专利名称：一种氨氮废水高效吹脱塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可高效去除氨氮废水中氨氮的吹脱装置。
背景技术：
我国是稀土生产大国，供应了世界绝大部分稀土产品，但在稀土生产及纯化过程中排放 大量含各种污染物的废水，污染物主要包括重金属、酸、氨氮、油类、萃取剂及CODcr等， 给稀土生产地区造成严重的水体污染。废水中的重金属、酸、油类及萃取剂等经物理或化学 方法处理可获得较好的去除效果，达到废水排放标准，但氨氮的处理一直是制约该类废水完 全达标排放的关键，目前针对氨氮处理的技术较多，如折点氯化、化学沉淀、反渗透(或电渗 析)、氨吹脱及离子交换等，但对高浓度的氨氮废水的处理，除氨吹脱外其他技术都存在处理 费用高，效果不甚理想等缺点。
现有的氨吹脱技术中，若在室温而不提高水温的情况下进行吹脱，氨氮去除效果较差，
且随气温的变化效果也不稳定，而提高水温进行吹脱，如中国专利号为200720006185的"氨 氮吹脱装置"，通过提高水温在70°C下吹脱，出水氨氮浓度可达国家综合污水排放标准 GB8978-1996《污水综合排放标准》中的一级标准，但通过小试发现吹脱后废水蒸发量达50% 以上，这给后续氨吸收装置增加了吸收难度，并大大降低吸收液中铵盐浓度，不利于后续处 理。
目前氨吹脱塔普遍采用二段填料床层，如中国专利号为01274455的"垃圾渗滤液氨吹脱 装置"及专利号为03282512的"城市生活垃圾卫生填埋渗滤液脱除氨氮装置"；通过二次液 体分布器，使得液体分布更加均匀，风机从塔底大量鼓入空气，塔内存在较高风压，由于废 水在处理过程中会产生大量泡沫，影响喷淋装置的正常运行，即使加装除沬器效果也不理想， 同时空气在气相出口还存在较高压力，空气吹脱效率较低。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种能在不同气温条件下保持稳定吹脱温度的氨吹脱装置，解 决吹出气相中水蒸汽含量高的问题，消除泡沫对吹脱过程的影响，提高空气吹脱效率，降低 运行成本，并使高浓度氨氮废水经一次吹脱处理即达到排放标准。
本实用新型的氨氮废水高效吹脱塔包括塔体和固定安装在塔体上的进水管、出水管、进 气口、出气口、冷凝器、塔体填料及塔体支架等，以及外置塔体之外的热交换器和提升泵， 塔体进水管一端通过提升泵与热交换器相连，另一端与液体喷淋装置相连。塔体自上而下依 次布置有冷凝器、上层填料除沫器、液体喷淋装置、上层填料床、中层填料除沫器、液体再分布器、中层填料床、下层填料除沫器、下层填料床及空气分布器，空气进气口与空气分布 器相连。
本实用新型的氨氮废水高效吹脱塔中所述的塔体直径及塔高可根据废水处理量大小来决 定，塔体材质可以碳钢、不锈钢、玻璃钢、复合钢板或碳钢衬胶。
所述的三层填料床的高度不均，各层填料床底部有支撑装置支撑，上部有压紧装置压紧， 上层填料床为预处理层，其高度为中层填料床的0.4 0.6倍；中层填料床为主处理层；下层填 料床为强化处理层，其高度为中层填料床的0.6 0.8倍，三层填料床所用的填料为规整填料， 可以是丝网填料、波纹填料、波纹板填料、共轭环、鲍尔环、阶梯环、塑性花环中的一种， 材质可以是碳钢、陶瓷、不锈钢或塑料。
在废水处理中尤其在稀土废水的处理过程中，由于废水中含有的少量萃取剂与碱反应生 成一种表面活性剂，随着空气的剧烈湍动，产生大量泡沫，使得布水不均，反应产物无法及 时随空气吹出，通过在每层填料上端加装一除沫器以避免下层填料床产生的泡沫影响上层填 料床的操作，除沫器采用填料层式，填料为金属丝网或尼龙丝网填料，为使液体能分布的更 为均匀，在上层填料和中层填料之间设置一液体再分布器，该装置空气阻力小，布水均匀， 能给下层填料不留下死角。
本实用新型在塔体外侧布置一热交换器，以提高废水吹脱温度，提高氨氮去除率，并能 在气温较低的季节获得与平时相同的去除效果。由于废水在吹脱时水温较高，大量鼓入空气 使得废水快速蒸发，吹出的气体中含大量水蒸汽而影响后续氨吸收装置运行，降低氨吸收浓 度，本实用新型在气相出口下端安装一冷凝器，使得水蒸汽冷凝回流塔内。
本实用新型进水管采用一端与提升泵相连，另一端与喷淋装置相连，废水经提升泵提升 至塔顶后经喷淋装置均匀布水，空气通过风机从进气口鼓入经气相分布器均匀吹入塔内，使 吹脱产物随气流从出气口排出，最后进入后续氨吸收装置，经吹脱处理后的废水，从塔底出 水口排出，在塔底设计了一多孔漏水板，该漏水板可较好的阻断因填料阻力造成气相"回流" 的现象发生。
本实用新型主要用于稀土氨氮废水的处理，另外也可用于其它工业排放的高浓度氨氮废 水处理。
本实用新型工作原理是调节好pH值的氨氮废水进入热交换器，经适当加热后经提升 泵升至塔顶，通过喷淋装置均匀落入塔内填料层，经液体再分布器及除沫器，在三层填料床 多次气液传质及曝气反应后，最后从塔底出水口排出；空气通过风机从进气口鼓入经气相分 布器均匀吹入填料层，空气向上吹送过程中造成气液剧烈湍动，产生大量泡沫随气流向上流 动，遇除沫器消除泡沫后变成液滴落回填料层，最后较热的吹脱气流在通过冷凝器时水蒸汽冷凝成水滴再次落回塔内，较为干燥的气流进入后续氨吸收装置。上述过程的操作和反应主 要基于气液传质原理，通过调pH值使NH4+转化为游离态NH3，然后大量曝气促使水中NH3 解吸向大气中转移，以达到去除氨氮的目的。
本实用新型通过调节废水pH到11.5—12，再经热交换器调节废水温度至50—60。C，经 吹脱塔处理一次可将浓度为4000—5000mg/L的氨氮废水降至10mg/L以下，达到国家废水允 许排放标准。本实用新型的优点在于能根据进水氨氮浓度灵活调节吹脱温度，浓度越高温 度可相应提高，气水比较低，在温度为50—60。C条件下吹脱时，气水比小于3200即可达到 出水氨氮浓度小于10mg/L，较国内现有的氨吹脱装置普遍运行时的4000—5000的气水比显 著降低，且吹脱温度较现有的加温吹脱装置降低10—20。C，大大节省了操作费用，降低了废 水处理成本；同时吹出的气相中水蒸汽经冷凝器冷凝回流，大大提高了后续氨吸收装置中氨 吸收液浓度，减少了后续处理费用，本实用新型由于采用规整填料使得布水更为均匀，效率 更高，通过设置三层填料床及每层填料床上端安装一除沫器，这不仅消除了泡沫对吹脱的影 响，同时最大程度的利用了空气动力，使得空气利用效率显著提高。
附图是本实用新型的结构示意图。
1—气相出口 (接氨吸收装置)、2—冷凝器、3—上层填料除沫器、4一液体喷淋装置、5 一填料压紧装置、6—上层填料床、7—填料支撑装置、8—液体再分布器、9一中层填料除沫 器、IO—中层填料床、ll一下层填料除沫器、12—下层填料床、13—进气口、 14一漏水板、 15—塔体支架、16—出水口、 17—塔体、18—进水口、 19一气相分布器、20—提升泵、21— 热交换器。
具体实施方式
下面将通过对本实用新型氨氮废水高效吹脱塔实施例的详细描述来进一步阐述本实用新 型，但实用例不是对实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型氨氮废水吹脱塔，包括塔体17和固定安装在塔体17上的进水 口 18、出水口 16、进气口 13、出气口 1、冷凝器2、塔体填料(6、 10、 12)及塔体支架15 等，以及外置塔体之外的热交换器21和提升泵20，塔体进水口 18—端通过提升泵20与热 交换器21相连，另一端与液体喷淋装置4相连。塔体自上而下依次布置有冷凝器2、上层填 料除沫器3、液体喷淋装置4、上层填料床6、液体再分布器8、中层填料除沫器9、中层填 料床IO、下层填料除沫器ll、下层填料床12及空气分布器19，各层填料床上端由压紧装置 5压实固定，下端由支撑装置7承重支撑，空气进气口 13与空气分布器19相连，出水管16 上端加盖漏水板14以阻断气相"回流"。所述的液体喷淋装置4为管式布液器，所述的热交换器21采用温州市东海食品机械制造厂制造的XD2型号的管式热交换器材质为不锈钢或石 墨，所述的冷凝器2为盘管式冷凝器，所述的除沫器(3、 9、 11)为丝网除沫器，所述的各 层填料床层填料为丝网波纹填料。
将上述氨氮废水吹脱塔应用于一稀土分离厂高浓度氨氮废水(4200mg/L)处理，塔径 3200mm，塔高16m，废水处理量为730m3/d，调节废水pH为12，经热交换器升温至50。C, 控制气液比为3200，经一次吹脱出水氨氮浓度最低达6.5mg/L，去除率接近100%。
权利要求1、一种氨氮废水高效吹脱塔，包括塔体[17]和固定安装在塔体[17]上的进水口[18]、出水口[16]、进气口[13]、出气口[1]、冷凝器[2]、塔体填料([6]、[10]、[12])及塔体支架[15]等，以及外置塔体之外的热交换器[21]和提升泵[20]，其特征在于塔体进水口[18]一端通过提升泵[20]与热交换器[21]相连，另一端与液体喷淋装置[4]相连，塔体自上而下依次布置有冷凝器[2]、上层填料除沫器[3]、液体喷淋装置[4]、上层填料床[6]、液体再分布器[8]、中层填料除沫器[9]、中层填料床[10]、下层填料除沫器[11]、下层填料床[12]及空气分布器[19]，各层填料床上端由压紧装置[5]压实固定，下端由支撑装置[7]承重支撑，空气进气口[13]与空气分布器[19]相连，出水口[16]上端加盖漏水板[14]以阻断气相“回流”。
2、 如权利要求1所述的氨氮废水高效吹脱塔，其特征在于所述的氨吹脱塔外侧安装的 热交换器[21]为管式热交换器，所述的冷凝器[2]为盘管式冷凝器。
3、 如权利要求1所述的氨氮废水高效吹脱塔，其特征在于所述的三层填料床的高度不 均，上层填料床高度为中层填料床的0.4-0.6倍；下层填料床高度为中层填料床的0.6 0.8倍， 三层填料床所用的填料为规整填料，可以是丝网填料、波纹填料、波纹板填料、共轭环、鲍 尔环、阶梯环、塑性花环中的一种。
4、 如权利要求1所述的氨氮废水高效吹脱塔，其特征在于所述每层填料层上端均加装 一除沫器，除沫器采用填料层式，填料为金属丝网或尼龙丝网填料。
专利摘要本实用新型涉及一种高效处理氨氮废水的吹脱塔。其包括塔体和固定安装在塔体上的进水口、出水口、进气口、出气口、冷凝器、塔体填料及塔体支架等，以及外置塔体之外的热交换器和提升泵，塔体进水口一端通过提升泵与热交换器相连，另一端与液体喷淋装置相连。塔体自上而下依次布置有冷凝器、除沫器、液体喷淋装置、上层填料床、液体再分布器、除沫器、中层填料床、除沫器、下层填料床及空气分布器，进气口与空气分布器相连。该实用新型的优点在于吹脱效率高，可一次处理达到国家废水排放标准，处理费用低，运行可靠，吹脱出气体中水蒸气含量少，大大提高了后续氨吸收装置中吸收液的铵盐浓度，同时该装置也可应用于其他高浓度氨氮废水的工业化处理。
文档编号C02F1/20GK201250119SQ20082004533
公开日2009年6月3日 申请日期2008年3月25日 优先权日2008年3月25日
发明者钟金松, 黄海明 申请人:钟金松;黄海明