有机复合脱氮剂处理高浓度氨氮废水的除氨氮装置

摘要

本发明公开一种工业废水处理设备中有机复合脱氮剂处理高浓度氨氮废水的除氨氮装置，包括相通的反应池和脱氮塔，反应池上部是分别与其连通的第一药剂池和第二药剂池，反应池内腔中设有混合搅拌装置；圆柱状脱氮塔内腔间隔布置多层圆环形集水塔板，集水塔板外沿与脱氮塔内壁固定、内环在脱氮塔中腔形成圆柱状的空心气体通道；每层集水塔板上各固设有相通的曝气系统和压缩空气供气管道，每层集水塔板上各设置一溢流板和一挡板，溢流板和挡板之间是一从下至上连通每层集水塔板的圆形过水通道；各个溢流板均通过垂直轴杆连接电机；本发明设备简单，运行操作简便，对氨氮浓度大于1000～50000mg/L的高浓度氨氮废水的脱氮效率达到99.99%以上。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种高浓度氨氮废水处理装置，属于工业废水处理设备技术领域。

背景技术

传统的吹脱塔除氨氮是将废水的pH值调节至11以上, 然后在填料塔中通入空气或蒸汽，通过气液接触将废水中的游离氨吹脱至大气或蒸汽中, 使氨氮从液相转移到气相,采用吹脱塔对pH要求较高，加碱量大，动力消耗大, 氨氮去除率受温度影响较大, 经过二次吹脱后废水中剩余氨氮浓度还必须与生物脱氮工艺相结合才能达到达标排放, 因而只能作为高浓度氨氮废水处理的预处理, 况且吹脱过程中由于气液比较大（常在3000:1以上）, 排放出来的氨气由于浓度较低，吸收困难, 排放到大气中会造成二次污染。

蒸氨塔除氨氮是利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系对氨氮进行分离，把水蒸气通入废水中，当蒸气压超过外界压力时，废水沸腾从而加速了氨氮等挥发性物质的逸出过程。与吹脱塔除氨氮相同的是，当气液两相中氨达到平衡时也不能继续使水中氨氮持续逸出，因此单次气提也不能将氨氮完全脱除，若采用连续多次气提进行脱氮则会大大增加投资成本和运行成本。

因此，现有的脱氨氮的工业水处理装置，要耗费大量药剂和能源，只适用低浓度或小规模氨氮废水处理，设备复杂昂贵。在目前的技术条件下，即使当今最先进的厌氧生物脱氮工艺和设备，其处理氨氮的上限也只达到1000mg/L，脱氮效率仅50%左右，而对于大多数含氮工业废水，其废水中氨氮浓度都远远超过1000mg/L。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种辅助有机复合脱氮剂处理高浓度氨氮废水的除氨氮装置，脱氮效率高、设备简单、操作简便、处理成本低。

本发明采用的技术方案是：包括相互连通的反应池和脱氮塔，反应池上部是分别与其连通的第一药剂池和第二药剂池，反应池内腔中设有一个混合搅拌装置；脱氮塔是圆柱状，其内腔间隔布置多层集水塔板，集水塔板呈圆环形，外沿与脱氮塔内壁固定，内环在脱氮塔中腔形成圆柱状的空心气体通道，空心气体通道与脱氮塔上口部通向大气的通风管道相通；每层集水塔板上各固设有相通的曝气系统和压缩空气供气管道，压缩空气供气管道上部穿出脱氮塔与外部的空气压缩机相连；每层集水塔板上各设置一溢流板和一挡板，溢流板和挡板之间是一从下至上连通每层集水塔板的圆形过水通道；各个溢流板均连接一根垂直轴杆，垂直轴杆的上部连接电机；在连通反应池和脱氮塔之间的管道上设有泵，泵连接脱氮塔顶部的高压喷嘴。

本发明的脱氮塔采用多层塔板式结构，充分考虑了气液分离特点，在每层塔板上空有一定的空间直接与中间空心气体通道相通，便于吹脱出来的氨气及时排出，解决了气液两相中氨气瞬间平衡问题。较之传统的吹脱塔，不仅设备简单，效果好，运行操作简便，脱氮效率高，而且在总气液比减少的同时，极大地强化了塔板上的曝气量，增大了气液传质效率。对于氨氮浓度大于1000～50000mg/L的高浓度氨氮废水处理，脱氮效率可达到99.99%以上，运行处理费用为每吨废水4～8元，既降低了运行成本和动力消耗，又提高了处理量。尤其适用于煤化工、制药、焦化、炼油等行业高浓度氨氮废水处理。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1中集水塔板2-4的俯视放大图；

图中：1.反应池；1-1.第一药剂池；1-2.第二药剂池；1-3.液体流量计；1-4.开孔；1-5.pH计；1-6.混合搅拌装置；1-7.泵；1-8.空气压缩机；2.脱氮塔；2-1.压缩空气供气管道；2-2.高压喷嘴；2-3.电机；2-4.集水塔板；2-5.溢流板；2-6.挡板；2-7.过水通道；2-8.通风管道；2-9.消泡室；2-10.曝气系统；2-11.出口口；2-12.空心气体通道。

具体实施方式

如图1，本发明包括反应池1和脱氮塔2，反应池1和脱氮塔2之间通过管道相互连通。在反应池1的上部有两个药剂池，第一药剂池1-1和第二药剂池1-2分别通过管道连通反应池1，在两个药剂池与反应池1之间的管道上各安装一个液体流量计1-3。在反应池1内腔中设置一个混合搅拌装置1-6，对反应池1中的液体进行搅拌。在反应池1的上壁上开一个开孔1-4，开孔1-4通过管道与脱氮塔2上口部的通风管道2-8连通。反应池1外接一pH计1-5，使pH计1-5伸入反应池1中，在线检测反应池1中混合液的pH值。在连通反应池1和脱氮塔2之间的管道上设置泵1-7，泵1-7以管道连接设在脱氮塔2顶部的高压喷嘴2-2。

脱氮塔2是圆柱状，其内腔间隔布置了多层集水塔板2-4，集水塔板2-4在脱氮塔2内腔为廊道式环绕，如图2所示，集水塔板2-4呈圆环形，集水塔板2-4的外沿固定在脱氮塔2内壁上，集水塔板2-4的内环在脱氮塔2中腔形成圆柱状的空心气体通道2-12，该空心气体通道2-12与上口部的通风管道2-8直接相通，通风管道2-8通向大气中。集水塔板2-4的外径与内径之比，也即集水塔板2-4的外径与空心气体通道2-12的直径之比是1.5:1～2.2:1。

在每层集水塔板2-4上都固定安装有独立的曝气系统2-10和压缩空气供气管道2-1，压缩空气供气管道2-1连通曝气系统2-10，压缩空气供气管道2-1从脱氮塔2最底层的集水塔板2-4向上延伸到最上层的集水塔板2-4上，并且呈上小下大的圆锥状，锥角是75°。压缩空气供气管道2-1的上部穿出脱氮塔2，并且与脱氮塔2外部的空气压缩机1-8相连接。

    参见图1和2，为了避免处理废水短流，提高废水处理的连续性，在每层集水塔板2-4上各设置一溢流板2-5和一挡板2-6，挡板2-6比溢流板2-5高10～20cm，并且挡板2-6与溢流板2-5之间相距30～50cm。在溢流板2-5和挡板2-6之间是一圆形过水通道2-7从下至上连通每层集水塔板2-4。

各个溢流板2-5均连接一根垂直轴杆，垂直轴杆的上部连接电机2-3，电机2-3被固定在脱氮塔2上部位置。在电机2-3的旋转控制下，带动溢流板2-5在集水塔板2-4上自由地闭合和错开。

在中间层的集水塔板2-4上部设置消泡室2-9，消除废水在处理过程中由于有机复合脱氮剂产生的过量泡沫。在脱氮塔2的下部开有出口口2-11。

根据需要，本发明在处理高浓度氨氮废水时，为了将废水中的铵盐更充分的转化为游离氨，在第一药剂池1-1和第二药剂池1-2中分别加入有机复合脱氮剂和碱，有机复合脱氮剂和碱的量有液体流量计1-3控制，进入反应池1中，由混合搅拌装置1-6充分搅拌和反应后用泵1-7将待处理废水送至脱氮塔2的塔顶，再经过高压喷嘴2-2射出，形成瀑布落入到集水塔板2-4上，通过气液的逆向流动，空气与废水在集水塔板2-4表面不断接触，经过充分气液传质和曝气反应后，使废水中的氨氮不断释放到气体中，从空心气体通道2-12排放，最后处理水从下部的出水口2-11排出，实现废水中氨氮的完全脱除。在这过程中，空气由空气压缩机1-8通过压缩空气供气管道2-1输送到每层集水塔板2-4上的曝气系统2-10中，通入的气液比小于500，进行多层穿孔管曝气，增强了脱除处理效果。