申请日2014.07.07
公开(公告)日2014.12.03
IPC分类号C02F9/04; C02F103/36; C01C1/242
摘要
本发明涉及一种草甘膦废水净化装置，pH调节槽经吹脱泵与吹脱塔的喷淋层连接，吹脱塔2-2经吹脱泵与吹脱塔2-1上端的喷淋层连接，吹脱塔2-1顶端与吹脱塔2-2底部连接，吹脱塔2-2顶端与吸收塔4底部入口连接，吸收塔4顶部与吹脱风机3连接后再与吹脱塔连接。采用该设备进行一级、二级吹脱得到氨气经硫酸中和后制得硫酸铵进入下一步利用。净化率高，吹脱效率远远高于传统吹脱法，对氨气的吹脱效率可达到98%，对废水量大、浓度高的氨气可回收利用，吸收净化塔采用二级逆向喷淋，填料比表面积大，由试验研究确定的气液比保证了性能稳定，对氨气的吸收效率可达到95%。
权利要求书
1.一种草甘膦废水净化装置，其特征在于：
液碱储罐(8)经液碱泵(7-5)与pH调节槽(1)上端管道的流量控制阀(9)连接;
pH调节槽(1)底端经吹脱泵(7-1)与吹脱塔(2-2)上端的喷淋层连接，吹脱塔(2-2)底端经吹脱泵(7-3)与吹脱塔(2-1)上端的喷淋层连接，吹脱塔(2-1)顶端经线路管道与吹脱塔(2-2)底部入口连接，吹脱塔(2-2)顶端经线路管道与吸收塔(4)底部入口连接，吸收塔(4)顶部经线路管道与吹脱风机(3)连接后再与吹脱塔(2-1)连接;
硫酸储罐(6)经硫酸泵(7-6)与吸收塔(4)一侧的底端连接，吸收塔(4)对侧的线路管道经吸收循环泵(7-4)与吸收塔(4)的喷淋层连接，吸收循环泵(7-4)至喷淋层的线路管道设置有至硫酸铵储罐(5)的线路管道。
2.根据权利要求1所述的草甘膦废水净化装置，其特征在于：吸收塔(4)分为上、中、下三部分，上部设置有两层喷淋层，下部设置有硫酸储槽，中间部分为吹脱塔(2-2)顶端经线路管道与吸收塔(4)底部的入口，该入口的对侧设置有空气进气管。
3.根据权利要求2所述的草甘膦废水净化装置，其特征在于：吸收塔(4)内的上层喷淋层喷嘴密度为下层喷淋层喷嘴密度的0.5-2倍。
4.根据权利要求1所述的草甘膦废水净化装置，其特征在于：吹脱塔(2-1)、吹脱塔(2-2)下部分别设置有蒸汽输送机(10-1)、(10-2)。
5.根据权利要求1所述的草甘膦废水净化装置，其特征在于：吹脱塔(2-1)、吹脱塔(2-2)、吸收塔(4)的喷淋层的下端均设置有填充填料。
6.一种草甘膦废水净化方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将草甘膦废水送至pH调节槽(1)，调节废水的pH至11-12，并将该废水调节至温度为45-50℃后，泵入吹脱塔(2-2)顶部的喷淋层，废水经喷淋后散至填充填料上，经填充填料上的脱氮剂脱氮，脱氮后的气体经吹脱塔(2-2)顶部上升并通入吸收塔(4)，完成一次吹脱;
2)脱氮后的废水经吹脱塔(2-2)上部的填充填料落下并经吹脱泵(8-3)泵至吹脱塔(2-1)顶部的喷淋层，废水经喷淋后散至填充填料层上，经填充填料层上的脱氮剂脱氮，脱氮后的气体经吹脱塔(2-1)顶部上升并通入吹脱塔(2-2)，脱氮后的气体经吹脱塔(2-2)顶部上升并通入吸收塔(4)，完成二次吹脱，脱氮后的废水经排液泵(7-2)送至废水处理厂;
3)经一次脱氮、二次脱氮的气体送至吸收塔(4)后，往吸收塔(4)底端泵入质量浓度为5-25%稀硫酸，该稀硫酸经吸收循环泵(7-4)泵入吸收塔的喷淋层，同时，往吸收塔内通入空气，稀硫酸经喷淋后与脱氮后的气体逆流接触，生成硫酸铵，并泵至硫酸铵储槽。
7.根据权利要求6所述的草甘膦废水净化方法，其特征在于，吸收塔内的气液比控制为2000~2400:1。
8.根据权利要求6所述的草甘膦废水净化方法，其特征在于，所述的填充调料层为聚丙烯与脱氮剂的混合物。
9.根据权利要求6所述的草甘膦废水净化方法，其特征在于，一次吹脱、二次吹脱处理中，草甘膦废水中总氮浓度高于1000mg/L时，往吹脱塔(2-1)、吹脱塔(2-2)底端通入蒸汽;草甘膦废水中总氮浓度低于1000mg/L时，采用吹脱风机(3)进行循环鼓风吹脱。
说明书
一种草甘膦废水净化装置及净化方法
技术领域
本发明涉及一种草甘膦废水的净化装置，并利用该装置对废水进行净化，属于化工设备与化工工艺领域。
背景技术
草甘膦是一种优良有机磷类非选择性除草剂，是一种高效、低毒、低残留、杀草谱广的芽后灭生性高效除草剂，具有良好的内吸、传导性能。可以防除几乎所有一年生和多年生杂草及灌木丛，可有效杀死78种深根恶性杂草中的76种，药物被植物绿色部分吸收后，对多年生杂草的地下组织破坏力很强。该品种随着全球转基因作物的大面积推广而迅速崛起。因此，草甘膦为当今世界上用量最大，增长势头最猛也最具市场竞争力的除草剂品种之一。同时草甘膦的生产也伴随着大量废水的产生，我国的生产企业主要在浙江、江苏、山东、四川、安徽等人口密度大、环境容量小、国家重点保护的太湖、巢湖、长江等环境敏感水域的省市。草甘膦生产的污染问题主要表现为废水，该废水具有排放量大、氨氮浓度高、毒性大、含盐量高、难降解化合物含量高、治理难度大等特点。目前污染物治理技术的应用落后于产品的发展。正在公示的《有机磷农药工业水污染物排放标准》严于现行标准，特别是对特征污染物，以及10%草甘膦制剂的取消，使得草甘膦废水治理成为困扰行业的难题之一，环保问题逐渐的制约了企业的生存。高浓度氨氮废水采用传统吹脱工艺进行预处理，不仅吹脱效率低，并且只能对无机游离氨氮而不能对有机氨氮进行吹脱，同时很多氨氮废水含盐量大，很难进行后续生化处理，因而造成许多高浓度氨氮废水不能达标排放，是目前较难治理的工业废水。因此，控制生产成本、自主创新、绿色环保，缩小与国外企业生产技术差距，才能使企业在任何时候都极具竞争力。
发明内容
该发明结合草甘膦生产工艺技术、催化氧化技术和MVR技术，采用多级氨氮吹脱装置，总结归纳，进行反复技改和创新。解决了草甘膦废水处理难、原材料浪费、环保等问题，减少了废水的排放降低了环境污染，同时回收的硫酸铵外售，达到减排增效，清洁生产，优化环境的目的，也实现了国家循环经济的发展理念，综合效益显著。具体为：
一种草甘膦废水净化装置，液碱储罐经液碱泵与pH调节槽上端管道的流量控制阀连接;
pH调节槽底端经吹脱泵与吹脱塔上端的喷淋层连接，吹脱塔底端经吹脱泵与吹脱塔上端的喷淋层连接，吹脱塔顶端经线路管道与吹脱塔底部入口连接，吹脱塔顶端经线路管道与吸收塔底部入口连接，吸收塔顶部经线路管道与吹脱风机连接后再与吹脱塔连接;
硫酸储罐经硫酸泵与吸收塔一侧的底端连接，吸收塔对侧的线路管道经吸收循环泵
与吸收塔的喷淋层连接，吸收循环泵至喷淋层的线路管道设置有至硫酸铵储罐的线路管道。
所述的吸收塔分为上、中、下三部分，上部设置有两层喷淋层，下部设置有硫酸储槽，
中间部分为吹脱塔顶端经线路管道与吸收塔底部的入口，该入口的对侧设置有空气进气管。所述的吸收塔内上层喷淋层喷嘴密度为下层喷淋层喷嘴密度的0.5-2倍。
所述的吹脱塔、吹脱塔下部分别设置有蒸汽输送机。
所述的吹脱塔、吹脱塔、吸收塔的喷淋层的下端还设置有填充填料。
本发明还提供一种草甘膦废水净化方法，包括如下步骤：
将草甘膦废水送至pH调节槽，调节废水的pH至11-12，并将该废水调节至温度为45-50℃后，泵入吹脱塔2-2顶部的喷淋层，废水经喷淋后散至填充填料上，经填充填料上的脱氮剂脱氮，脱氮后的气体经吹脱塔2-2顶部上升并通入吸收塔，完成一次吹脱;
脱氮后的废水经吹脱塔上部的填充填料落下并经吹脱泵泵至吹脱塔2-1顶部的喷淋层，废水经喷淋后散至填充填料层上，经填充填料层上的脱氮剂脱氮，脱氮后的气体经吹脱塔2-1顶部上升并通入吹脱塔2-1，脱氮后的气体经吹脱塔2-2顶部上升并通入吸收塔，完成二次吹脱，脱氮后的废水经排液泵送至废水处理厂;
经一次脱氮、二次脱氮的气体送至吸收塔后，往吸收塔底端泵入质量浓度为5-25%稀硫酸，该稀硫酸经吸收循环泵泵入吸收塔的喷淋层，同时，往吸收塔内通入空气，稀硫酸经喷淋后与脱氮后的气体逆流接触，生成硫酸铵，并泵至硫酸铵储槽。
所述的吸收塔内的气液比控制为2000~2400:1
所述的填充调料层为聚丙烯与脱氮剂的混合物。
一次吹脱、二次吹脱处理中，草甘膦废水中总氮浓度高于1000mg/L时，往吹脱塔2-1、吹脱塔2-2底端通入蒸汽;草甘膦废水中总氮浓度低于1000mg/L时，采用吹脱风机进行循环鼓风吹脱。
该方法将蒸发后的冷凝水经换热器换热到40-50℃后进入调节池，中途在线调节pH值11～12，投加活性脱氮剂，将氨氮转换成游离氨，经泵提升到氨分离脱氮塔。吹脱塔常采用逆流操作，塔内装有一定高度的填料，以增加气—液传质面积从而有利于氨气从废水中解吸，向气相转移，达到脱除氨氮的目的。经二级吹脱后，废水氨氮满足生产要求，回用于生产。废气经二级吹脱净化后，满足国家排放标准。
吹脱塔的构造采用气液接触装置，在塔的内部填充填料，用以提高接触面积。将蒸发后的冷凝水经换热器换热到40-50℃后进入调节池，中途在线调节pH值11～12，用吹脱泵将水从塔的上部淋洒到填料上而形成水滴，顺着填料的间隙依次滴落。塔底通入蒸汽，加速氨气的逸出;填料层下方的热尾气经吹脱风机循环送入每一级塔内循环利用，节约热能利用，塔顶尾气进入氨气吸收装置。整个完成传质过程，使氨由液相转为气相，随空气排放，完成吹脱过程，脱除率达98%以上。
将从吹脱塔中的氨气从塔体下方进气口沿切向进入吸收净化塔，然后均匀地上升到第一级填料吸收段。在填料的表面上，气相中氨气与液相中水或硫酸发生化学反应，反应生成 (NH4)2SO4，并流入下部贮液槽。未完全吸收的氨气体继续上升进入第一级喷淋层。在喷淋层中吸收液从均布的喷嘴高速喷出，形成无数细小雾滴，与气体充分混合接触，继续发生化学反应。第二级与第一级喷嘴密度不同，喷液压力不同，吸收酸性气体浓度范围也有所不同。在喷淋段及填料段两相接触的过程也是传热与传质的过程。通过控制稀硫酸的流速与滞留时间保证这一过程的充分与稳定。经过硫酸吸收的(NH4)2SO4，经多效蒸发后，回收利用。
本发明具有如下有益效果
1. 净化率高，吹脱效率远远高于传统吹脱法，对氨气的吹脱效率可达到98%
2. 对废水量大、浓度高的氨气可回收利用
3. 吸收净化塔采用二级逆向喷淋，填料比表面积大，由试验研究确定的气液比保证了性能稳定，对氨气的吸收效率可达到95%。
4.本发明将大大减少废水的排放，减少环境污染;回收的硫酸铵包装外卖，增加企业经济效益。