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一种含氨的硫酸盐废水处理系统及工艺

阅读:178发布:2021-02-23

IPRDB可以提供一种含氨的硫酸盐废水处理系统及工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及氨氮废水处理领域,尤其涉及一种含氨的硫酸盐废水处理系统及工艺,包含进料罐和蒸汽压缩机,所述进料罐通过进料泵通过导液管连接一级蒸发室,所述一级蒸发室通过进料泵连接石灰乳罐,所述一级蒸发室顶部通过导气管连接冷凝器,所述一级蒸发室底部通过导液管连接一级换热器,所述一级换热器底部通过导液管连接二级蒸发室,所述二级蒸发室顶部通过导气管连接前述冷凝器,所述二级蒸发室底部通过导液管连接二级换热器,所述二级换热器底部通过导液管连接带式压滤机,所述带式压滤机通过导液管连接储水罐A。通过本装置可以实现氨氮废水中氨的回收利用。,下面是一种含氨的硫酸盐废水处理系统及工艺专利的具体信息内容。

1.一种含氨的硫酸盐废水处理系统,包含进料罐和蒸汽压缩机,其特征在于:所述进料罐通过进料泵通过导液管连接一级蒸发室,所述一级蒸发室通过进料泵连接石灰乳罐,所述一级蒸发室顶部通过导气管连接冷凝器,所述一级蒸发室底部通过导液管连接一级换热器,所述一级换热器底部通过导液管连接二级蒸发室,所述二级蒸发室顶部通过导气管连接前述冷凝器,所述二级蒸发室底部通过导液管连接二级换热器,所述二级换热器底部通过导液管连接带式压滤机,所述带式压滤机通过导液管连接储水罐A,所述冷凝器连接氨水分离罐,所述氨水分离罐底部通过导液管连接储水罐B,所述氨水分离罐上部通过导气管连接吸氨罐,所述储水罐B底部通过导液管连接吸氨罐,所述吸氨罐底部通过导液管连接氨水储罐,所述冷凝器一端通过导液管连接冷凝水罐,所述冷凝器另一端通过导液管连接冷凝水中转罐,所述冷凝水中转罐底部通过导液管连接冷凝水罐,所述冷凝水中转罐通过导气管连蒸汽接压缩机出口,所述蒸汽压缩机通过进气管连接锅炉,所述蒸汽压缩机通过导管分别连接前述一级换热器内的加热腔和二级换热器的加热腔;

一种含氨的硫酸盐废水处理工艺,包含以下步骤:

a.通过抽真空装置对本系统内使用的装置进行抽真空处理;

b.进料罐中产生的氨氮废水通过进料泵后进入到已经抽成负压状态的一级蒸发室中;

c.向一级蒸发室中加入含有氢氧化钙为5%-50%的石灰乳,石灰乳的加入量是按照石灰乳里面含有的氢氧化钙的量与氨氮废水中的铵根离子理论1:1反应计算加入;

d.一级蒸发室在热蒸汽加热和负压的状态下,让氨氮废水与石灰乳的混合液处于30℃-95℃下的沸腾状态,在一级蒸发室内让氢氧化钙与硫酸铵发生复分解反应:(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2NH3·H2O;

e.混合液在经过一级蒸发室中后再通过一级换热器进行一次脱氨后,混合液用泵打入二级蒸发室后蒸发成气态再次进入到二级换热器中,让氨氮废水与石灰乳的混合液处于30℃-95℃下的沸腾状态,混合液进入到二级换热器,在二级换热器中继续发生氢氧化钙和硫酸铵的复分解反应(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2NH3·H2O,进行深度脱氨;

f.经过二级换热器深度脱氨后的混合液用泵打入到带式压滤机中进行压滤,得到的滤饼为粗制硫酸钙;

g.一级蒸发室和二级蒸发室产生的氨气和水蒸气的混合气体从一级蒸发室和二级蒸发室的顶部出来,进入到冷凝器中进行换热;

h.冷凝之后的氨气和水蒸气的混合气体进入到氨水分离罐,氨气从氨水分离罐的上端通过导气管进入吸氨罐,水蒸汽经过氨水分离罐之后进入到储水罐B,再经过储水罐B底部的泵打到吸氨罐的顶部对氨气进行喷淋,配好相应浓度的氨水进入到氨水储罐;

i.在冷凝水罐中的冷凝水经过冷凝水罐底部的泵打到冷凝器中进行换热,之后来到冷凝水中转罐,在冷凝水中转罐中热的水蒸气通过冷凝水中转罐中的上端导气管进入到压缩机中,水从冷凝水中转罐的下端导液管回到冷凝水罐中。

2.根据权利1要求所述的含氨的硫酸盐废水处理系统及工艺,其特征在于:还包含真空泵,所述真空泵通过导气管分别连接冷凝器、一级蒸发室和二级蒸发室。

3.根据权利1要求所述的含氨的硫酸盐废水处理系统及工艺,其特征在于:所述冷凝器通过流量计和流量阀连接冷却水。

说明书全文

一种含氨的硫酸盐废水处理系统及工艺

【技术领域】

[0001] 本发明涉及氨氮废水处理领域,尤其涉及一种含氨的硫酸盐废水处理系统及工艺。【背景技术】
[0002] 目前采用NH3皂化有机相提取有色金属有两种体系,一种是氯盐体系,一种是硫酸盐体系,其中氯盐体系采用氢氧化钙转换含氨的废水已经产业化,可得到氨水和氯化钙溶液,氯化钙溶液直接外排。而硫酸盐体系的废水采用氢氧化钙转换未能产业化,主要是因为形成CaSO4·2H2O,CaSO4·2H2O容易在器壁上结垢,堵住管道。
[0003] 采用氧化钙转换硫酸盐体系废水,主要通过(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2NH3·H2O;发生反应,其中NH3·H2O返回皂化,氨气在整个体系中相当是载体,消耗的是氧化钙,氧化钙在自然中容易得到,成本较低,该工艺较采用氢氧化钠或者氨水皂化具有较大的成本优势。
[0004] 含氨的硫酸盐体系废水,主要通过加入氢氧化钙后得到CaSO4·2H2O、NH3、H2O,产生的水含盐浓度较低,可直接返回生产系统使用,产生的氨可以直接返回生产系统皂化有机相。
[0005] 含氨的硫酸盐体系废水通过加入氢氧化钙得到CaSO4·2H2O可以作为水泥添加剂,二水石膏再进一步可加工成半水石膏,半水石膏可以作为医用,带来附加值。【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服上述现有技术的缺点,提供了一种含氨的硫酸盐废水处理系统及工艺,可以很好的实现了含氨的硫酸盐废水中的氨气的回收利用。
[0007] 本发明可以通过以下技术方案来实现:
[0008] 本发明公开了一种含氨的硫酸盐废水处理系统,包含进料罐和蒸汽压缩机,所述进料罐通过进料泵通过导液管连接一级蒸发室,所述一级蒸发室通过进料泵连接石灰乳罐,所述一级蒸发室顶部通过导气管连接冷凝器,所述一级蒸发室底部通过导液管连接一级换热器,所述一级换热器底部通过导液管连接二级蒸发室,所述二级蒸发室顶部通过导气管连接前述冷凝器,所述二级蒸发室底部通过导液管连接二级换热器,所述二级换热器底部通过导液管连接带式压滤机,所述带式压滤机通过导液管连接储水罐A,所述冷凝器连接氨水分离罐,所述氨水分离罐底部通过导液管连接储水罐B,所述氨水分离罐上部通过导气管连接吸氨罐,所述储水罐B底部通过导液管连接吸氨罐,所述吸氨罐底部通过导液管连接氨水储罐,所述冷凝器一端通过导液管连接冷凝水罐,所述冷凝器另一端通过导液管连接冷凝水中转罐,所述冷凝水中转罐底部通过导液管连接冷凝水罐,所述冷凝水中转罐通过导气管连蒸汽接压缩机出口,所述蒸汽压缩机通过进气管连接锅炉,所述蒸汽压缩机通过导管分别连接前述一级换热器内的加热腔和二级换热器的加热腔;
[0009] 一种含氨的硫酸盐废水处理工艺,包含以下步骤
[0010] a.通过抽真空装置对本系统内使用的装置进行抽真空处理;
[0011] b.进料罐中产生的氨氮废水通过进料泵后进入到已经抽成负压状态的一级蒸发室中;
[0012] c.向一级蒸发室中加入含有氢氧化钙为5%-50%的石灰乳,石灰乳的加入量是按照石灰乳里面含有的氢氧化钙的量与氨氮废水中的铵根离子理论1:1反应计算加入;
[0013] d.一级蒸发室在热蒸汽加热和负压的状态下,让氨氮废水与石灰乳的混合液处于30℃-95℃下的沸腾状态,在一级蒸发室内让氢氧化钙与硫酸铵发生复分解反应:(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2NH3·H2O;
[0014] e.混合液在经过一级蒸发室中后再通过一级换热器进行一次脱氨后,混合液用泵打入二级蒸发室后蒸发成气态再次进入到二级换热器中,让氨氮废水与石灰乳的混合液处于30℃-95℃下的沸腾状态,混合液进入到二级换热器,在二级换热器中继续发生氢氧化钙和硫酸铵的复分解反应(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2NH3·H2O,进行深度脱氨;
[0015] f.经过二级换热器深度脱氨后的混合液用泵打入到带式压滤机中进行压滤,得到的滤饼为粗制硫酸钙;
[0016] g.一级蒸发室和二级蒸发室产生的氨气和水蒸气的混合气体从一级蒸发室和二级蒸发室的顶部出来,进入到冷凝器中进行换热;
[0017] h.冷凝之后的氨气和水蒸气的混合气体进入到氨水分离罐,氨气从氨水分离罐的上端通过导气管进入吸氨罐,水蒸汽经过氨水分离罐之后进入到储水罐B,再经过储水罐B底部的泵打到吸氨罐的顶部对氨气进行喷淋,配好相应浓度的氨水进入到氨水储罐;
[0018] i.在冷凝水罐中的冷凝水经过冷凝水罐底部的泵打到冷凝器中进行换热,之后来到冷凝水中转罐,在冷凝水中转罐中热的水蒸气通过冷凝水中转罐中的上端导气管进入到压缩机中,水从冷凝水中转罐的下端导液管回到冷凝水罐中。
[0019] 优选的,还包含真空泵,所述真空泵通过导气管分别连接冷凝器、一级蒸发室和二级蒸发室。
[0020] 优选的,所述冷凝器通过流量计和流量阀连接冷却水。通过流量计和流量阀确认并控制热蒸汽的流动速度及流量和冷液体的流量,使冷液体通过冷凝器后刚好达到所需的温度。
[0021] 冷凝器的工作原理:为制冷系统的机件,属于换热器的一种,能把气体或蒸气转变成液体,将管子中的热量,以很快的方式,传到管子附近的空气中。将管子内部的热的氨气和水蒸气遇到冷的东西进行热交换,液化变成液体,冷凝器工作过程是个放热的过程,所以冷凝器温度都是较高的。
[0022] 一级蒸发室和二级蒸发室的工作原理:在负压状态下,降低液体沸点,使液体沸腾,将液体水变成水蒸汽,在沸腾状态下会加快复分解反应的进行,让氨气快速脱出。
[0023] 氨水分离罐的工作原理:由于氨气和水蒸气的沸点不同,氨气与水蒸气的混合气体冷凝器后,大部分水蒸气和少量的氨气会冷凝成液态留在氨水分离罐中,留在氨水分离罐中的液体中大部分是水,只含有少量的氨;而大部分的氨气和少量的水蒸气还是气态的,气态的氨气和水蒸气会从氨水分离罐的上端经过导气管进入吸氨罐中,从而达到氨气的提纯效果。
[0024] 一级换热器和二级换热器的工作原理:将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。
[0025] 工作原理:生产中产生的氨氮废水存放在进料罐中,此时的氨氮废水中含有5%-45%的TDS和少量有机物,温度为10℃-60℃,进料罐中的氨氮废水通过进料泵打入到一级蒸发室中,与此同时原先存放在石灰乳罐中的石灰乳也通过进料泵打入到一级蒸发室中与氨氮废水进行混合,在负压的条件下混合后的料液在一级蒸发室中进行沸腾,并发生复分解反应,在沸腾的状态下发生复分解反应后会产生水蒸气和氨气的混合气体,这部分气体从一级蒸发室的上部出来,进入到冷凝器中,剩余的料液继续依次进入到一级换热器中进行循环蒸发,之后料液进入到一级蒸发室中继续蒸发反应,此时的沸腾温度为30℃-95℃,沸腾的状态下发生复分解反应后会产生水蒸气和氨气的混合气体,这部分气体从二级蒸发室的上部出来,进入到冷凝器中,剩余的料液继续进入到二级换热器中继续蒸发反应,二级换热器中料液进入到带式压滤机中进行压滤,压滤之后的渣为粗制的硫酸钙,滤液为可用于生产回用的水,存放于储水罐A中,由一级蒸发室、二级蒸发室,产生的氨气和水蒸气的混合气体进入冷凝器中进行换热,换热后氨气和水蒸气进行分离,进入氨水分离罐中进行分离,氨气从氨水分离罐上端进入吸氨罐中,水经过氨水分离罐之后进入到储水罐B,再经过储水罐B底部的泵打到吸氨罐的顶部对氨气进行喷淋,配好相应浓度的氨水进入到氨水储罐。在冷凝水罐中的冷凝水经过冷凝水罐底部的泵打到冷凝器中进行换热,之后来到冷凝水中转罐,在冷凝水中转罐中热的水蒸气通过冷凝水中转罐中的上端导气管进入到压缩机中,水从冷凝水中转罐的下端导液管回到冷凝水罐中。本系统所有的热量来源是由来自锅炉的新鲜蒸汽经过蒸汽压缩机产生,产生的蒸汽进入一级换热器和二级换热器,这部分水蒸气在一级换热器、二级换热器中被冷凝成水,这部分水蒸水经过导液管进入到冷凝水罐中,冷凝水罐中的水再经过冷凝器冷凝氨气和水的混合气体,之后的水进入冷凝水中转罐,水蒸气进入压缩机,水从冷凝水中转罐底部导液管回到冷凝水罐,形成水和蒸汽的循环利用,让热量的运用达到最大化。
[0026] 本发明与现有的技术相比有如下优点:
[0027] 1.解决了氨难回收的问题,此方法可以将废水中的氨回收,废水脱氨率达到99%以上,回收的氨制备成氨水,得到的粗制硫酸钙也可以用于制备α型半水石膏,让氨、废水、废渣都可以回收利用,很好地解决了环保问题,增长了经济。
[0028] 2.用MVR处理氨氮废水,整个MVR内部处于负压状态,脱氨后的水可以返回生产中回用,实现废水的零排放,节能减排。
[0029] 3.使用石灰乳中的氢氧化钙与氨氮废水中的硫酸铵反应,得到的石膏中氨氮等含量低,工艺原理是石灰乳中的氢氧化钙与硫酸铵发生复分解反应:(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2NH3·H2O产生的氨气经过冷凝变成氨水,氨氮废水的脱氨率可以达到99.7%,脱氨后的废水可以作为生产用水回用,渣中主要含有的是硫酸钙,经过压滤机直接得到粗制的硫酸钙。
[0030] 4.整个系统中出来的只有氨水、粗制硫酸钙、可用于生产回用的水,可以实现氨水的回收,回收的氨水用于萃取段有机相的皂化;出来的粗制硫酸钙可用于制备α型半水石膏;出来的水可做生产用水。
[0031] 5.整个系统在运行过程中不结垢,这套生产工艺让氨、废水、废渣都可以回收利用,很好地解决了环保问题,增长了经济。【附图说明】
[0032] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明,其中:
[0033] 图1为本发明的结构示意图;
[0034] 图中:1、一级蒸发室;2、二级蒸发室;3、压缩机;4、一级换热器;5、二级换热器;6、冷凝器;7、冷凝水中转罐;8、吸氨罐;9、氨水分离罐;10、氨水储罐;11、储水罐B;12、冷凝水罐;13、带式压滤机;14、储水罐A;15、泵;16、进料罐;17、石灰乳罐;【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明:
[0036] 如图1所示,本发明公开了一种含氨的硫酸盐废水处理系统,包含进料罐16和蒸汽压缩机3,进料罐16通过进料泵15通过导液管连接一级蒸发室1,一级蒸发室1通过进料泵15连接石灰乳罐17,一级蒸发室1顶部通过导气管连接冷凝器6,一级蒸发室1底部通过导液管连接一级换热器4,一级换热器4底部通过导液管连接二级蒸发室2,二级蒸发室2顶部通过导气管连接冷凝器6,二级蒸发室2底部通过导液管连接二级换热器5,二级换热器5底部通过导液管连接带式压滤机13,带式压滤机13通过导液管连接储水罐A14,冷凝器6连接氨水分离罐9,氨水分离罐9底部通过导液管连接储水罐B11,氨水分离罐9上部通过导气管连接吸氨罐8,储水罐B11底部通过导液管连接吸氨罐8,吸氨罐8底部通过导液管连接氨水储罐10,冷凝器6一端通过导液管连接冷凝水罐12,冷凝器6另一端通过导液管连接冷凝水中转罐7,冷凝水中转罐7底部通过导液管连接冷凝水罐12,冷凝水中转罐7通过导气管连蒸汽接压缩机3出口,蒸汽压缩机3通过进气管连接锅炉(未图示),蒸汽压缩机3通过导管分别连接一级换热器4内的加热腔和二级换热器5的加热腔;
[0037] 一种含氨的硫酸盐废水处理工艺,包含以下步骤
[0038] a.通过抽真空装置对本系统内使用的装置进行抽真空处理;
[0039] b.进料罐16中产生的氨氮废水通过进料泵15后进入到已经抽成负压状态的一级蒸发室1中;
[0040] c.向一级蒸发室1中加入含有氢氧化钙为5%-50%的石灰乳,石灰乳的加入量是按照石灰乳里面含有的氢氧化钙的量与氨氮废水中的铵根离子理论1:1反应计算加入;
[0041] d.一级蒸发室1在热蒸汽加热和负压的状态下,让氨氮废水与石灰乳的混合液处于30℃-95℃下的沸腾状态,在一级蒸发室1内让氢氧化钙与硫酸铵发生复分解反应:(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2NH3·H2O;
[0042] e.混合液在经过一级蒸发室1中后再通过一级换热器4进行一次脱氨后,混合液用泵15打入二级蒸发室2后蒸发成气态再次进入到二级换热器5中,让氨氮废水与石灰乳的混合液处于30℃-95℃下的沸腾状态,混合液进入到二级换热器5,在二级换热器5中继续发生氢氧化钙和硫酸铵的复分解反应(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2NH3·H2O,进行深度脱氨;
[0043] f.经过二级换热器5深度脱氨后的混合液用泵15打入到带式压滤机13中进行压滤,得到的滤饼为粗制硫酸钙;
[0044] g.一级蒸发室1和二级蒸发室2产生的氨气和水蒸气的混合气体从一级蒸发室1和二级蒸发室2的顶部出来,进入到冷凝器6中进行换热;
[0045] h.冷凝之后的氨气和水蒸气的混合气体进入到氨水分离罐9,氨气从氨水分离罐9的上端通过导气管进入吸氨罐8,水蒸汽经过氨水分离罐9之后进入到储水罐B11,再经过储水罐B11底部的泵15打到吸氨罐8的顶部对氨气进行喷淋,配好相应浓度的氨水进入到氨水储罐10;
[0046] i.在冷凝水罐12中的冷凝水经过冷凝水罐12底部的泵15打到冷凝器6中进行换热,之后来到冷凝水中转罐7,在冷凝水中转罐7中热的水蒸气通过冷凝水中转罐中的上端导气管进入到压缩机3中,水从冷凝水中转罐7的下端导液管回到冷凝水罐12中。
[0047] 其中,还包含真空泵15,真空泵15通过导气管分别连接冷凝器6、一级蒸发室1和二级蒸发室2。
[0048] 其中,冷凝器6通过流量计和流量阀连接冷却水。通过流量计和流量阀确认并控制热蒸汽的流动速度及流量和冷液体的流量,使冷液体通过冷凝器6后刚好达到所需的温度。
[0049] 冷凝器6的工作原理:为制冷系统的机件,属于换热器的一种,能把气体或蒸气转变成液体,将管子中的热量,以很快的方式,传到管子附近的空气中。将管子内部的热的氨气和水蒸气遇到冷的东西进行热交换,液化变成液体,冷凝器6工作过程是个放热的过程,所以冷凝器6温度都是较高的。
[0050] 一级蒸发室1和二级蒸发室2的工作原理:在负压状态下,降低液体沸点,使液体沸腾,将液体水变成水蒸汽,在沸腾状态下会加快复分解反应的进行,让氨气快速脱出。
[0051] 一级换热器4和二级换热器5的工作原理:将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。
[0052] 工作原理:生产中产生的氨氮废水存放在进料罐16中,此时的氨氮废水中含有5%-45%的TDS和少量有机物,温度为10℃-60℃,进料罐16中的氨氮废水通过进料泵15打入到一级蒸发室1中,与此同时原先存放在石灰乳罐17中的石灰乳也通过进料泵15打入到一级蒸发室1中与氨氮废水进行混合,在负压的条件下混合后的料液在一级蒸发室1中进行沸腾,并发生复分解反应,在沸腾的状态下发生复分解反应后会产生水蒸气和氨气的混合气体,这部分气体从一级蒸发室1的上部出来,进入到冷凝器6中,剩余的料液继续依次进入到一级换热器4中进行循环蒸发,之后料液进入到一级蒸发室1中继续蒸发反应,此时的沸腾温度为30℃-95℃,沸腾的状态下发生复分解反应后会产生水蒸气和氨气的混合气体,这部分气体从二级蒸发室2的上部出来,进入到冷凝器6中,剩余的料液继续进入到二级换热器5中继续蒸发反应,二级换热器5中料液进入到带式压滤机13中进行压滤,压滤之后的渣为粗制的硫酸钙,滤液为可用于生产回用的水,存放于储水罐A14中,由一级蒸发室1、二级蒸发室2,产生的氨气和水蒸气的混合气体进入冷凝器6中进行换热,换热后氨气和水蒸气进行分离,进入氨水分离罐9中进行分离,氨气从氨水分离罐9上端进入吸氨罐8中,水经过氨水分离罐9之后进入到储水罐B11,再经过储水罐B11底部的泵15打到吸氨罐8的顶部对氨气进行喷淋,配好相应浓度的氨水进入到氨水储罐10。在冷凝水罐12中的冷凝水经过冷凝水罐12底部的泵15打到冷凝器6中进行换热,之后来到冷凝水中转罐7,在冷凝水中转罐7中热的水蒸气通过冷凝水中转罐7中的上端导气管进入到压缩机3中,水从冷凝水中转罐7的下端导液管回到冷凝水罐12中。本系统所有的热量来源是由来自锅炉的新鲜蒸汽经过蒸汽压缩机3产生,产生的蒸汽进入一级换热器4和二级换热器5的加热腔,这部分水蒸气在一级换热器4、二级换热器5中被冷凝成水,这部分水蒸水经过导液管进入到冷凝水罐12中,冷凝水罐12中的水再经过冷凝器6冷凝氨气和水的混合气体,之后的水进入冷凝水中转罐7,水蒸气进入压缩机3,水从冷凝水中转罐7底部导液管回到冷凝水罐12,形成水和蒸汽的循环利用,让热量的运用达到最大化。
[0053] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,这些变化、修改、替换和变型,也应视为本发明的保护范围。
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