申请日2017.08.23
公开(公告)日2017.11.07
IPC分类号C02F9/10; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种新型焦化废水氨氮组分脱除设备：它包括一过滤腔，用于过滤焦化废水中的颗粒杂质，所述的过滤腔上设有与焦化废水相连通的入水管和出水管;一碱性调节腔，用于调节焦化废水的PH值，所述的碱性调节腔与过滤腔上的出水管连通;一加热装置，用于对焦化废水加热至一定温度，所述的碱性调节腔通过水泵与加热装置的入口连通;一吹脱装置，用于将焦化废水中的游离态的氨脱除;一氨气处理机构，用于将气化后的氨气吸收处理。该新型焦化废水氨氮组分脱除设备使焦化废水中的高浓度氨氮能快速脱除，且脱除效率高。
权利要求书
1.一种新型焦化废水氨氮组分脱除设备，其特征在于：它包括一过滤腔，用于过滤煤焦化废水中的颗粒杂质，所述的过滤腔上设有与煤焦化废水相连通的入水管和出水管;
一碱性调节腔，用于调节煤焦化废水的PH值，所述的碱性调节腔与过滤腔上的出水管连通;
一加热装置，用于对煤焦化废水加热至一定温度，所述的碱性调节腔通过水泵与加热装置的入口连通;
一吹脱装置，其结构包括壳体，所述壳体的上部设有进液口，壳体的底部设有排液口，所述的壳体内自上而下依次设有液体分布器、至少一层填料组件、吹风机构和蓄液室;所述加热装置的出口通过管道与进液口连通，所述的液体分布器设置在进液口的下方，所述的填料组件包括设置在液体分布器下方的壳体内壁上的至少一个环形支架，每个环形支架的内壁上设有沿环形支架高度方向均匀分布且向内凸的多组支撑臂，每组支撑臂的相邻两个支撑臂之间设有间隙，且每组支撑臂上连接有多个带微孔的陶瓷填料;所述的吹脱装置还包括穿设于环形支架中心的转轴，所述转轴的下端与壳体的底部可转动连接，且壳体的底部外侧设有驱动转轴转动的驱动电机，所述的转轴上设有多根沿转轴高度方向均匀分布且外凸的横杆，所述的多根横杆与多组支撑臂交错设置;所述的吹风机构包括多个均匀分布在壳体内圆周壁上且斜向上设置的吹风口，每个吹风口均通过管道与设置在壳体外侧的风机连通;所述的蓄液室与壳体底部的排液口相连通;所述壳体的顶部设有气体暂存室，所述气体暂存室的底部设有一进风口，所述的进风口用于使气体暂存室与壳体的内部相连通，且进风口处设有一轴流风机，所述壳体的顶部设有与气体暂存室相连通的排气管;
一氨气处理机构，其结构包括盛装有冷却液的冷却池和盛装有硫酸的硫酸池，所述的排气管穿设于冷却池内且排气管的出口设置在硫酸池内。
2.根据权利要求1所述的新型焦化废水氨氮组分脱除设备，其特征在于：所述壳体的外侧壁上套设一环形隔热罩，所述隔热罩的顶部及底部边缘均与壳体的外侧壁密封连接，且隔热罩的内壁与壳体的外侧壁之间设有隔热腔，且隔热腔内的壳体的外侧壁上缠绕有蒸汽加热管，且蒸汽加热管通过进气管和出气管与外界蒸汽热源连通。
3.根据权利要求1所述的新型焦化废水氨氮组分脱除设备，其特征在于：所述壳体内的环形支架为三个，且三个环形支架沿壳体的高度方向依次分布，所述的转轴穿设于三个环形支架的内部中心。
4.根据权利要求1所述的新型焦化废水氨氮组分脱除设备，其特征在于：所述的液体分布器包括连接在壳体内壁上的支撑架，所述的支撑架上设有多个贯穿支撑架顶部和底部的通水孔，且支撑架的中心设有一个圆柱形安装槽，所述的安装槽内可转动连接一圆盘状液体分布盘，所述的液体分布盘上分布有多个漏液孔，且液体分布盘与支撑架之间设有间隙;所述转轴的自由端通过联轴器与圆盘状液体分布盘的底部中心连接。
5.根据权利要求1所述的新型焦化废水氨氮组分脱除设备，其特征在于：所述的横杆上设有沿横杆长度方向设置的槽孔，且槽孔的内壁及横杆的外侧壁上分布有多个凸柱。
6.根据权利要求1所述的新型焦化废水氨氮组分脱除设备，其特征在于：所述的过滤腔包括过滤腔壳体，所述的入水管和出水管分别连通在过滤腔壳体上;所述的过滤腔壳体内自入水管至出水管且沿水流方向依次设有第一滤网、第二滤网和第三滤网;所述过滤腔壳体的底部沿水流方向依次设有倾斜面和水平面，且倾斜面靠近水平面的一侧低于倾斜面远离水平面的一侧;所述第一滤网、第二滤网和第三滤网的底部分别与倾斜面相抵。
7.根据权利要求1所述的新型焦化废水氨氮组分脱除设备，其特征在于：所述的碱性调节腔上设有碱液添加口，所述的碱液添加口与碱性调节腔的内部相连通;所述的碱性调节腔内可转动连接有搅拌轮，所述搅拌轮的转轴与设置在碱性调节腔外侧的电机传动连接;所述的碱性调节腔上连接有PH检测仪，且PH检测仪的检测探头设置在碱性调节腔内并与煤焦化废水接触。
8.根据权利要求1所述的新型焦化废水氨氮组分脱除设备，其特征在于：所述的加热装置包括圆柱状加热器壳体，所述的圆柱状加热器壳体内设有电加热器，所述圆柱状加热器壳体的外侧壁上卷绕有导热管，所述导热管的入水端通过水泵与碱性调节腔的出水口连通，导热管的出水端与壳体上部的进液口连通。
说明书
新型焦化废水氨氮组分脱除设备
技术领域
本发明涉及焦化废水处理技术领域，具体讲的是一种新型焦化废水氨氮组分脱除设备。
背景技术
焦化废水是炼焦或煤气在高温干馏、净化及副产品回收过程中，产生的含有挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物的工业废水，是一种高COD、高氨氮且很难处理的一种工业有机废水。其主要来源有三个：一是在煤干馏及煤气冷却中产生的废水，是焦化废水的主要来源;二是在煤气净化过程中产生的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等;三是在焦油、粗苯等精制过程或其它场合产生的废水。由于焦化废水的成分复杂，含有大量的酚、氰、苯、氨氮等有毒有害物质，超标排放的焦化废水会对环境造成严重的污染。特别是焦化废水中的氨氮会引起严重的水质污染。国家规定排放废水中氨氮含量不能超过25mg/L。
多年来，国内外对氨氮废水的处理方法进行了大量研究和开发，不断寻求脱除氨氮的新途径。迄今为止，开发出了诸如硝化反硝化法、吹脱法、离子交换法、折点氯化法等多种处理办法。虽然氨氮废水的处理方法很多，但是都存在着基建投资大、运行成本高、处理量小的缺点，氨氮脱除指标难以达到国家GB 8978-1996《污水综合排放标准》规定的排放标准(一级标准氨氮小于15mg/L，二级标准氨氮小于25mg/L)，对于高浓度(大于5000mg/L)的氨氮废水更是缺乏有效办法。
目前，人们对焦化废水中氨氮的脱除一般采用氨氮脱除塔来进行废水中氨氮的脱除，但往往效果不理想，如国家知识产权局网站上公开一种授权公开号为CN2737778、名称为一种处理工业氨氮废水的脱氨氮塔，其包括塔体和固定安装在塔体上的废水进口管、处理水出口管、进空气管和放散管，塔体内自上而下依次布置有液体分布管、除沫器、塔板和空气分布器，液体分布管与废水进口管相连，空气分布器连接进空气管，处理水出口管安装在塔体的底封头上，顶封头上安装有放散管。该结构的新型焦化废水氨氮组分脱除设备加入脱氮剂并调节好PH值的焦化氨氮废水从塔顶废水进口管进入塔内，经液体分布管分布后，通过除沫器，落入到塔板上，经过多次的气液传质和曝气反应后，最后的处理水从塔底处理水出口管流出塔外;空气由鼓风机从进空气管鼓入塔内，经空气分布器分布，向上进入塔板层，再经过除沫器和液体分布管后，从塔顶放散管排出塔外。在上述过程中，氨氮废水在塔板表面充分进行化学反应和曝气，将废水中的铵盐转化成游离氨，通过气液的逆向流动，空气与废水在塔板表面不断接触而充分气液传质，使废水中的氨氮不断释放到气体中，实现废水中氨氮的脱除。该结构的新型焦化废水氨氮组分脱除设备其氨氮的脱除效果较差，特别是塔内温度较低的情况下，氨的溶解性大大增加，从而导致废水中的氨不能气化被脱除掉，从而无法达到国家对工业废水规定的排放标准。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺陷，提供一种使焦化废水中的高浓度氨氮能快速脱除，且脱除效率高的新型焦化废水氨氮组分脱除设备。
本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的新型焦化废水氨氮组分脱除设备：它包括一过滤腔，用于过滤焦化废水中的颗粒杂质，所述的过滤腔上设有与焦化废水相连通的入水管和出水管;
一碱性调节腔，用于调节焦化废水的PH值，所述的碱性调节腔与过滤腔上的出水管连通;
一加热装置，用于对焦化废水加热至一定温度，所述的碱性调节腔通过水泵与加热装置的入口连通;
一吹脱装置，其结构包括壳体，所述壳体的上部设有进液口，壳体的底部设有排液口，所述的壳体内自上而下依次设有液体分布器、至少一层填料组件、吹风机构和蓄液室;所述加热装置的出口通过管道与进液口连通，所述的液体分布器设置在进液口的下方，所述的填料组件包括设置在液体分布器下方的壳体内壁上的至少一个环形支架，每个环形支架的内壁上设有多组沿环形支架高度方向均匀分布且向内凸的支撑臂，每组支撑臂的相邻两个支撑臂之间设有间隙，且每组支撑臂上连接有多个带微孔的陶瓷填料;所述的吹脱装置还包括穿设于环形支架中心的转轴，所述转轴的下端与壳体的底部可转动连接，且壳体的底部外侧设有驱动转轴转动的驱动电机，所述的转轴上设有多根沿转轴高度方向均匀分布且外凸的横杆，所述的多根横杆与多组支撑臂交错设置;所述的吹风机构包括多个均匀分布在壳体内圆周壁上且斜向上设置的吹风口，每个吹风口均通过管道与设置在壳体外侧的风机连通;所述的蓄液室与壳体底部的排液口相连通;所述壳体的顶部设有气体暂存室，所述气体暂存室的底部设有一进风口，所述的进风口用于使气体暂存室与壳体的内部相连通，且进风口处设有一轴流风机，所述壳体的顶部设有与气体暂存室相连通的排气管;
一氨气处理机构，其结构包括盛装有冷却液的冷却池和盛装有硫酸的硫酸池，所述的排气管穿设于冷却池内且排气管的出口设置在硫酸池内。
采用以上结构后，本发明新型焦化废水氨氮组分脱除设备与现有技术相比，具有以下优点：该新型焦化废水氨氮组分脱除设备在进行焦化废水中氨氮的脱除时，焦化废水在过滤腔内进行颗粒杂质的过滤，过滤后的焦化废水进入碱性调节腔内，人工向碱性调节腔内添加碱液来调节焦化废水的碱性，将碱性调节腔内的焦化废水的PH值调节至9～11.5;调节PH值后的焦化废水再经水泵通入加热装置内加热至50～55度，加热后的焦化废水中的氨会大量气化，气化后的氨连通同焦化废水一起通入吹脱装置的壳体内，经加热装置加热后气化的氨气在壳体内经轴流风机抽至气体暂存室内;焦化废水中未气化的氨此时处于游离态，随着焦化废水一起经液体分布器分布后均匀地流在填料组件上，填料组件的支撑臂上的陶瓷填料本身具有微孔结构，从而增大了气液交换面积;壳体外侧的风机向壳体内壁上的吹风口提供风，吹风口吹出的风自下而上流动，促使焦化废水中游离态的氨气化，从而将焦化废水中的氨脱除;由于驱动电机驱动转轴转动，转轴上的横杆破碎从每组支撑臂的陶瓷填料上落下的焦化废水的水滴，使焦化废水形成的水滴变成更小颗粒的水滴，这样有利于焦化废水中游离态的氨气化，因此该新型焦化废水氨氮组分脱除设备使焦化废水中的高浓度氨氮能快速脱除，且脱除效率高。
作为优选，所述壳体的外侧壁上套设一环形隔热罩，所述隔热罩的顶部及底部边缘均与壳体的外侧壁密封连接，且隔热罩的内壁与壳体的外侧壁之间设有隔热腔，且隔热腔内的壳体的外侧壁上缠绕有蒸汽加热管，且蒸汽加热管通过进气管和出气管与外界蒸汽热源连通。该隔热罩内的蒸汽加热管可以对壳体进行加热至60～70度，以保证壳体内较高的温度，使焦化废水的溶解氨的性能差，同时保证焦化废水中的氨能快速气化脱除。
作为优选，所述壳体内的环形支架为三个，且三个环形支架沿壳体的高度方向依次分布，所述的转轴穿设于三个环形支架的内部中心。
作为优选，所述的液体分布器包括连接在壳体内壁上的支撑架，所述的支撑架上设有多个贯穿支撑架顶部和底部的通水孔，且支撑架的中心设有一个圆柱形安装槽，所述的安装槽内可转动连接一圆盘状液体分布盘，所述的液体分布盘上分布有多个漏液孔，且液体分布盘与支撑架之间设有间隙;所述转轴的自由端通过联轴器与圆盘状液体分布盘的底部中心连接。该液体分布器用于分布从进液口流入的焦化废水，分布后的焦化废水经液体分布盘上的漏液孔及支撑架上的通水孔均匀流入填料组件上进行气液交换;另外转动的转轴带动圆盘状液体分布盘转动，从而使进液口流入的焦化废水能更均匀地进行分布，促使焦化废水中游离态的氨的气化。
作为改进，所述的横杆上设有沿横杆长度方向设置的槽孔，且槽孔的内壁及横杆的外侧壁上分布有多个凸柱。所述的凸柱及槽孔的设置，使横杆在转动时能更好地破碎从每组支撑臂的陶瓷填料上落下的焦化废水的水滴，使焦化废水破碎成更微小的颗粒。
作为优选，所述的过滤腔包括过滤腔壳体，所述的入水管和出水管分别连通在过滤腔壳体上;所述的过滤腔壳体内自入水管至出水管且沿水流方向依次设有第一滤网、第二滤网和第三滤网;所述过滤腔壳体的底部沿水流方向依次设有倾斜面和水平面，且倾斜面靠近水平面的一侧低于倾斜面远离水平面的一侧;所述第一滤网、第二滤网和第三滤网的底部分别与倾斜面相抵。该过滤腔由第一滤网、第二滤网和第三滤网进行过滤，使焦化废水的过滤效果更好;另外，过滤腔壳体的底部沿水流方向设有倾斜面，该倾斜面靠近水平面的一侧低于倾斜面远离水平面的一侧，这样焦化废水在重力的作用下能快速过滤且能经出水管快速排出。
作为优选，所述的碱性调节腔上设有碱液添加口，所述的碱液添加口与碱性调节腔的内部相连通;所述的碱性调节腔内可转动连接有搅拌轮，所述搅拌轮的转轴与设置在碱性调节腔外侧的电机传动连接;所述的碱性调节腔上连接有PH检测仪，且PH检测仪的检测探头设置在碱性调节腔内并与焦化废水接触。碱液添加口用于添加碱液，添加的碱液使焦化废水的PH值升高，这样有利于焦化废水中的氨气化，该搅拌轮用于搅拌从碱液添加口添加的碱液，从而使焦化废水的PH值能快速升高到设定的数值，如PH值提高至9～11.5;该PH检测仪用于实时监测焦化废水的PH值，以便于碱液的添加或停止添加;所述的碱液为具有很强腐蚀性的碱性化学品，如氢氧化钠溶液等，该PH检测仪为现有技术的产品，也称PH计，如采用上海益伦环境科技有限公司生产的PH-6116APH监测仪等。
作为优选，所述的加热装置包括圆柱状加热器壳体，所述的圆柱状加热器壳体内设有电加热器，所述圆柱状加热器壳体的外侧壁上卷绕有导热管，所述导热管的入水端通过水泵与碱性调节腔的出水口连通，导热管的出水端与壳体上部的进液口连通。该加热装置采用电加热器加热，如电阻丝加热等，电加热器对圆柱状加热器壳体进行加热，导热管将热量传递给导热管内的焦化废水，使焦化废水的温度升高至50～55度，这样有利于焦化废水中游离态的氨能快速气化。