申请日2015.06.30
公开(公告)日2017.04.19
IPC分类号C02F9/10
摘要
本发明公开了一种高浓度氨氮废水的处理系统，该处理系统包括依次相连的预处理系统、增浓节能装置、汽提塔、冷凝器和氨水储罐。本发明的处理系统操作简单、设备投资少、氨氮脱除效率高、氨氮废水处理的蒸汽单耗低、可实现一次处理即可达标排放、且可回收具有经济价值的成品氨水。
权利要求书
1.一种高浓度氨氮废水的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括依次相连的预处理系统、增浓节能装置、汽提塔(8)、冷凝器(10)和氨水储罐(11);
所述增浓节能装置包括换热器(6)和增浓装置，所述换热器(6)的冷侧入口与所述预处理系统连通，所述换热器(6)的冷侧出口与所述增浓装置连通，所述增浓装置与所述汽提塔(8)相连;
所述增浓装置为增浓罐(7)，所述增浓罐(7)内设有鼓泡装置(710)，所述鼓泡装置(710)的入口与所述增浓罐(7)所设的进气口(72)相连;
所述进气口(72)用于将所述汽提塔(8)塔顶含氨蒸汽通过所述鼓泡装置(710)输送回流至所述增浓罐(7)内。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述增浓罐(7)的顶部设有进液口(71)、进气口(72)、预留口(73)和放空口(74)，所述增浓罐(7)的底部设有出液口(75)、取样口(76)和排尽口(79)，所述增浓罐(7)的侧面设有液位计上口(77)和液位计下口(78);所述增浓罐(7)为空心筒体结构，所述增浓罐(7)的高径比为0.5～10∶1。
3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述鼓泡装置(710)为鼓泡管，所述鼓泡管上沿长度方向设置有若干布气孔，所述布气孔的孔径为8mm～15mm，所述鼓泡管上布气孔的总面积占所述鼓泡管表面积的1/3～1/4;所述鼓泡管的出口设有盲板(711)。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述汽提塔(8)为填料塔，所述填料塔中的填料为规整填料;所述汽提塔(8)上设置有超声除垢装置。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述汽提塔(8)上所设的塔顶出口通过管道分别与所述增浓装置和所述冷凝器(10)连通，所述冷凝器(10)的出口通过管道分别与所述汽提塔(8)的精馏段和所述氨水储罐(11)连通。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还设有一再沸器(9)，所述再沸器(9)的入口与所述汽提塔(8)上所设的塔釜第一出口连通，所述再沸器(9)的出口与所述汽提塔(8)上所设的塔釜入口连通。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述汽提塔(8)上所设的塔釜第二出口与所述换热器(6)的热侧进口连通，所述换热器(6)的热侧出口与一出水槽(12)连通。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述预处理系统包括依次相连的均化池(1)、调节槽(2)、沉降池(3)、过滤器(4)和清水池(5)。
说明书
高浓度氨氮废水的处理系统
技术领域
本发明属于氨氮废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度氨氮废水的处理系统。
背景技术
随着我国经济的高速发展，水污染问题日趋严重，其中氨氮废水的污染更是愈演愈烈。目前，化工、冶金、石化、制药、食品等行业均产生大量的高浓度氨氮废水。大量氨氮废水的排放已导致水体富营养化加剧，造成水体黑臭和鱼类的大量死亡。由此引发的重大水危机事件时有发生，严重影响了人们的正常生活，甚至危害了人们的身体健康，社会影响巨大。为了保护生态环境，减轻水体污染，国家对氨氮废水的排放实行了严格的规定和限制，并针对不同行业实行了分级排放标准。《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定一级标准氨氮浓度小于15mg/L，二级标准氨氮浓度小于25mg/L。可见，氨氮废水的治理已迫在眉睫。
常用的氨氮废水处理方法主要有生化法、折点加氯法、沸石吸附法、化学沉淀法、蒸氨法、吹脱法等，这些方法和对应的装置对于中低浓度氨氮废水处理效果明显，但由于受到技术和成本的限制，无法满足高浓度氨氮废水的处理要求。目前工业上对于含量≥5000mg/L的高浓度氨氮废水通常采取空气吹脱+生化法组合工艺，但是这种方法处理成本高，而且吹脱氨气直接排放到大气中，会造成二次污染。
蒸汽汽提法处理高浓度氨氮废水是近年来研究的热点。汽提法是高浓度氨氮废水在高pH值时与低压蒸汽在汽提塔中高温逆流接触，有效地脱除废水中的氨氮。相较于传统的空气吹脱法，其具有对废水氨氮浓度变化适应性强、氨氮脱除率高等优点，特别适用于处理浓度≥10000mg/L的氨氮废水。同时，可以根据需要采取对塔顶产品进行全凝、部分冷凝、酸液冷却中和等方式得到氨水、氨气和铵盐，有效地实现氨氮的资源化利用，具有很强的技术和经济优势。
但是，蒸汽汽提法也存在着诸多技术难题，限制了其在工业上的广泛应用：一方面，传统的蒸汽汽提脱氨技术，对于浓度为3000～8000mg/L的氨氮废水，一次处理后氨氮浓度通常降至100～300mg/L，不能满足国家排放标准要求;另一方面，传统的蒸汽汽提法在节能降耗方面存在着严重的不足，蒸汽单耗高(250～300kg蒸汽/吨废水)，处理后的氨水浓度一般在5%左右，达不到成品氨水浓度要求，不具有经济价值。另外，传统蒸汽汽提装置通常采用板式塔或散堆填料塔，存在塔体较高及塔设备易结垢堵塞的问题。这些缺陷导致运用传统蒸汽汽提法时设备投资大，运行成本高，从而导致企业不愿或无力承担其处理费用。
因此，探求一种高效率节能降耗的新型蒸汽汽提脱氨工艺和系统成为汽提脱氨技术进一步推广应用的必经之路。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，重点针对传统蒸汽汽提脱氨技术存在的问题和技术瓶颈，提供一种装置简单、设备投资少、氨氮脱除效率高、氨氮废水处理的蒸汽单耗低、可实现一次处理即可达标排放、可回收具有经济价值的成品氨水的高浓度氨氮废水的处理系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高浓度氨氮废水的处理系统，所述处理系统包括依次相连的预处理系统、增浓节能装置、汽提塔、冷凝器和氨水储罐。
上述的处理系统中，优选的，所述增浓节能装置包括换热器和增浓装置，所述换热器的冷侧入口与所述预处理系统连通，所述换热器的冷侧出口与所述增浓装置连通，所述增浓装置与所述汽提塔相连。
上述的处理系统中，优选的，所述增浓装置为增浓罐，所述增浓罐的顶部设有进液口、进气口、预留口和放空口，所述增浓罐的底部设有出液口、取样口和排尽口，所述增浓罐的侧面设有液位计上口和液位计下口;所述增浓罐为空心筒体结构，所述增浓罐的高径比为0.5～10∶1。
上述的处理系统中，优选的，所述增浓装置为增浓罐，所述增浓罐内设有鼓泡装置，所述鼓泡装置的入口与所述增浓罐所设的进气口相连。
上述的处理系统中，优选的，所述鼓泡装置为鼓泡管，所述鼓泡管上沿长度方向设置有若干布气孔，所述布气孔的孔径为8mm～15mm，所述鼓泡管上布气孔的总面积占所述鼓泡管表面积的1/3～1/4;所述鼓泡管的出口设有盲板。
上述的处理系统中，优选的，所述汽提塔为填料塔，所述填料塔中的填料为规整填料;所述汽提塔上设置有超声除垢装置。
上述的处理系统中，优选的，所述汽提塔上所设的塔顶出口通过管道分别与所述增浓装置和所述冷凝器连通，所述冷凝器的出口通过管道分别与所述汽提塔的精馏段和所述氨水储罐连通。
上述的处理系统中，优选的，所述处理系统还设有一再沸器，所述再沸器的入口与所述汽提塔上所设的塔釜第一出口连通，所述再沸器的出口与所述汽提塔上所设的塔釜入口连通。
上述的处理系统中，优选的，所述汽提塔上所设的塔釜第二出口与所述换热器的热侧进口连通，所述换热器的热侧出口与一出水槽连通。
上述的处理系统中，优选的，所述预处理系统包括依次相连的均化池、调节槽、沉降池、过滤器和清水池。
本发明中，增浓罐的顶部是指顶端和/或顶侧，增浓罐的底部是指底端和/或底侧。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的处理系统设置了增浓节能装置，增浓节能装置中的换热器可回收塔釜的热能，提高进入增浓罐(即增浓装置)氨氮废水的温度，减少汽提塔塔顶进入增浓罐的含氨蒸汽的量。增浓节能装置中的增浓罐能够对进入汽提塔的氨氮废水进行升温提浓，减少汽提塔的蒸汽耗量，其浓度的增加保证了汽提塔副产品成品氨水的品质。该处理系统操作简单，设备投资少，工作过程稳定，可处理废水氨氮含量高：3000～50000mg/L;一次性处理后排放废水氨氮含量低至15mg/L以下，达到国家一级排放标准;吨废水蒸汽耗量80 kg～110kg，大大降低了运行成本;副产品：12wt%～25wt%的成品氨水，具有较高的经济效益。
(2)本发明的增浓节能装置中增浓罐带有鼓泡装置，可增加塔顶含氨蒸汽回流至增浓罐时与罐内氨氮废水的接触面积，达到增浓升温的效果。
(3)本发明的处理系统优选采用填料塔作为汽提塔，填料塔中的填料为规整填料，可显著提高废水与蒸汽之间的传质传热效率，使填料塔在较少的蒸汽用量上获得更高的脱氨效率，同时也减小了塔设备体积。本发明还优选在汽提塔上设置超声除垢装置，防止水蒸气作为汽提介质时，在加热的条件下，易产生沉淀结垢的问题，解决了常规汽提脱氨工艺中塔设备结垢问题，降低了塔设备运行负荷。
(4)本发明的预处理系统采用调节槽调节氨氮废水的pH值，可保证塔釜出水pH值的稳定性。
综上，本发明创造性的提出了高浓度氨氮废水的增浓节能处理系统，增浓节能装置通过回收汽提塔塔釜废水热量和部分塔顶含氨蒸汽的氨和热量，降低了蒸汽耗量，提高了汽提塔脱氨效率，保证了冷凝氨水的浓度指标，降低了废水处理的运行成本。本发明通过采取多项节能技术回收系统热量，可一次性高效处理高浓度氨氮废水，并确保成品氨水的浓度达到要求。