口连接，稀酸循环罐、酸循环泵、第三保安过滤器依次通过管路与脱氨膜组件壳程的进口连接;另外，稀酸循环罐、酸吸收液收集池、MVR进料泵、预热器、蒸发器、出料泵、稠厚器、离心机、母液罐通过管路依次连接，母液罐的出口通过管路又依次与母液回流泵、出料泵连接;且母液回流泵后的管路上还设有与母液罐回流连接的母液回流管。
上述多效蒸发装置的工作原理为：
稀酸循环罐用于回收通过脱氨膜组件后的酸液，并对其进行酸循环利用。稀酸循环罐还可通向酸吸收液收集池进行中间存储。酸液在MVR进料泵的输送下，并经过预热器的预热，酸液中的铵盐彻底溶解，使得酸液的流动性好，不易堵塞管道。达到
蒸发器后，在其中加热使溶剂蒸发，在此铵盐浓度得到大幅增提高，高浓度的铵盐酸液继续通过出料泵被输送至稠厚器，在稠厚器中进行结晶，然后将混杂有结晶的酸液输送至离心机，在离心机的作用下结晶与酸液分离，结晶被收集，而酸液被输送至母液罐，由于母液罐中的酸液还含有部分为结晶的铵盐，其又被输送回蒸发器中与后面的酸液混合重新蒸发、结晶。充分利用资源。
此外，对母液罐中的物料进行循环回流，能使使物料始终处于流动状态，防止堵料。
作为优选，所述多效蒸发装置还包括强制循环泵、强制换热器和压缩机;所述强制循环泵与强制换热器构成的整体与出料泵形成循环回路;所述压缩机的进口与出料泵的蒸汽出口连接，压缩机的出口与强制换热器连接。
蒸发器中气化的水分经过压缩机的再次加热后，被输送至强制换热器中;同时蒸发器还通过强制循环泵与强制换热器形成循环回路，在强制换热器中酸液与加热后的蒸汽进行热交换，酸液的温度升高，溶剂挥发。上述连接结构能够充分循环利用热能，降低成本。并且使蒸发器中含有铵盐的酸液强制循环流动，防止装置被堵塞(酸液中铵盐浓度变高后溶液粘性大幅提高，流动性很差)。
作为优选，所述稠厚器上的稀液出口与母液罐连接。稠厚器中液面部分铵盐浓度较低的酸液，直接输送至母液槽，进行再次循环，而不通过离心机，可以大幅提高工作效率。
与现有技术对比，本实用新型的有益效果是：本实用新型能够对高氨氮废水进行净化并对实现氨的回收，不仅净化率、回收率高，而且工作效率高，成本低。
