一种高总氮废水预处理设备的制作方法

1.本实用新型涉及工业废水处理领域，特别是一种高总氮废水预处理设备。


背景技术：

2.在工业生产过程中会产生大量的含氮废水，总氮超标是常态，特别是原水中含有高氨氮的废水，该种废水若不进行有效预处理进行前期脱氨氮，一旦氨氮转化为硝态氮，后续处理将更为麻烦。因此对高总氮废水进行前期预处理脱氮是有效的处理方法。
3.对高总氮废水进行预处理脱氨氮的设备很多，使用较为广泛的是化学沉淀法及吹脱法，化学沉淀法是通过向废水中添加镁盐和磷酸盐，与氨氮形成磷酸铵镁结晶，从而实现去除氨氮的目的，而且磷酸铵镁为良好的肥料，沉淀产物可作为有机肥使用，但是镁盐和磷酸盐的成本较高，且两种药的加药量难以与实际进水实时匹配，导致产物质量不高且废水处理成本高；而氨吹脱法相对较为简单实用，但是目前氨吹脱系统多采用双塔结构，1个塔进行氨吹脱，另1个塔进行氨吸收，但双塔设计会不可避免的增加占地面积及原材料成本，同时空气经过路线弯曲过多，导致风阻力偏大，实际能耗较大，因此，如何对高总氮废水预处理的结构和设计进一步的改进和创新是亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种高总氮废水预处理设备，可有效解决现有设备浪费原料，占地面积大，且管线弯曲且较长，风阻大，能源消耗大的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型解决的技术方案是，一种高总氮废水预处理设备，包括塔体和排放烟囱，塔体上面装有排放烟囱，所述的塔体是由外壳及外壳内从下到上依次为池体、原水收液层、空气层、原水填料层、原水喷淋层、酸收液层、酸填料层、酸喷淋层及除雾层构成，池体包括并列设置在塔体底部内的原水池和酸液池，原水池内装有原水循环泵，酸液池内装有酸循环泵，原水收液层内装有交错布置的坡度向原水池倾斜的第一m型填料板，空气层的进风口与置于塔体外的风机出风口相连通，风机的进风口经管道与排放烟囱相连通，原水填料层和酸填料层内均填充有多面体空心球填料，原水喷淋层内设有与原水循环泵和位于塔体外的初始原水泵相连通的喷淋装置，酸收液层内装有交错布置的坡度向酸液池侧倾斜的第二m型填料板，第二m型填料板的下部出水处经管道与酸液池进口相连通，酸喷淋层内设有与酸循环泵相连通的喷淋装置，除雾层内装有交错布置的三角形填料板。
6.本实用新型结构简单，设计科学合理，占地面积小，节省塔体及连接管道原材料，风阻小，能源消耗小，有显著的社会和经济效益。
附图说明
7.图1是本实用新型结构示意图。
8.图2是本实用新型三角形填料板结构示意图。
9.图3是本实用新型m形填料板结构示意图。
具体实施方式
10.以下结合附图和具体情况对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
11.结合附图给出，一种高总氮废水预处理设备，包括塔体和排放烟囱，塔体上面装有排放烟囱，所述的塔体是由外壳及外壳内从下到上依次为池体、原水收液层3、空气层4、原水填料层5、原水喷淋层6、酸收液层7、酸填料层8、酸喷淋层9及除雾层10构成，池体包括并列设置在塔体底部内的原水池1和酸液池2，原水池1内装有原水循环泵101，酸液池2内装有酸循环泵201，原水收液层3内装有交错布置的坡度向原水池1倾斜的第一m型填料板301，空气层4的进风口与置于塔体外的风机11出风口相连通，风机11的进风口经管道与排放烟囱相连通，原水填料层5和酸填料层8内均填充有多面体空心球填料，原水喷淋层6内设有与原水循环泵101和位于塔体外的初始原水泵601相连通的喷淋装置，酸收液层7内装有交错布置的坡度向酸液池2侧倾斜的第二m型填料板702，第二m型填料板702的下部出水处经管道701与酸液池2进口相连通，酸喷淋层9内设有与酸循环泵201相连通的喷淋装置，除雾层10内装有交错布置的三角形填料板10-1。
12.为保证更好的实施效果，所述的喷淋装置包括喷淋管和均布装在喷淋管下面的喷头，原水喷淋层6内的喷淋管经管道分别与原水循环泵101和位于塔体外的初始原水泵601相连通，酸喷淋层9内的喷淋管经管道与酸循环泵201相连通。
13.所述的排放烟囱包括排气管道12、支架12-1及防雨帽12-2和避雷针13，支架12-1装在塔体上面，排气管道12装在支架12-1内，排气管道12经管道与风机11的进风口相连通，排气管道12上装有防雨帽12-2，支架12-1上面装有避雷针13。
14.所述的原水池1内装有与塔体外部管道相连通的原水外排泵102，塔体外部装有与原水池1内相连通的第一液位计103和与酸液池2内相连通的第二液位计203和ph计202。
15.所述的原水池1内装有加热装置。
16.所述的加热装置为加热丝或加热棒，但不限于这两种。
17.所述的第一m型填料板301和第二m型填料板702结构相同（公知市售产品），均为pvc制成的m型波纹板，如图3所示（附图仅标出第一m型填料板301），每层波纹板的交错布置。
18.所述的三角形填料板10-1（公知市售产品）为pvc制成的“人”字型波纹板，如图2所示，每层波纹板的交错布置。
19.所述的原水池1和酸液池2的体积比为1-3：1。
20.所述的塔体内各层均设有检查口，塔体外设有爬梯（图中未示出）。
21.本实用新型在具体使用时，原水由初始原水泵601直接送到原水喷淋层6，原水池1内的原水经由原水循环泵101提升，与原水一并通过原水喷淋层6内的喷淋装置向下喷淋，原水散落到原水填料层5后，在多孔空心球表面形成0.5-1mm的水膜，并曲折向下流动，风机11开启后，将空气送到空气层4并向上流动，逆流在原水填料层5与水膜相接触，碱性条件下，原水中的氨氮很易挥发进入到空气层4，并随空气继续向上流动，穿过酸收液层7进入到酸填料层8，酸循环泵201将硫酸或磷酸通过酸喷淋层9向下喷淋，酸水散落到酸填料层8后，
在多孔空心球表面形成0.5-1mm的水膜，并曲折向下流动，与向上来的空气相遇，由于空气中的氨氮易溶于硫酸或磷酸并分别生成硫酸铵或磷酸铵，因此，经过酸吸收的空气基本不含氨氮，这部分空气继续上行，经过除雾层10的三角形填料板10-1层层碰撞阻隔后，空气中含有的酸水雾被拦截，并汇聚成水滴回到酸喷淋层9，经除雾后的空气通过排气烟囱的排气管道12高空排放。
22.原水填料层5中的原水液膜在重力作用下向下滴落，穿过空气层4进入原水收液层3，原水收液层3内设有交错布置的倒m型填料板，可以将滴落的原水汇聚到原水池1侧，并流入原水池1，此时初始原水与原水池原水经过一次氨氮吹脱循环，经多次循环吹脱后的原水，可由原水外排泵102送至下一步处理，为保证吹脱效果，一般原水循环泵101流量是初始原水泵601流量的5倍以上，这样相当于每循环一次，实际效果相当于5次吹脱；酸填料层8中的酸水液膜在重力作用下向下滴落进入酸收液层7，酸收液层7内设有交错布置的倒m型填料板，可以将滴落的酸水汇聚到酸液池2侧，并通过管道701流入酸液池2，此时酸水经过一次氨氮吸附循环，随着酸对氨氮吸附量的增多，酸液池2内的ph会逐渐提高，因此，可以通过ph判断酸液池2铵盐的外排时间，同时为了保证氨氮的吸收效果，一般在ph计202显示当前酸液池2内的ph为2-3时，即可外排铵盐到副产品暂存罐储存外售，同时补加新的稀硫酸，稀硫酸浓度一般在20-50%。
23.本实用新型在具体实施时，由以下实施例给出。
24.某工业废水含氨氮5000mg/l，初始原水流量为1.5m3/h，为降低后续生化脱氮负荷，需要进行预处理脱氮，出水氨氮要求不高于200mg/l，即去除率96%以上。采用本实用新型进行预处理及硫酸吸收氨氮形成硫酸铵副产品，初始原水泵与原水外排泵流量均为1.5m3/h，原水循环泵流量为7.5m3/h，则原水实际喷淋量为9m3/h，汽水比为3000，则风机流量为27000m3/h，本实用新型为连续吹脱，边进边出，即吹脱时间为1h，空塔流速2.7m/s，塔体直径2m，塔体为玻璃钢材质；原水池及酸液池高1m，有效池容1.5m3，两池分别设有液位计，酸液池设有ph计及硫酸循环泵，泵流量为7.5m3/h；原水收液层高0.8m，内设3层倒m型填料板，m型填料板向原水侧倾斜角度为3℃，填料为pvc材质；空气层高为1m，经进风管与风机连接；原水填料层高1.2m，填充1m高、直径50mm的多面空心球；原水喷淋层高0.8m，内设喷淋管及喷头，喷淋管与初始原水进水管及原水循环管连接；硫酸收液层高0.8m，内设3层倒m型填料板，填料向酸水池侧倾斜角度为3℃，填料为pvc材质；硫酸水填料层高1.2m，填充1m高、直径50mm的多面空心球；硫酸水喷淋层高0.8m，内设喷淋管及喷头，喷淋管经硫酸水循环管与酸循环泵连接；除雾层高0.8m，内设4层三角形填料板，交错布置，拦截水雾，塔体超高0.6m，塔体总高9m，烟囱高6m，烟囱与风机进口连接，避雷针高出烟囱3m。
25.运行时，调ph到11.5的原水由初始原水泵直接送到原水喷淋层向下喷淋，而原水池内的原水经由原水循环泵提升通过原水喷淋层向下喷淋，原水散落到原水填料层后，在多孔空心球表面形成0.5-1mm的水膜并曲折向下流动，风机开启后，将空气送到空气层并向上流动，逆流在原水填料层与水膜相接触，碱性条件下，原水中的氨氮很易挥发进入到空气层，并随空气继续向上流动，穿过硫酸收液层进入到硫酸填料层，硫酸循环泵将硫酸通过硫酸喷淋层向下喷淋，硫酸水散落到硫酸填料层后在多孔空心球表面形成0.5-1mm的水膜，并曲折向下流动，与向上来的空气相遇，由于空气中的氨氮易溶于硫酸生成硫酸铵，因此经过硫酸吸收的空气基本不含氨氮，这部分空气继续上行，经过除雾层的三角形填料板层层碰
撞阻隔后，空气中含有的硫酸水雾被拦截，并汇聚成水滴回到喷淋层，经除雾后的空气通过排气烟囱高空排放。原水填料层中的原水液膜在重力作用下向下滴落，穿过空气层进入原水收液层，原水收液层设有交错布置的倒m型填料板，可以将滴落的原水汇聚到原水池侧，并流入原水池，此时，初始原水与原水池原水经过一次氨氮吹脱循环，经几次循环吹脱后的原水可由原水外排泵送至下一步处理，硫酸填料层中的硫酸水液膜在重力作用下向下滴落进入硫酸收液层，硫酸收液层设有交错布置的倒m型填料板，可以将滴落的酸水汇聚到硫酸液池侧并通过管道流入硫酸液池，此时硫酸水经过一次氨氮吸附循环，随着酸对氨氮吸附量的增多，酸液池内的ph会逐渐提高，因此可以通过ph判断酸液池铵盐的外排时间，在酸液池ph为2-3时即可外排铵盐到副产品暂存罐储存外售，同时补加新的稀硫酸，稀硫酸浓度一般在20-50%。室外温度20-30度时，经预处理后的废水氨氮由5000mg/l降到150mg/l，去除率高达97%，若废水水温低于20℃或需要达到更高的去除率，本实用新型可在原水池内设加热装置，温度越高，氨氮在水中越不稳定，越易析出被去除。
26.本实用新型风机的进风口经管道与排放烟囱相连通，也就是风机直接从烟囱中段抽取空气，启动阶段通过烟囱抽取大气中空气，风机启动后，很快即会有吹脱及吸附后的空气从本实用新型除雾层进入到烟囱中，然后经经管道进入风机进风口，再次抽取实现循环，如此循环的好处是：1）减少热量损失，如果完全抽取大气，则本实用新型的设备即具有和冷却塔同样的冷却作用，废水经过本实用新型脱总氮后，水温会大大降低，多数情况下，废水的水温都小于35度，特别是冬季水温会更低，而低温会使生化处理效果降低，不利于其他有机污染物的降解，另外低温也不利于氨氮的吹脱，除非废水本身温度比较高需要降温时可以直接从大气抽取空气吹脱而不回流循环；2）减少废气排放，由于多数空气被循环利用，实际排放的废气很少，一般情况下，空气循环一次后，空气中的氧气会部分扩散到废水中而导致空气体积变小，实际还需要补充适量空气（即烟囱中的大气），所以基本无废气排放。
27.本实用新型结构简单，设计科学合理，与现有技术相比，有以下有益技术效果：
28.（1）、采用单塔结构，节省塔体及连接管道原材料50%以上；
29.（2）、占地面积小，占地面积减少50%以上；
30.（3）、没有双塔之间的管道连接，风阻小，风阻力减少50%以上，配套的风机风压减少一半，对应风机功率可降低30%-50%；
31.（4）、出风回流到进风口可保证热量相对平衡，减少水温降低保证处理效果，同时减少废气排放，能源消耗小，有显著的社会和经济效益。
32.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语
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上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接， 或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。