申请日2012.08.24
公开(公告)日2013.01.02
IPC分类号C01D7/07; B08B15/02; C02F1/20
摘要
本发明公开一种污水处理产生的CO2的综合利用的装置及利用其进行NaHCO3生产的方法。所述的装置包括曝气池，集气罩、CO2集气头、控制阀I、CO2储气槽、控制阀II、反应罐、控制阀III、NaOH供给装置、控制阀IV、NaHCO3储罐及控制阀V。本发明的一种污水处理产生的CO2的综合利用的装置，将收集得到的CO2与NaOH反应生成了NaHCO3，不仅实现了污水处理厂温室气体CO2减排，还可创出了可观的经济效益和环境效益，同时由于生成的NaHCO3还可用于生产污水处理过程中的碱度调节剂、酸碱缓冲剂或pH调节剂，因此实现污水处理过程中产生的CO2的循环利用，从而降低污水处理过程的生产成本。
权利要求书
1.一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置，包括曝气池，其特征在于还包括集气罩、CO2集气头、控制阀I、CO2储气槽、控制阀II、反应罐、控制阀III、NaOH供给装置、控制阀IV、NaHCO3储罐及控制阀V组成;
所述的集气罩置于曝气池的顶部并密封连接，CO2集气头在集气罩内部通过管道穿过集气罩经控制阀I后与CO2储气槽的入口管道相连;
反应罐的罐顶设有两路入口，一路经过控制阀II后与CO2储气槽的出口管道相连;一路经控制阀III后与NaOH供给装置的出口管道相连;
反应罐的罐底设有排放口，所述的排放口经控制阀IV后与NaHCO3储罐的入口管道相连，所述的NaHCO3储罐的底部设有排放口并与控制阀V相连。
2.如权利要求1所述的一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置，其特征在于所述的集气罩为抛物面形状。
3.如权利要求2所述的一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置，其特征在于所述的CO2集气头位于集气罩的抛物面的焦点处。
4.如权利要求3所述的一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置，其特征在于所述的反应罐的罐顶所设的与CO2储气槽的出口管道相连的管道深入到反应罐内部，并在靠近反应罐的底部做成环形分布器，以使CO2气体均匀分布于NaOH溶液中。
5.如权利要求4所述的一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置，其特征在于所述的
如权利要求4所述的一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置，其特征在于所述的反应罐材质采用塑钢材料。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置，其特征在于在控制阀I与CO2储气槽之间的管道上安装有气体流量计和CO2浓度检测仪。
7.如权利要求6所述的一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置，其特征在于在集气罩的中上部装有气体压力表。
8.如权利要求7所述的一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置，其特征在于在反应罐上装有就地显示的pH计。
9.利用如权利要求8所述的一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置进行NaHCO3生产的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)、首先关闭控制阀，曝气池开始曝气，CO2逸出后开始在集气罩的抛物面内聚集，当曝气池内的压力达到0.4~0.5MPa时，打开控制阀，通过CO2集气头收集CO2并开始不断输出并进入CO2储气槽中，即进行CO2回收;
(2)、打开控制阀III将NaOH供给装置中的NaOH通入到反应罐中约占反应罐体积的60~70%后关闭控制阀III，然后打开控制阀II，将步骤(1)回收的CO2回通入到反应罐中，并与反应罐中的NaOH进行反应后，经检查待反应罐中溶液的pH为8.4时，关闭控制阀II;
(3)、打开控制阀IV，将反应罐中生成的pH为8.4的NaHCO3溶液放入到NaHCO3储罐中。
10.如权利要求9利用一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置进行NaHCO3生产的方法所生产的NaHCO3用于生产污水处理过程中的碱度调节剂、酸碱缓冲剂或pH调节剂。
说明书
一种污水处理产生的CO2的综合利用的装置及利用其进行NaHCO3生产的方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理产生的CO2的综合利用的装置及利用其进行NaHCO3生产的方法。
该发明专利的实施可以将污水处理过程中当作废物排放掉的CO2转化为有用的产品，一则减少温室气体排放遏制全球气候变化;二则变废为宝直接应用于污水处理中，从而降低污水处理成本。
背景技术
目前的污水处理是将污水中的有机污染物转化为CO2，直接排放到空气中。CO2是最早被确定为具有温室效应的气体，是全球排放数量最大、温室总效应最强、世界各国都在限制排放的气体。本发明正是基于这一背景提出的，试图将污水处理过程中产生的CO2就近转化为污水处理过程中大量使用的NaHCO3。
发明内容
本发明的目的之一是为了解决上述的技术问题而提出了一种污水处理产生的CO2的综合利用的装置。
本发明的目的之二是利用上述的一种污水处理产生的CO2的综合利用的装置对污水处理产生的CO2进行综合利用，即进行NaHCO3生产的方法，即将污水处理过程中产生的CO2转化为NaHCO3，并将转化所得的NaHCO3再次投入到生产污水处理过程中作为碱度调节剂、酸碱缓冲剂和pH调节剂使用，从而降低污水处理的成本，同时实现了变废为宝。
本发明的技术原理
根据化学反应方程式NaOH+CO2 =NaHCO3，遵照降低生产成本的原则，利用液碱NaOH来生产NaHCO3。
本发明的技术方案
一种污水处理产生的CO2的综合利用的装置，包括曝气池、集气罩、CO2集气头、控制阀I、CO2储气槽、控制阀II、反应罐、控制阀III、NaOH供给装置、控制阀IV、NaHCO3储罐及控制阀V组成;
所述的集气罩优选为抛物面形状，所述的CO2集气头位于集气罩的抛物面的焦点处;
所述的集气罩置于曝气池的顶部并密封连接，CO2集气头在集气罩内部通过管道穿过集气罩经控制阀I后与CO2储气槽的入口管道相连;
反应罐的罐顶设有两路入口，一路经过控制阀II后与CO2储气槽的出口管道相连;一路经控制阀III后与NaOH供给装置的出口管道相连;所述的反应罐的罐顶所设的与CO2储气槽的出口管道相连的管道深入到反应罐内部，并在靠近反应罐的底部处做成环形分布器，以使CO2均匀分布于NaOH溶液中，以实现CO2和NaOH充分反应的目的;
反应罐的罐底设有排放口，所述的排放口经控制阀IV后与NaHCO3储罐的入口管道相连，所述的NaHCO3储罐的底部设有排放口并与控制阀V相连。
所述的反应罐材质采用塑钢材料;
在本发明的一优选实施例中在控制阀I与CO2储气槽之间的管道上安装有气体流量计和CO2浓度检测仪，在集气罩的中上部装有气体压力表，在反应罐上装有就地显示的pH计。
另外，在本发明优选实施例中，通过并联一套控制阀II、反应罐、控制阀III、控制阀IV、pH计系统，从而可以实现NaHCO3溶液的连续生产。
利用上述的一种对污水处理产生的CO2进行综合利用的装置对污水处理产生的CO2进行综合利用，即进行NaHCO3生产的方法，具体包括如下步骤：
(1)、首先关闭控制阀，曝气池开始曝气，CO2逸出后开始在集气罩的抛物面内聚集，当曝气池内的压力达到0.4-0.5MPa时，打开控制阀，通过CO2集气头收集CO2并开始不断输出并进入CO2储气槽中，即进行CO2回收;
(2)、打开控制阀III将NaOH供给装置中的NaOH通入到反应罐中约占反应罐体积的60~70%后关闭控制阀III，然后打开控制阀II，将步骤(1)回收的CO2回通入到反应罐中，并与反应罐中的NaOH进行反应后，经检查待反应罐中溶液的pH为8.4时，关闭控制阀II;
(3)、打开控制阀IV，将反应罐中生成的pH为8.4的NaHCO3溶液放入到NaHCO3储罐中。
上述的一种污水处理产生的CO2的综合利用的装置对污水进行处理所生产的NaHCO3可作为污水处理过程中所需的碱度调节剂、酸碱缓冲剂或pH调节剂，即通过控制阀V输送到污水处理过程中需要碱度调节剂、酸碱缓冲剂或pH调节剂的环节，从而实现污水处理产生的CO2的循环利用。
本发明的有益技术效果
本发明的一种污水处理产生的CO2的综合利用的装置，一方面由于采用了抛物面形势的集气罩，使曝气池各处产生的CO2都能汇集于焦点处，而将CO2收集管口置于抛物面焦点处，并保证了CO2输出浓度始终处于稳定状态;
另一方面，由于将收集得到的CO2与NaOH反应生成了NaHCO3，因此不仅实现了污水处理厂温室气体CO2减排，还可创出了可观的经济效益(投资/净利润=1/8.55)和环境效益，同时由于生成的NaHCO3还可用于生产污水处理过程中的碱度调节剂、酸碱缓冲剂或pH调节剂，因此实现污水处理过程中产生的CO2的循环利用，即实现了变废为宝，从而也降低污水处理过程的生产成本。
进一步，本发明的一种污水处理产生的CO2的综合利用的装置，可通过增加由收集到的CO2与液态碱NaOH反应生成NaHCO3的旁路系统，即可实现NaHCO3的连续生产。
