[發明專利]一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置及工藝

有效

• 申請號: 201610110364.4
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105668753B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 劉有智;祁貴生;焦緯洲;高璟;張巧玲;羅瑩;袁志國;申紅艷;栗秀萍;郭強
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C01C1/16;C02F101/12;C02F101/16
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙)14110
• 代理人: 任林芳

技術領域

本發明屬于處理工業氯化銨廢水的技術領域，具體涉及一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置及工藝。

背景技術

工業氯化銨廢水由于具有排放量大、生化耗氧量即BOD高等特點，對環境和水資源造成了嚴重的污染。氨氮消耗水中的溶解氧，加速了水中的富營養化過程，使藻類過度繁殖，危害水生生物，破壞生態平衡。水中的微生物使氨氮轉化為硝態氮和亞硝態氮，自來水中消毒液體與氨氮作用會生成氮胺，會降低水的消毒效果。此外，氯化銨的大量排放對土壤中的氯離子濃度和pH帶來負影響，改變了土壤的粒徑結構。

目前常見處理氯化銨廢水的方法有電滲析法和膜分離法。電滲透法是在直流電場作用下，以電位差作為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質從溶液中分離出來，實現溶液淡化，把氯化銨廢水中的氨氮和氯離子進行濃縮，實現處理目的。該法的流量、進口濃度和電流強度不好控制，只能采用經驗值，達不到既經濟又有效的電滲析技術工藝。膜分離技術應用于氯化銨廢水處理，主要集中于化肥生產廢水工業中，利用高分子分離膜，根據滲透原理進行分離。該法對低濃度氯化銨廢水取得了良好的經濟效益，但對高濃度的氯化銨廢水，由于經濟成本過高，不宜采用，經過長期運行后，會造成二次污染，需要化學藥品清洗膜分離設備。

發明內容

本發明為了解決目前常見電滲透法處理氯化銨廢水達不到既經濟又有效的電滲析技術工藝，膜分離技術難以高濃度氯化銨廢水進行有效的處理，且成本過高等問題，提供了一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置及工藝。

本發明采用如下技術方案實現的：一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置，包括超重力旋轉填料床，超重力旋轉填料床的氣體進口連接CO₂儲氣罐，CO₂儲氣罐與二氧化碳罐相連；超重力旋轉填料床的氣體出口連接堿液吸收槽；超重力旋轉填料床的液體進口通過液泵連接氯化銨廢水儲液槽，超重力旋轉填料床的液體出口連接氯化銨廢水儲液槽；氯化銨廢水儲液槽通過分液漏斗與有機胺儲液槽相連，分液漏斗連接氨水儲液槽。

所述超重力旋轉填料床的內部填料下端和液體出口之間設空腔，超重力旋轉填料床氣體進口處設離心壓縮機。

利用一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置處理氯化銨廢水的工藝，包括如下步驟：將有機胺溶液、氯化銨廢水與CO₂通入超重力旋轉填料床中，液相與氣相在超重力旋轉填料床的填料中接觸發生碳化反應，反應后的氣體從氣體出口排出，經堿液吸收槽吸收后排入大氣；反應后的液相從液體出口排出，進入氯化銨廢水儲液槽，啟動分液漏斗和氨水儲液槽，反應后的液相在分液漏斗中萃取、分離，萃取分層后得到碳酸氫銨溶液和有機胺鹽酸溶液，有機胺鹽酸溶液用氨水再生，得到的有機胺溶液繼續循環使用，氯化銨濃縮過濾干燥后獲得工業級氯化銨。

所述廢水中的氯化銨濃度為8%-12%，有機胺水中的溶解度為<0.8%，所述的超重力旋轉填料床（2）的轉速為900r/min-3000 r/min。所述氨水儲液槽中的氨水濃度為20%-30%。通入超重力旋轉填料床（2）的CO₂氣體的體積含量大于70%。所述超重力旋轉填料床（2）內部的填料為高嶺土。

利用超重力旋轉填料床進行碳化反應，縮小鼓入CO₂設備的體積，使之能在小型設備中進行反應，使得碳化反應時間和設備體積大大減小，氯化銨廢水的處理效果大大提高。

氯化銨儲液槽中的氯化銨工業廢水和有機胺儲液槽中的有機胺混合過濾處理后，由液泵將其送入超重力旋轉填料床，混合液體由超重力旋轉填料床上部的液體進口進入，分布器均勻分散后噴射到填料內緣，在強大的離心力作用下，由填料內緣向外緣運動，最后經液體出口排出。事先制備好的CO₂氣體介質由超重力旋轉填料床的氣體進口輸入，經過離心壓縮機，通過葉輪增壓，在高嶺土填料上與混合液體錯流接觸，發生碳化反應，氣體再經過作為除霧段的堿液吸收槽除去夾帶的液霧，最后由出氣口排除裝置外。

本發明利用碳化反應處理氯化銨廢水，讓氯化銨、有機胺和二氧化碳在超重力旋轉填料床中進行反應，其中有機胺濃度為0.5mol/L，氯化銨廢液在有機胺、二氧化碳的作用下轉化成碳酸氫銨，反應生成碳酸氫銨和有機胺鹽酸混合液，分液漏斗中將二者分離后，有機胺溶液與氨水反應，生成有機胺和氯化銨溶液，再生所需的氨水的濃度為20%-30%；根據溶解度不同將兩者進行分離處理，再生后獲得的氯化銨溶液經濃縮、結晶、過濾、干燥得到工業級氯化銨。