一种氨氮废水处理设备的制作方法

本实用新型涉及一种氨氮污水处理设备。

背景技术：

氮在废水中以分子态氮、有机态氮、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮以及硫氰化物和氰化物等多种形式存在，而氨氮是最主要的存在形式之一。

氨氮存在于许多工业废水中，特别是钢铁、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料等生产过程中均排放氨氮废水。氨氮排入水体，特别是排入流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖，形成富营养化污染，这样不仅会导致自来水处理厂运行困难，造成饮用水的异味，严重时还会使水中溶解氧下降，鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸。

目前，水中氨氮的处理方法很多，其主要可分为两大类：物理化学法和生物脱氮法。物理化学法有折点氯化法、化学沉淀法、吹脱法、离子交换法、膜分离法、催化湿式氧化法和电化学法等。生物法主要是利用微生物通过氨化、硝化、反硝化等。对于高浓度的氨氮废水较为合适以及经济的方法为化学沉淀法和吹脱法，而化学沉淀法会产生大量的沉淀，不利于后期处理以及自动化操作。而现有的吹脱法耗能较高，不能将氨氮去除至较低的浓度，且需要安建大型的吹脱塔。

技术实现要素：

本实用新型提供一种氨氮废水处理设备，包括氨氮废水吹脱箱，还包括太阳能集热板、可流动热传递介质及供可流动热传递介质流动的管道；所述氨氮废水吹脱箱与所述太阳能集热板通过所述管道连接。

本实用新型采用二次换热系统；即通过太阳能集热板先给可流动热传递介质加热，再通过可流动热传递介质给氨氮废水加热，避免了太阳能集热板内部部件与氨氮废水的直接接触，也就避免了太阳能集热板内部部件的结垢。同时，本发明利用太阳能进行加热，不仅环保而且大大节约了氨氮废水的处理成本。

本实用新型中可流动热传递介质用于加热氨氮废水吹脱箱内的氨氮废水；所述管道提供所述可流动热传递介质循环流动的路径。本实用新型通过太阳能集热板对可流动热传递介质进行加热，加热后的可流动热传递介质通过管道流动到氨氮废水吹脱箱，从而加热待处理的氨氮废水，使氨氮吹脱更加高效、简便。

作为一种实施方式，所述太阳能集热板设置有太阳能集热板出口和太阳能集热板入口；所述氨氮废水吹脱箱的箱体设置有氨氮废水吹脱箱入口和氨氮废水吹脱箱出口；所述太阳能集热板出口和氨氮废水吹脱箱入口通过管道连接，所述氨氮废水吹脱箱出口及太阳能集热板入口通过管道连接，所述太阳能集热板出口、氨氮废水吹脱箱入口、氨氮废水吹脱箱出口及太阳能集热板入口的设置高度依次降低。所述太阳能集热板设置有太阳能集热板出口(设置位置靠近集热板顶部)和太阳能集热板入口(设置位置靠近集热板底部)。所述氨氮废水吹脱箱的箱体相应设置了氨氮废水吹脱箱入口和氨氮废水吹脱箱出口，所述氨氮废水吹脱箱入口的位置高于氨氮废水吹脱箱出口。经过太阳能集热板加热后的可流动热传递介质自动上浮并从太阳能集热板出口流出，再通过氨氮废水吹脱箱入口进入氨氮废水吹脱箱，进入氨氮废水吹脱箱加热氨氮废水后冷却的可流动热传递介质沉降到底部，并通过氨氮废水吹脱箱出口再次流入太阳能集热板入口进行加热；整个循环过程完全不依靠外力。进一步的，在氨氮废水吹脱箱箱体外周和/或箱体内周设置有供所述可流动热传递介质流动并存储的存储槽，所述存储槽可以与箱体一体成型或固定连接。太阳能集热板入口进入的可流动热传递介质在存储槽内流动并存储，加热氨氮废水后的热水温度逐渐降低下沉，并在自身重力作用下从氨氮废水吹脱箱出口流出，进而通过太阳能集热板入口进入太阳能集热板再次被加热，如此循环。整个过程不需要任何动力设备，环保、高效、节省，使氨氮废水处理成本大大降低。本实用新型也可以通过其它方式实现自动循环，比如将太阳能集热板设置位置高于所述氨氮废水吹脱箱的箱体；或使太阳能集热板内液体的液面高度高于所述氨氮废水吹脱箱的箱体液面高度。

本实用新型中的集热器为平板集热器，材质可以为铜铝合金、铝合金等，并设有玻璃盖板。作为一种实施方式，所述集热器为铜铝复合型平板集热器。具体尺寸可根据实际氨氮废水处理需要选择，如需要处理的氨氮废水量为150～220L时，优选将氨氮废水加热到30℃～60℃；进一步优选加热到45℃～60℃时，选 择集热板面积为1.8m²～3m²。更具体的，当氨氮废水加热到30℃～50℃，氨氮废水量为180L时，集热板面积可选择2m²。更具体的，集热器的盖板为一层普通玻璃，其透过率可以为0.87，吸热板涂层可为选择性涂层，其吸收率可选择为0.93。

本实用新型箱体上自上而下开设有氨氮废水的进水口和出水口；且出水口设在靠近箱体底部，可以实现氨氮废水重力自排，进水口同时可以作为药剂添加口，添加催化剂和/或酸碱调节剂等。作为一种实施方式，进水口和出水口上设有水量调节装置用于调节进出水量的大小。作为一种实施方式，所述水量调节装置包括有电动阀门，实现进出水量大小的自动调节。

作为一种实施方式，所述箱体内设有温度测量模块，与水量调节装置相连，可以控制水量调节装置的开合，当高于一定温度时，开启进水口，流入未吹脱的废水，同时开启出水口，将一部分吹脱后的废水排放，实现连续的吹脱作业。温度测量模块可以包括温度探头及温度传感器，通过温度传感器与进出水口的水量调节装置相连，可以控制水量调节装置阀门的开合，当温度探头检测出的数据高于设定温度值时，温度传感器控制进水口阀门的开启，流入未吹脱的废水，同时开启出水口阀门，将一部分吹脱后的废水排放，实现连续的吹脱作业。

作为一种实施方式，所述氨氮废水吹脱箱的箱体设置有供所述可流动热传递介质流动并存储的夹层；所述夹层通过管道与所述太阳能集热板连接。所述的夹层间充满可流动热传递介质，夹层通过管道与太阳能集热板连通，实现可流动热传递介质在夹层和和太阳能集热板之间循环流动。

作为一种实施方式，所述太阳能集热板设置于旋转平台上。所述旋转平台的转速可以通过设置成与当地太阳的西斜速度一致，实现太阳光对太阳能集热板的实时直射，从而大大提高太阳能利用率。如以日照时间8小时为例，太阳从东方升起到西方落下转过的角度为180度，调整太阳能集热板与太阳光直射后，设置旋转平台的转速为20.0～25.0度/小时，使得太阳光实时直射太阳能集热板，从而大大提高太阳能利用率。如以日照时间为10小时，则转速设置为16.0～20.0度/小时；如以日照时间12小时，转速设置为13.0～18.0度/小时。旋转平台可以采用现有技术，作为一种实施方式，所述旋转平台包括放置平台、转轴以及驱动电机，驱动电机通过转轴与放置平台相连，带动放置平台的旋转。太阳能加热 板放置于旋转平台之上，旋转平台包括放置平台、转轴以及驱动电机，通过电机转动带动平台的旋转，并且电机的转速可以设置，通过设置旋转速度与太阳西斜速度一致，可实现太阳光对太阳能加热板的实时直射，从而大大提高太阳能利用率。

作为一种实施方式，所述氨氮废水吹脱箱的箱盖与箱体通过可拆卸方式连接。箱体内壁的水垢可以通过拆卸箱盖方便地清洗。作为一种实施方式，所述箱盖自上而下设置有排气口、除雾器及进气口。所述的除雾器可以选用平板式、折流板式和叶片式。作为一种实施方式，所述排气口与喷淋塔装置相连。本实用新型中，进气口可以设置于氨氮废水吹脱箱的任何位置，但优选设置于箱盖，因为箱体内装有加热氨氮废水的可流动热传递介质，若在箱体上开孔设置进气口，就会因为可流动热传递介质的流动性，增加开孔处的密封难度；此外，由于优选在箱体外周包括箱体底部会设置保温层，若在箱体设置进气口则会使保温层保温效果受到影响；另外，若在箱体底部设置进气口，还会由于箱体内部液体的流动性及重力大大增加开孔处的密封难度。

作为一种实施方式，所述箱体内设有曝气装置。作为一种实施方式，所述曝气装置为曝气板和/或曝气管。

所述曝气装置为耐碱材料，作为一种实施方式，所述曝气装置为PVC曝气板、PVC曝气管、PE曝气板、PE曝气管、PP曝气板、PP曝气管、PS曝气板及PS曝气管中至少一种；所述曝气装置开设有进气口。

作为一种实施方式，所述曝气装置为曝气管；所述曝气管开设有若干个曝气孔。作为一种实施方式，所述曝气装置为曝气板；所述曝气板开设有若干个曝气孔。

作为一种实施方式，所述曝气孔的截面积沿气体流出方向逐渐减少。作为一种实施方式，所述曝气孔的截面为圆形。所述的曝气装置上布满曝气孔，曝气装置与外加风机连通进行工作，当曝气孔的截面积设计为沿气体流出方向逐渐减少时，只有在一定充气压力下，曝气孔才被挤开，产生连续微小的气泡。当气压不够时或不工作时，曝气孔由于其特殊材质和形状设计处于闭合状态，这样设计可以保证气压强度，增加曝气效果；此外，曝气装置的上述设计结构还使得氨氮废水不会进入曝气装置中。本发明对曝气孔截面的最小直径不做限定，原则上越小 越好，因为在未到一定充气压力下，所述曝气孔是闭合状态，即曝气孔截面的最小直径几乎为零，只有在一定充气压力下，曝气孔才被挤开。作为一种实施方式，当所述曝气孔的截面为圆形时，所述曝气板或曝气管的厚度为0.6mm～1mm，即曝气孔的深度0.6～1mm，曝气孔的截面的最大直径为0.03～0.08mm，曝气孔的截面的最小直径接近于0mm，可以为0.0001mm；气压在10～20kpa时，气流量为0.06m³/h～0.59m³/h。

作为一种实施方式，所述曝气孔为锥形孔。

作为一种实施方式，所述曝气装置通过进气口与风机相连。

作为一种实施方式，所述可流动热传递介质为水、乙二醇、丙二醇、丙三醇、矿物油和硅油中至少一种。

作为一种实施方式，所述箱体外周包覆有保温层。作为一种实施方式，所述管道外周包覆有保温层。减少散热。作为一种实施方式，所述保温层的厚度为2～5厘米。作为一种实施方式，所述保温层为聚氨酯保温层。当所述箱体的外周设置了供所述可流动热传递介质流动并存储的存储槽时，所述保温层包覆在所述存储槽外周。

本实用新型具有以下有益效果：整个设备轻巧，结构简单，占地少，安装简便，环保节省；集热板可以随着平台旋转，极大地提高太阳能的利用率；氨氮废水被加热后，氨气在水中的溶解度大大减小，从而实现很高的氨氮去除率；根据水量以及氨氮含量的大小，可以对设备进行联串或并联使用，使出水水质达到要求；通过温度测量模块，氨氮废水的吹脱作业可以连续进行；集热器为二次换热系统，加热板内壁和氨氮废水吹脱箱外壁不会因为结垢而降低换热效率，氨氮废水吹脱箱内壁的水垢可以通过拆卸箱盖方便地清洗；曝气板的结构使得氨氮废水不会进入曝气板中，产生的微气泡可以提高吹脱的效率；整个氨氮废水处理过程不需要额外提供动力设备，大大降低了氨氮废水处理成本。

附图说明

图1是本实用新型氨氮废水处理设备的结构示意图；

图2是本实用新型微孔曝气管的截面结构示意图。

图中，1、太阳能集热板；2、旋转平台；3、箱盖；4、箱体；5、夹层；6、 排气口；7、除雾器；8、进气口；9、进水口；10、出水口；11、曝气装置；12、温度测量模块；13、水量调节装置；14、风机；15、管道；15-1、太阳能集热板出口；15-2、太阳能集热板入口；16、管道；16-1、氨氮废水吹脱箱入口；16-2、氨氮废水吹脱箱出口；17、锥形孔。

具体实施方式

以下的具体实施例对本实用新型进行了详细的描述，然而本实用新型并不限制于以下实施例。

实施例1

一种氨氮废水处理设备(见附图1)，包括氨氮废水吹脱箱箱盖3，所述的箱盖自上而下设有排气口6，除雾器7，进气口8。所述除雾器7选用折流式除雾器。所述进气口8通过管道与风机14相连，并与曝气装置11相连，所述曝气装置11为曝气板。所述进气口8通过管道与风机14相连，并与曝气板11相连，实现曝气。

所述箱体4为夹层结构，夹层5内充满可流动热传递介质，夹层5通过管道与太阳能集热板1连通，实现可流动热传递介质在夹层5和和太阳能集热板1之间循环流动，被加热的可流动热传递介质流经夹层5后，将热量传递给箱体中的氨氮废水，实现对氨氮废水的加热。

所述箱体4开设有进水口9和出水口10；氨氮废水从进水口9通入，需要排出时，其可以利用自身重力从出水口10排出。所述箱体4中设有曝气板11，当氨氮废水加热到一定温度后，曝气板11开始曝气，产生微气泡，对溶解在水中的氨气进行吹脱，吹脱后的氨气通过排气口6进入喷淋装置被回收。温度较高的氨氮废水在吹脱时会有较多的水蒸气被同时吹出，通过除雾器7将水蒸气进行凝结回流。所述箱体4以及箱体4与太阳能集热板1相连的管道外包裹一层保温层，减少热量的流失。

所述太阳能集热板1中的集热器为铜铝复合型平板集热器，集热器的盖板为一层普通玻璃。所述太阳能集热板1放于旋转平台2上。旋转平台2包括放置平台、转轴以及驱动电机，通过电机转动带动平台的旋转，以日照时间8小时为例， 太阳从东方升起到西方落下转过的角度为180度，调整加热板1与太阳光直射后，设置旋转平台2的转速为22.5度/小时，使得太阳光实时直射加热板，从而大大提高太阳能利用率。

实施例2

一种氨氮废水处理设备(见附图1)，包括氨氮废水吹脱箱箱盖3，所述的箱盖自上而下设有排气口6，除雾器7，进气口8。所述除雾器7选用折流式除雾器。所述进气口8通过管道与风机14相连，并与曝气装置11相连，所述曝气装置11为曝气管(见附图2)。所述进气口8通过管道与风机14相连，并与曝气管11相连，实现曝气。所述曝气孔17为锥形孔。

所述箱体4开设有进水口9和出水口10；氨氮废水从进水口9通入，需要排出时，其可以利用自身重力从出水口10排出。所述箱体4为夹层结构，夹层5内充满可流动热传递介质，夹层5通过管道与太阳能集热板1连通，实现可流动热传递介质在夹层5和和太阳能集热板1之间循环流动，被加热的可流动热传递介质流经夹层5后，将热量传递给箱体中的氨氮废水，实现对氨氮废水的加热。

所述箱体4中设有曝气管11，当氨氮废水加热到一定温度后，曝气管11开始曝气，产生微气泡，对溶解在水中的氨气进行吹脱，所述排气口与喷淋塔装置相连，吹脱后的氨气通过排气口6进入喷淋装置被回收。温度较高的氨氮废水在吹脱时会有较多的水蒸气被同时吹出，通过除雾器7将水蒸气进行凝结回流。所述箱体4以及箱体4与太阳能集热板1相连的管道外包裹一层保温层，减少热量的流失。

所述太阳能集热板1中的集热器为铜铝复合型平板集热器，集热器的盖板为一层普通玻璃。所述太阳能集热板1放于旋转平台2上。旋转平台2包括放置平台、转轴以及驱动电机，通过电机转动带动平台的旋转，以日照时间8小时为例，太阳从东方升起到西方落下转过的角度为180度，调整加热板1与太阳光直射后，设置旋转平台2的转速为22.5度/小时，使得太阳光实时直射加热板，从而大大提高太阳能利用率。

实施例3

一种氨氮废水处理设备(见附图1)，包括氨氮废水吹脱箱箱盖3，所述的箱盖自上而下设有排气口6，除雾器7，进气口8。所述除雾器7选用折流式除雾器。所述进气口8通过管道与风机14相连，并与曝气装置11相连，所述曝气装置11为曝气板。所述进气口8通过管道与风机14相连，并与曝气板11相连，实现曝气。

所述箱体4开设有进水口9和出水口10；氨氮废水从进水口9通入，需要排出时，其可以利用自身重力从出水口10排出。所述进水口和出水口上设有水量调节装置13，用于调节进出水量的大小。所述箱体4为夹层结构，夹层5内充满可流动热传递介质，夹层5通过管道与太阳能集热板1连通，实现可流动热传递介质在夹层5和和太阳能集热板1之间循环流动，被加热的可流动热传递介质流经夹层5后，将热量传递给箱体中的氨氮废水，实现对氨氮废水的加热。

所述箱体4中设有曝气板11，当氨氮废水加热到一定温度后，曝气板11开始曝气，产生微气泡，对溶解在水中的氨气进行吹脱，吹脱后的氨气通过排气口6进入喷淋装置被回收。温度较高的氨氮废水在吹脱时会有较多的水蒸气被同时吹出，通过除雾器7将水蒸气进行凝结回流。所述箱体4以及箱体4与太阳能集热板1相连的管道外包裹一层保温层，减少热量的流失。

所述太阳能集热板1中的集热器为铜铝复合型平板集热器，集热器的盖板为一层普通玻璃。所述太阳能集热板1放于旋转平台2上。旋转平台2包括放置平台、转轴以及驱动电机，通过电机转动带动平台的旋转，以日照时间8小时为例，太阳从东方升起到西方落下转过的角度为180度，调整加热板1与太阳光直射后，设置旋转平台2的转速为22.5度/小时，使得太阳光实时直射加热板，从而大大提高太阳能利用率。

实施例4

一种氨氮废水处理设备(见附图1)，包括氨氮废水吹脱箱箱盖3，所述的箱盖自上而下设有排气口6，除雾器7，进气口8。所述除雾器7选用折流式除雾器。所述进气口8通过管道与风机14相连，并与曝气装置11相连，所述曝气装置11为曝气板。所述进气口8通过管道与风机14相连，并与曝气板11相连， 实现曝气。

所述箱体4开设有进水口9和出水口10；氨氮废水从进水口9通入，需要排出时，其可以利用自身重力从出水口10排出。所述进水口和出水口上设有水量调节装置13，用于调节进出水量的大小。所述箱体4内设有温度测量模块12，与水量调节装置13相连，可以控制水量调节装置13的开合，当高于一定温度时，开启进水口，流入未吹脱的废水，同时开启出水口，将一部分吹脱后的废水排放，实现连续的吹脱作业。所述箱体4为夹层结构，夹层5内充满可流动热传递介质，夹层5通过管道与太阳能集热板1连通，实现可流动热传递介质在夹层5和和太阳能集热板1之间循环流动，被加热的可流动热传递介质流经夹层5后，将热量传递给箱体中的氨氮废水，实现对氨氮废水的加热。所述箱体内还设有温度测量模块，与水量调节装置13相连，可以控制水量调节装置13阀门的开合，当高于一定温度时，开启进水口，流入未吹脱的废水，同时开启出水口，将一部分吹脱后的废水排放，实现连续的吹脱作业。

所述箱体4中设有曝气板11，当氨氮废水加热到一定温度后，曝气板11开始曝气，产生微气泡，对溶解在水中的氨气进行吹脱，吹脱后的氨气通过排气口6进入喷淋装置被回收。温度较高的氨氮废水在吹脱时会有较多的水蒸气被同时吹出，通过除雾器7将水蒸气进行凝结回流。所述箱体4以及箱体4与太阳能集热板1相连的管道外包裹一层保温层，减少热量的流失。

所述太阳能集热板1中的集热器为铜铝复合型平板集热器，集热器的盖板为一层普通玻璃。所述太阳能集热板1放于旋转平台2上。旋转平台2包括放置平台、转轴以及驱动电机，通过电机转动带动平台的旋转，以日照时间10小时为例，太阳从东方升起到西方落下转过的角度为180度，调整加热板1与太阳光直射后，设置旋转平台2的转速为18.0度/小时，使得太阳光实时直射加热板，从而大大提高太阳能利用率。

实施例5

一种氨氮废水处理设备(见附图1)，包括氨氮废水吹脱箱箱盖3，所述的箱盖自上而下设有排气口6，除雾器7，进气口8。所述除雾器7选用折流式除雾器。所述进气口8通过管道与风机14相连，并与曝气装置11相连，所述曝气装 置11为曝气板。所述进气口8通过管道与风机14相连，并与曝气板11相连，实现曝气。

所述箱体4开设有进水口9和出水口10；氨氮废水从进水口9通入，需要排出时，其可以利用自身重力从出水口10排出。所述进水口和出水口上设有水量调节装置13，用于调节进出水量的大小。所述箱体4为夹层结构，夹层5内充满可流动热传递介质，夹层5通过管道与太阳能集热板1连通。所述管道包括第一管道15和第二管道16；所述太阳能集热板设置有太阳能集热板出口15-1和太阳集热板入口15-2；所述氨氮废水吹脱箱的箱体设置有氨氮废水吹脱箱入口16-1和氨氮废水吹脱箱出口16-2；所述太阳能集热板出口15-1的设置位置高于所述氨氮废水吹脱箱入口16-1；所述氨氮废水吹脱箱入口16-1的设置位置高于所述氨氮废水吹脱箱出口16-2；所述氨氮废水吹脱箱出口16-2的设置位置高于所述太阳能集热板入口15-2。通过上述管道位置的设计可以实现可流动热传递介质利用其自重在夹层5和和太阳能集热板1之间循环流动，被加热的可流动热传递介质流经夹层5后，将热量传递给箱体中的氨氮废水，实现对氨氮废水的加热。所述箱体内还设有温度测量模块，与水量调节装置13相连，可以控制水量调节装置13阀门的开合，当高于一定温度时，开启进水口，流入未吹脱的废水，同时开启出水口，将一部分吹脱后的废水排放，实现连续的吹脱作业。

所述箱体4中设有曝气板11，当氨氮废水加热到一定温度后，曝气板11开始曝气，产生微气泡，对溶解在水中的氨气进行吹脱，吹脱后的氨气通过排气口6进入喷淋装置被回收。温度较高的氨氮废水在吹脱时会有较多的水蒸气被同时吹出，通过除雾器7将水蒸气进行凝结回流。所述箱体4以及箱体4与太阳能集热板1相连的管道外包裹一层保温层，减少热量的流失。

所述太阳能集热板1中的集热器为铜铝复合型平板集热器，集热器的盖板为一层普通玻璃。所述太阳能集热板1放于旋转平台2上。旋转平台2包括放置平台、转轴以及驱动电机，通过电机转动带动平台的旋转，以日照时间12小时为例，太阳从东方升起到西方落下转过的角度为180度，调整加热板1与太阳光直射后，设置旋转平台2的转速为15.0度/小时，使得太阳光实时直射加热板，从而大大提高太阳能利用率。