7、安裝在塔體14頂部的出氣口 18、安裝在塔體14底部支撐塔體14的塔體支架19組成；同時(shí)，在進(jìn)水口 15上設(shè)置有催化劑進(jìn)料口 21，在出氣口 18上設(shè)置有水霧捕集器22，在塔體14內(nèi)部設(shè)置有填料層24，水霧捕集器22和填料層24由壓緊裝置23和支撐裝置25夾緊，分別安裝在反應(yīng)塔和出氣口內(nèi)；在塔體14內(nèi)的底部設(shè)置有曝氣砂頭26，曝氣砂頭26通過管道與設(shè)置在塔體14外部的通氣泵6相連，經(jīng)通氣泵6通入的空氣再通過曝氣砂頭26分散至反應(yīng)塔內(nèi)的強(qiáng)堿性廢水中。
[0034]工業(yè)中的塔體材質(zhì)可以為不銹鋼，實(shí)驗(yàn)室中可以用有機(jī)玻璃作為塔體材料。
【具體實(shí)施方式】
[0035]實(shí)施例1
[0036]將固液分離后得到的強(qiáng)堿性含氨氮、含硫化物的廢水I (pH值為12.56，硫化物的含量為90.5mg/L，氨氮的含量為100.5mg/L，溫度為60°C )送入反應(yīng)塔4內(nèi)(實(shí)驗(yàn)室條件下模擬的反應(yīng)塔體積600mL，加入液體體積400mL ;反應(yīng)塔為有機(jī)玻璃制成的圓柱，其帶有進(jìn)水口、出水口、排澄口、出氣口等)，在注水的同時(shí)從催化劑進(jìn)料口 21向反應(yīng)塔4中加入催化劑3 (催化劑來自催化劑貯存罐2)，催化劑為硫酸錳，控制硫酸錳在反應(yīng)塔內(nèi)的濃度為200mg/L，靜置15min。然后用氣泵6以0.250mVh.L的速度向反應(yīng)塔內(nèi)持續(xù)通入空氣，通入的空氣經(jīng)過曝氣砂頭26分散至反應(yīng)塔內(nèi)的廢水中，曝氣反應(yīng)60min停止，靜置20min。經(jīng)自然沉降后，從出水口 16放出反應(yīng)塔的上層清液部分，將清液部分用管道送至集水池12，通過排渣口 17放出反應(yīng)塔下層的固液混合物8，經(jīng)砂芯過濾裝置9 (實(shí)驗(yàn)室中使用真空過濾泵和0.45um的濾膜進(jìn)行的固液分離)過濾得到濾液11和濾渣10，濾液11經(jīng)管道送入集水池12，對集水池12中的水樣進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)廢水的pH為11.37，氨氮的含量為3.4mg/L，檢測不到硫離子和錳離子。
[0037]在塔體14內(nèi)部設(shè)置有填料層24，其由壓緊裝置23和支撐裝置25(實(shí)驗(yàn)室中的壓緊裝置和支撐裝置可以為塑料材質(zhì)的帶孔試管架，剪成圓形，塞到由有機(jī)玻璃制成的圓柱中，從而用于固定填料層；有機(jī)玻璃制成的圓柱作為反應(yīng)塔)夾緊。實(shí)驗(yàn)室中，向反應(yīng)塔內(nèi)裝填的填料層可以是防止暴沸的玻璃珠。
[0038]在出氣口 18內(nèi)設(shè)置有水霧捕集器22，水霧捕集器可以避免高溫環(huán)境下，長時(shí)間通氣造成的大量水蒸氣由出氣口 18的逸出，減少反應(yīng)塔內(nèi)液體的損失，同時(shí)也避免過多的水蒸氣進(jìn)入后續(xù)的酸吸收液中，增加酸的體積，稀釋酸的濃度，也可以避免出氣管道被含氨水蒸氣腐蝕。水霧捕集器22采用填料層式結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)室中用的填料是防止暴沸的玻璃珠，水霧捕集器由同樣壓緊裝置和支撐裝置夾緊后，安裝在出氣口 18內(nèi)。
[0039]向反應(yīng)塔4內(nèi)重新注入廢水I (pH值為12.53，硫化物的含量為91.2mg/L，氨氮的含量為102.3mg/L)，用上步過濾得到的濾渣10作為催化劑添加到反應(yīng)塔4內(nèi)，靜置15min。然后用氣泵6以0.250mVh.L的速度向反應(yīng)塔內(nèi)持續(xù)通入空氣，通入的空氣經(jīng)過曝氣砂頭26分散至反應(yīng)塔內(nèi)的廢水中，曝氣反應(yīng)60min停止，靜置20min。經(jīng)自然沉降后，從出水口16放出反應(yīng)塔的上層清液部分，將清液部分用管道送至集水池12，通過排渣口 17放出反應(yīng)塔下層的固液混合物8，經(jīng)砂芯過濾裝置9過濾得到濾液11和濾渣10，濾液11經(jīng)管道送入集水池12，對集水池12中的水樣進(jìn)行測定(pH用PHS-3C型pH計(jì)測定，氨氮和硫離子按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》第4版中的納氏試劑分光光度法和亞甲基藍(lán)法分別測定，分光光度計(jì)為便攜式分光光度計(jì)(美國HACH，DB 2800型)錳離子用石墨爐原子吸收測定，美國PerkinElmer AA700型)，發(fā)現(xiàn)廢水的pH為11.35，氨氮的含量為4.4mg/L，硫離子的含量為0.2mg/L，檢測不到猛離子。
[0040]向反應(yīng)塔4內(nèi)重新注入廢水I (pH值為12.49，硫化物的含量為92.5mg/L，氨氮的含量為101.6mg/L)，用上步過濾得到的濾渣10作為催化劑添加到反應(yīng)塔4內(nèi)，靜置15min。然后用氣泵6以0.250mVh.L的速度向反應(yīng)塔內(nèi)持續(xù)通入空氣，通入的空氣經(jīng)過曝氣砂頭26分散至反應(yīng)塔內(nèi)的廢水中，曝氣反應(yīng)60min停止，靜置20min。經(jīng)自然沉降后，從出水口16放出反應(yīng)塔的上層清液部分，將清液部分用管道送至集水池12，通過排渣口 17放出反應(yīng)塔下層的固液混合物8，經(jīng)砂芯過濾裝置9過濾得到濾液11和濾渣10，濾液11經(jīng)管道送入集水池12，對集水池12中的水樣進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)廢水的pH為11.29，氨氮的含量為4.9mg/L，硫離子的含量為0.9mg/L，檢測不到錳離子。
[0041]向反應(yīng)塔4內(nèi)重新注入廢水I (pH值為12.42，硫化物的含量為91.7mg/L，氨氮的含量為100.9mg/L)，用上步過濾得到的濾渣10作為催化劑添加到反應(yīng)塔4內(nèi)，靜置15min。然后用氣泵6以0.250mVh.L的速度向反應(yīng)塔內(nèi)持續(xù)通入空氣，通入的空氣經(jīng)過曝氣砂頭26分散至反應(yīng)塔內(nèi)的廢水中，曝氣反應(yīng)60min停止，靜置20min。經(jīng)自然沉降后，從出水口16放出反應(yīng)塔的上層清液部分，將清液部分用管道送至集水池12，通過排渣口 17放出反應(yīng)塔下層的固液混合物8，經(jīng)砂芯過濾裝置9過濾得到濾液11和濾渣10，濾液11經(jīng)管道送入集水池12，對集水池12中的水樣進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)廢水的pH為11.32，氨氮的含量為9.7mg/L，硫離子的含量為11.3mg/L，檢測不到錳離子。
[0042]經(jīng)本發(fā)明處理的強(qiáng)堿性含氨氮、含硫化物的廢水，發(fā)現(xiàn)在無需額外補(bǔ)充錳鹽的前提下，單純依靠得到的濾渣作為催化劑，在回用次數(shù)不超過3次時(shí)，處理后的排放水的pH值在11?12之間，而硫化物和氨氮的濃度分別低于lmg/L和5mg/L，基本檢測不到錳離子；當(dāng)催化劑使用第四次時(shí)，對廢水的處理效果則大幅下降，可見當(dāng)催化劑使用次數(shù)不超過三次時(shí)，仍可有效的去除廢水中的氨氮和硫化物，可滿足生產(chǎn)工序的回用，減少了回用過程中氨氮和硫化物的積累。該方法消除了常規(guī)吹脫法和沉淀法的弊端，反應(yīng)過程中幾乎不產(chǎn)生H2S氣體，產(chǎn)生的泥渣量也很少，泥渣仍具有催化作用。該發(fā)明方法獲得了較好的脫除氨氮和硫化物的效果。此外，本發(fā)明的方法不僅適用于電石渣漿上清液這種強(qiáng)堿性含氨氮、含硫化物的廢水，而且也適用于其他類型的強(qiáng)堿性含氨氮、含硫化物廢水的處理。
[0043]以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所述的技術(shù)方案的前提下，還會有其他的變體、改型及方案組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種強(qiáng)堿性廢水同時(shí)脫除氨氮和硫化物的裝置，其特征在于:由底部具有沉淀椎體(20)結(jié)構(gòu)的塔體(14)、安裝在塔體(14)側(cè)面上部的進(jìn)水口(15)、安裝在塔體(14)側(cè)面下部的出水口(16)、安裝在沉淀椎體(20)下面的排渣口(17)、安裝在塔體(14)頂部的出氣P (18)和支撐塔體(14)的塔體支架(19)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)堿性廢水同時(shí)脫除氨氮和硫化物的裝置，其特征在于:反應(yīng)塔中還設(shè)有填料層(24)，填料層(24)所用的填料是陶瓷填料、金屬填料、玻璃填料或塑料填料中的一種；填料層(24)由壓緊裝置(23)和支撐裝置(25)夾緊后，安裝在反應(yīng)塔的塔體(14)內(nèi)且浸于強(qiáng)堿性廢水中。
3.如權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)堿性廢水同時(shí)脫除氨氮和硫化物的裝置，其特征在于:反應(yīng)塔中還設(shè)有水霧捕集器(22)，由壓緊裝置(23)和支撐裝置(25)夾緊后安裝在出氣口(18)內(nèi)；水霧捕集器(22)采用填料層式結(jié)構(gòu)，填料為陶瓷填料、金屬填料、玻璃填料或塑料填料中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)堿性廢水同時(shí)脫除氨氮和硫化物的裝置，其特征在于:在塔體(14)側(cè)面出水口(16)的下面還設(shè)置有通氣泵￠)，在塔體(14)內(nèi)的底部設(shè)置有曝氣砂頭(26) ο
5.一種強(qiáng)堿性廢水同時(shí)脫除氨氮和硫化物的方法，其步驟如下: ①將強(qiáng)堿性廢水送至權(quán)利要求4所述的反應(yīng)塔的塔體(14)內(nèi)； ②在向反應(yīng)塔內(nèi)注入強(qiáng)堿性廢水的同時(shí)加入催化劑，催化劑是氯化錳或硫酸錳，濃度為200mg/L?250mg/L，其中L為注入的強(qiáng)堿性廢水的體積，然后靜置1min?15min ； ③以0.125mVh.L?0.250m3/h.L的速度，由通氣泵(6)通過曝氣砂頭(26)向反應(yīng)塔內(nèi)的強(qiáng)堿性廢水中通入空氣，利用空氣中的氧氣氧化反應(yīng)去除廢水中的硫化物，利用氣體形成的氣泡將廢水中氨分子從液相帶入氣相，再通過反應(yīng)塔的出氣口(18)進(jìn)入到后續(xù)廢氣吸收裝置，通氣時(shí)間為60min?90min ； ④經(jīng)上一步驟處理的強(qiáng)堿性廢水靜置自然沉淀20min?30min后，通過反應(yīng)塔的出水口(16)排出上層清液； ⑤通過反應(yīng)塔的排渣口(17)排出反應(yīng)塔內(nèi)剩余的固液混合物，固液混合物經(jīng)過濾后的濾液與出水口(16)排出的上層清液一同排入集水池，進(jìn)行后續(xù)的處理；固液混合物經(jīng)過濾后的濾渣作為催化劑加入反應(yīng)塔的塔體(14)后再次使用，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)堿性廢水同時(shí)脫除氨氮和硫化物的處理。
【專利摘要】一種強(qiáng)堿性廢水同時(shí)脫除氨氮和硫化物的裝置及方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。其是在向反應(yīng)塔內(nèi)注入強(qiáng)堿性廢水的同時(shí)加入催化劑，催化劑是氯化錳或硫酸錳；靜置后通入空氣，利用空氣中的氧氣氧化反應(yīng)去除廢水中的硫化物，利用氣體形成的氣泡將廢水中氨分子從液相帶入氣相，再通過反應(yīng)塔的出氣口進(jìn)入到后續(xù)廢氣吸收裝置；靜置自然沉淀后，通過反應(yīng)塔的出水口排出上層清液；通過反應(yīng)塔的排渣口排出反應(yīng)塔內(nèi)剩余的固液混合物，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)堿性廢水同時(shí)脫除氨氮和硫化物的處理。本發(fā)明的方法針對強(qiáng)堿性含氨氮、含硫化物的廢水，尤其是電石法制乙炔時(shí)產(chǎn)生的電石渣漿上清液進(jìn)行處理，工藝路線簡單，有效地節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用及能耗。
【IPC分類】C02F9-04, C02F1-74
【公開號】CN104692516
【申請?zhí)枴緾N201510122039
【發(fā)明人】花修藝, 朱磊, 董德明, 梁大鵬, 郭志勇
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月19日