申请号：CN201410670310.4

申请日： 2014-11-20

公开（公告）号：CN104445725A

公开（公告）日：2015-03-25

发明人：万玉山;李旦;方慧;邱立伟;陈艳秋;黄利

申请（专利权）人：常州大学

申请人地址：江苏省常州市武进区滆湖路1号

1.一种废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置，其特征在于：所述装置包括氨氮吹脱区(1)、集气区(2)、洗涤除尘区(3)、除雾器(4)、活性炭吸附层(5)和排气扇(6)；所述的氨氮吹脱区(1)位于整个装置的最下部，所述的氨氮吹脱区(1)下部设有沉淀物排放阀(1-1)，氨氮吹脱区中下部设有空气进气管(1-2)和布气管(1-3)，氨氮吹脱区一侧中部、布气管(1-3)的上部设有废水进水管(1-4)和布水器(1-5)，氨氮吹脱区另一侧上部设有三相分离器(1-6)和出水口，出水口连接出水管(1-7)；所述的集气区(2)位于氨氮吹脱区(1)的上部，所述的集气区(2)设有气液分离器(2-1)和集气罩(2-2)，所述集气罩(2-2)为圆锥形结构，所述集气罩(2-2)的最上部连接集气管(2-3)和吹脱气气泵(2-4)；所述的废气洗涤除尘区(3)位于整个装置的中上部；所述的废气洗涤除尘区(3)上部设有处理水喷淋装置(3-1)，所述的废气洗涤除尘区中部设有废气进气管(3-2)和废气布气管(3-3)，所述的处理水喷淋装置(3-1)连接处理水循环泵(3-4)，处理水循环泵(3-4)连接氨氮吹脱区的出水管(1-7)；所述的废气洗涤除尘区(3)上部设有除雾器(4)，所述的除雾器(4)上部设有活性炭吸附层(5)；所述的废气进气管(3-2)和空气进气管(1-2)连接热交换器(7)；所述的集气管(2-3)和吹脱气气泵(2-4)连接硫酸吸收池(2-5)；所述的废水进水管(1-4)连接碱液添加和计量装置(1-8)，所述的碱液添加和计量装置(1-8)包括碱液罐、搅拌装置和计量系统；所述的处理水喷淋装置(3-1)为螺旋状喷淋装置；除雾器(4)为折流板除雾器或漩流板除雾器；所述的废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置中间为圆柱形、上下两端为圆锥形罐体，所述罐体上开设有观测口和检修更换口，采用立式竖直放置；所述的废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置最上部的圆锥形罐体处安装有排气扇(6)。

技术领域

 本发明涉及环境污染治理技术领域，尤其是一种废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置。

背景技术

 近年来随着经济的快速发展，废气、废水的排放量不断加大，废气中含有的灰霾造成严重的雾霾天气；废水中含有的氮磷等营养物质，使得河流湖泊等水系富营养化程度不断加重、破坏水体功能，打破原有的生态平衡，水环境日渐恶化。

 目前废气灰尘污染治理多采用电除尘、布袋除尘；高浓度氨氮废水处理多采用吹脱法、生物法和折点加氯法，处理设备结构复杂、操作繁琐、处理成本较高。

 中国专利《一种利用复混肥废气处理废水的方法及装置》(申请号：

201410359965.X)公开了一种利用废气处理废水的方法及装置，包括废水收集池、加碱调节槽、储水池等设施设备，该发明专利净化效果明显，但该专利存在以下缺陷：①氨气没有回收利用，造成浪费和污染；②处理设施、设备较多，管理复杂；③处理成本较高。

发明内容

 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术设备结构复杂、操作繁琐、处理成本较高的问题和上述发明的缺陷，提供一种废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置，能有效处理富含灰尘的废气和高浓度氨氮废水。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置，从装置底部向上依次为氨氮吹脱区、集气区、洗涤除尘区、除雾器、活性炭吸附层和排气扇。

 所述的氨氮吹脱区位于整个装置的最下部，所述的氨氮吹脱区下部设有沉淀物排放阀，氨氮吹脱区中下部设有空气进气管和布气管，氨氮吹脱区一侧中部、布气管的上部设有废水进水管和布水器，氨氮吹脱区另一侧上部设有三相分离器和出水口，出水口连接出水管。

 所述的集气区位于氨氮吹脱区的上部，所述的集气区设有气液分离器和集气罩，所述集气罩为圆锥形结构，所述集气罩的最上部连接集气管和吹脱气气泵。

 所述的废气洗涤除尘区位于整个装置的中上部；所述的废气洗涤除尘区上部设有处理水喷淋装置，所述的废气洗涤除尘区中部设有废气进气管和废气布气管，所述的处理水喷淋装置连接处理水循环泵，处理水循环泵连接氨氮吹脱区的出水管。

 所述的废气洗涤除尘区上部设有除雾器，除雾器是将气体中的大液滴进行收集，并使之返回，减少气体中的水分，其工作原理是气体进入除雾器，经过一系列弯道，从顶部排出，而水滴由于其质量和动能的作用，在经过弯道部分时，直线下落，冲撞除雾器的表面，并在到重力作用下弹回。

 所述的除雾器上部设有活性炭吸附层，所述的活性炭吸附层中设置活性炭，活性炭要求具有孔隙发达、比表面积大、吸附速度快、抗摩擦、耐冲洗等优点，如经过较长时间的运行，发现活性炭变粘，气速降低时就需及时更换活性炭。

 进一步的，废气进气管和空气进气管都连接热交换器，在热交换器内来自废气中的余热对新鲜空气进行加热，以提高废水的吹脱效率。

 进一步的，集气管和吹脱气气泵连接硫酸吸收池，对氨气进行回收利用。

具体的，所述的废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置中间为圆柱形、上下两端为圆锥形罐体，所述罐体上开设有观测口和检修更换口，罐体体积大小可根据待处理废水和废气的多少而定，采用立式竖直放置。

 为便于处理完的气体排出，所述的废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置最上部的圆锥形罐体处安装有排气扇。

 进一步的，所述的废水进水管连接碱液添加和计量装置，所述的碱液添加和计量装置包括碱液罐、搅拌装置和计量系统。

 所述的碱液为氢氧化钠溶液或石灰水溶液；进一步的，添加碱液后的进水管中废水的pH值为10.5～11.5。

 进一步的，所述的处理水喷淋装置为螺旋状喷淋装置；喷射出的水呈现雾状，且水雾之间交叉融合，不留死角，有利于扩大废气与溶液的接触面积，提高吸收率和吸收效果。

 进一步的优选设备，除雾器为折流板除雾器或漩流板除雾器。

 本发明的有益效果是，首先碱液添加和计量装置对废水进水管中的高浓度氨氮废水添加碱液，使废水的pH值保持在10.5～11.5之间，废水进入一体化装置，在布水器的作用下实现均匀布水；新鲜空气在热交换器内被废气加热，通过进气管和布气管，新鲜空气对废水进行吹脱，在三相分离器、气液分离器和集气罩的作用下废水中的氨气逸出水面，由集气管和吹脱气气泵排入硫酸吸收池，回收利用；三相分离器实现气、固体和液体的分离，沉淀物被底部的沉淀物排放阀排放出去，吹脱处理后的水由出水口、出水管流出，一部分处理水由废气洗涤除尘区的处理水循环泵泵入处理水喷淋装置，多余的处理水排放出去；热交换后的废气进入废气洗涤除尘区内，处理水从均布的处理水喷淋装置喷出，形成无数细小雾滴，与废气充分混合接触后，废气中的灰尘等物质被吸收在处理水中，吸收灰尘后的处理水在重力的作用下沿集气罩和气液分离器之间的缝隙流入氨氮吹脱区，循环利用；气体然后上升进入除雾器，气体中的液滴在这里被拦截下来，接着气体进入活性炭吸附层，气体中所夹杂的物质和液滴在这里被拦截吸附下来，至此废气被处理成洁净的气体，实现达标排放；本发明的废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置结构简单，易于制造，能有效处理富含灰尘的废气和高浓度的氨氮废水。

附图说明

 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

 图1是本发明的实施例的结构示意图；

 图中：1.氨氮吹脱区，1-1.沉淀物排放阀，1-2.空气进气管，1-3.布气管，1-4.废水进水管，1-5.布水器，1-6.三相分离器，1-7.出水管，1-8.碱液添加和计量装置，2.集气区，2-1.气液分离器，2-2.集气罩，2-3.集气管，2-4.吹脱气气泵，2-5.硫酸吸收池，3.废气洗涤除尘区，3-1.处理水喷淋装置，3-2.废气进气管，3-3.废气布气管，3-4.处理水循环泵，4.除雾器，5.活性炭吸附层，6.排气扇，7.热交换器具体实施方式

 ]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

 实施例

 如图1所示的本发明的一种废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置，从装置底部向上依次为氨氮吹脱区1、集气区2、洗涤除尘区3、除雾器4、活性炭吸附层5和排气扇6。

 所述的氨氮吹脱区1位于整个装置的最下部，所述的氨氮吹脱区1下部设有沉淀物排放阀1-1，氨氮吹脱区中下部设有空气进气管1-2和布气管1-3，氨氮吹脱区一侧中部、布气管1-3的上部设有废水进水管1-4和布水器1-5，氨氮吹脱区另一侧上部设有三相分离器1-6和出水口，出水口连接出水管1-7。

 所述的集气区2位于氨氮吹脱区1的上部，所述的集气区2设有气液分离器2-1和集气罩2-2，所述集气罩2-2为圆锥形结构，所述集气罩2-2的最上部连接集气管2-3和吹脱气气泵2-4。

所述的废气洗涤除尘区3位于整个装置的中上部；所述的废气洗涤除尘区3内设有处理水喷淋装置3-1，所述的废气洗涤除尘区中部设有废气进气管3-2和废气布气管3-3，所述的处理水喷淋装置3-1连接处理水循环泵3-4，处理水循环泵3-4连接氨氮吹脱区的出水管1-7。

 所述的废气洗涤除尘区3上部设有除雾器4，除雾器4是将气体中的大液滴进行收集，并使之返回，减少气体中的水分，其工作原理是气体进入除雾器4，经过一系列弯道，从顶部排出，而水滴由于其质量和动能的作用，在经过弯道部分时，直线下落，冲撞除雾器4的表面，并在到重力作用下弹回。

 所述的除雾器4上部设有活性炭吸附层5，所述的活性炭吸附层5中设置活性炭，活性炭要求具有孔隙发达、比表面积大、吸附速度快、抗摩擦、耐冲洗等优点，如经过较长时间的运行，发现活性炭变粘，气速降低时就需及时更换活性炭。

 进一步的，废气进气管3-2和空气进气管1-2连接热交换器7，在热交换器7内来自废气中的余热对新鲜空气进行加热，以提高废水的吹脱效率。

进一步的，集气管2-3和吹脱气气泵2-4连接硫酸吸收池2-5，对吹脱的氨气进行回收利用。

 进一步的，所述的废水进水管1-4连接碱液添加和计量装置1-8，所述的碱液添加和计量装置1-8包括碱液罐、搅拌装置和计量系统。

所述的碱液为氢氧化钠溶液；进一步的，添加碱液后的废水进水管1-4中废水的pH值为11。

 进一步的，所述的处理水喷淋装置3-1为螺旋状喷淋装置；喷射出的水呈现雾状，且水雾之间交叉融合，不留死角，有利于扩大废气与溶液的接触面积，提高吸收率和吸收效果。

 进一步的优选设备，除雾器4为折流板除雾器。

 具体的，所述的废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置中间为圆柱形、上下两端为圆锥形罐体，所述罐体上开设有观测口和检修更换口，罐体体积大小可根据待处理废水和废气的多少而定，采用立式竖直放置。

 为便于处理完的废气气体排出，所述的废气和高浓度氨氮废水处理一体化装置最上部的圆锥形罐体处安装有排气扇6。

 首先碱液添加和计量装置1-8对废水进水管1-4中的磷酸二铵生产车间排放的高浓度氨氮和磷的废水添加碱液，使废水的pH值保持为11，废水然后进入一体化装置内，在布水器1-5的作用下实现均匀布水，新鲜空气在热交换器7内利用锅炉废气的余热加热，通过空气进气管1-2和布气管1-3，温度较高的新鲜空气对废水进行吹脱，废水中的氨气在三相分离器1-6、气液分离器2-1和集气罩2-2的作用下逸出水面，由集气管2-3和吹脱气气泵2-4排入硫酸吸收池2-5，回收利用，废水中的磷与碱发生反应生产沉淀物，三相分离器1-6实现气、固体和液体的分离，沉淀物被底部的沉淀物排放阀1-1排放出去，吹脱处理后的水由出水口、出水管1-7流出，一部分处理水由废气洗涤除尘区的处理水循环泵3-4泵入处理水喷淋装置3-1，多余的处理水排放出去；热交换后的废气由废气进气管3-2进入废气洗涤除尘区3内，处理水从均布的处理水喷淋装置3-1喷出，形成无数细小雾滴，与废气充分混合接触后，废气中的灰尘等物质被吸收在处理水中，吸收灰尘后的处理水在重力的作用下沿集气罩2-2和气液分离器2-1之间的缝隙流入氨氮吹脱区1，在三相分离器1-6的作用下进行泥水分离，处理水循环利用；除尘后的气体然后进入除雾器4，气体中的液滴在这里被拦截下来；接着气体进入活性炭吸附层5，气体中所夹杂的物质和液滴在这里被拦截吸附下来，至此废气被处理成洁净的气体，实现达标排放。

 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。