CN103964623A - 高效能氨回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高效能氨回收系统，此高效能氨回收系统至少包含第一热交换器、反应槽及第一氨吸收器。第一热交换器用于预热废水，反应槽则连通至第一热交换器。此反应槽加热已预热后的废水至第一温度，并且反应槽中还包含催化剂使得废水中的氨脱离废水后转化成氨气。第一氨吸收器连接第二热交换器及连通至反应槽，第二氨吸收器通过喷洒纯水使得氨气溶于纯水以转化成氨水，并且通过第二热交换器冷却氨水至第二温度。

Description

高效能氨回收系统

技术领域

本发明涉及一种高效能氨回收系统，特别涉及利用加热及添加催化剂使得氨有效地脱离废水并且转换成氨水回收。

背景技术

含氨废水广泛存在于人们的日常生活和各个行业中，近年来，随着对氮、磷等有机污染的重视，各种含氨废水的脱氮技术便成为相当重要的课题。

亚硝酸盐是氨转化为硝酸盐过程中的中间产物，对鱼虾等水生动物具有一定的毒性。若含氨废水排放至池塘或河川中，亚硝酸盐含量偏高现象便相当严重，进而导致鱼虾的突然死亡，因而造成养殖者严重的经济损失。即使达不到致死浓度，但由于亚硝酸盐含量超过鱼虾的忍耐程度，导致鱼虾生理功能紊乱，从而影响生长或引起其它疾病的发生。

然而，已知去除废水中氨氮的方法如折点氯化法由于运行费用高，且副产物氯胺和氯化有机物更会造成环境二次污染，因此只适用于处理低浓度氨氮废水。此外，已知的空气吹脱法及生物法则分别具有水温低时吹脱效率低及占地面积大等缺点，因此都无法有效率地去除废水中的氨氮。

发明内容

有鉴于上述现有技术中问题，本发明的目的之一在于提供一种高效能氨回收系统，通过加热及添加催化剂使得氨(固定氨；fixed ammonia)有效地脱离废水成为氨气(游离氨；free ammonia)，并且转化成氨水回收。

因此，本发明提出一种高效能氨回收系统，此高效能氨回收系统至少包含第一热交换器、反应槽及第一氨吸收器。其中，第一热交换器用于预热废水，反应槽则通过真空管路连通至第一热交换器。前述的催化剂为氧化钙或氢氧化钠，并且氧化钙与固定氨反应后的生成物更可作为水泥添加物而不会造成环境二次污染。

进一步的，反应槽加热已预热后的废水至第一温度，并且反应槽中还包含催化剂使得废水中的氨脱离废水后转化成氨气。此外，反应槽还将加热至第一温度的废水的热能回收至第一热交换器后排放掉废水，由此更能提高废水的预热效率。

进一步的，第一氨吸收器连接第二热交换器及通过真空管路连通至反应槽，第一氨吸收器通过喷洒纯水使得氨气溶于纯水以转化成氨水，并且通过第二热交换器冷却氨水至第二温度。因此，通过加热及添加催化剂的方式，便能够有效地将废水中的固定氨转化成游离氨，进而通过喷洒纯水使得游离氨转化成氨水回收。

此外，此高效能氨回收系统还包含储存槽，连接第二热交换器及连通第一氨吸收器。储存槽用于储存氨水，并且通过第二热交换器使得氨水的温度维持在第二温度。

此外，此高效能氨回收系统还包含第二氨吸收器设置于反应槽及第一氨吸收器之间。第二氨吸收器连通至反应槽及第一氨吸收器，第二氨吸收器也通过喷洒纯水使得氨气溶于纯水以转化成氨水。前述的第二氨吸收器还连接第二热交换器以冷却第二氨吸收器的氨水至第三温度。其中，第一温度大于第三温度，而第三温度大于第二温度。

前述的高效能氨回收系统还包含循环系统，其包含进液阀及出液阀，循环系统连通反应槽。此循环系统是通过泵浦从进液阀汲取反应槽的废水后，再经由出液阀将废水排入反应槽中以提高催化剂的反应速率。

承上所述，依据本发明的高效能氨回收系统，可具有一或多个下述优点：

(1) 本发明的高效能氨回收系统通过加热及添加催化剂的方式，能够有效地将废水中的固定氨转化成游离氨，进而通过喷洒纯水使得游离氨转化成氨水回收。

(2) 本发明的高效能氨回收系统还可将加热至第一温度的废水的热能回收至第一热交换器，由此更能提高废水的预热效率。

(3) 本发明的高效能氨回收系统通过循环系统连通反应槽以提高催化剂的反应速率。

(4) 本发明的高效能氨回收系统的氧化钙与固定氨反应后的生成物还可作为水泥添加物而不会造成环境二次污染。

为使审查员对本发明的技术特征及所达到的功效有更进一步的了解与认识，下面配合较佳的实施例进行进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明的高效能氨回收系统的第一实施例方块图。

图2是本发明的高效能氨回收系统的第二实施例方块图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明基于本发明的高效能氨回收系统的实施例，为便于理解，下述实施例中的相同组件采用相同的符号标示来说明。

请参阅图1，图1是本发明的高效能氨回收系统的第一实施例方块图。本发明的高效能氨回收系统适用于回收含有氨的废水。此高效能氨回收系统至少包含第一热交换器30、反应槽40及第一氨吸收器70。其中，第一热交换器30用于预热废水槽10中的废水，反应槽40则通过真空管路20连通至第一热交换器30。

其中，真空管路20用于驱动废水槽10中的废水依序流经第一热交换器30、反应槽40及第一氨吸收器70，而真空管路20的真空度范围可介于例如500托耳至760托耳之间。其中，第一热交换器30可采用例如真空的液体管路分别连通废水槽10及反应槽40。

此外，第一热交换器30可采用例如电能或其它适合预热废水的方式预热，且预热温度范围可介于例如30℃至50℃之间，当然本发明不限于此。

进一步的，反应槽40可采用例如高效能反应槽，此反应槽40加热已预热后的废水至第一温度，其中第一温度的温度范围可介于例如60℃至88℃之间，当然本发明不限于此。反应槽40中还可添加催化剂31，使得废水中的氨(固定氨；fixed ammonia)脱离废水后转化成氨气(游离氨；free ammonia)，其中，反应槽40中的固定氨-游离氨转化效率可介于例如85%至99%之间。此催化剂31可采用例如氧化钙或氢氧化钠，在此实施例中较佳为氧化钙，并且氧化钙与固定氨反应后的生成物还可作为水泥添加物而不会造成环境二次污染。

此外，反应槽40还将加热至第一温度的废水的热能41通过真空管路20回收至第一热交换器30，用以提供预热第一热交换器30中的废水所需的热能，并且将已去除氨的排放水11排放掉。由此不仅能提高废水于第一热交换器30中的预热效率，更能够节省能源的消耗。

进一步的，第一氨吸收器70通过真空管路20连通反应槽40。当反应槽40中的固定氨转化成氨气时，第一氨吸收器70通过喷洒纯水80，使得氨气溶于纯水80以转化成氨水。其中，在第一氨吸收器70中的游离氨吸收效率可介于例如85%至90%之间。其中，第一氨吸收器70可采用例如真空的气体管路连通反应槽40。

此外，第一氨吸收器70还连接第二热交换器60以冷却第一氨吸收器70中的氨水至第二温度。其中，第二温度的温度范围可介于例如0℃至10℃之间，当然本发明不限于此。

此外，本发明的高效能氨回收系统还可包含第二氨吸收器50，设置于反应槽40及第一氨吸收器70之间。其中，第二氨吸收器50通过真空管路20连通反应槽40及第一氨吸收器70。在第二氨吸收器50中也通过喷洒纯水80使得氨气溶于纯水80以部分转化成氨水。其中，在第二氨吸收器50中的游离氨吸收效率可介于例如90%至99%之间。其中，第二氨吸收器50可采用例如真空的气体管路连通反应槽40。

此外，第二氨吸收器50还连接第二热交换器60以冷却第二氨吸收器50中的氨水及氨气至第三温度。其中，第三温度的温度范围可介于例如15℃至25℃之间，当然本发明不限于此。本发明的第二氨吸收器50的目的仅为将反应槽40所产生的氨气的温度降至室温，因此可选择性地具备或省略第二氨吸收器50。

此外，此高效能氨回收系统还包含储存槽90，连接第二热交换器60及通过真空管路20连通第一氨吸收器70。储存槽90用于储存第一氨吸收器70及第二氨吸收器50中经由氨气所转化的氨水，并且通过第二热交换器60使得氨水的温度维持在第二温度。其中，储存槽90可采用例如真空的液体管路分别连通第一氨吸收器70及第二氨吸收器50。

请参阅图2，图2是本发明的高效能氨回收系统的第二实施例方块图。此第二实施例与第一实施例不同之处仅在于第二实施例还包含连通反应槽40的循环系统42，因此下述实施例中仅针对循环系统42进行描述。

此循环系统42包含进液阀及出液阀(未在图中示出)。其中，循环系统42可通过进液阀及出液阀分别经由进液管及出液管连通反应槽40，并且可通过进液阀及出液阀控制废水的流速或流量。

当在第一热交换器30预热后的废水进入反应槽40时，废水便与反应槽40中的催化剂31反应，以使得废水中的固定氨脱离废水后转化成游离氨。此循环系统42系可通过例如泵浦(未在图中示出)从进液阀汲取反应槽40的废水后，再经由出液阀将废水排入反应槽40中。由此不仅能够避免例如氧化钙的催化剂31沉淀，更可提高催化剂31与废水的反应速率。

以上所述仅为举例，而不是对本发明的限制。任何未脱离本发明的精神与范畴而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求的范围中。

【主要组件符号说明】

10：废水槽

11：排放水

20：真空管路

30：第一热交换器

31：催化剂

40：反应槽

41：热能

42：循环系统

50：第二氨吸收器

60：第二热交换器

70：第一氨吸收器

80：纯水

90：储存槽

Claims (10)

1.一种高效能氨回收系统，适用于回收含有氨的废水，包含：

第一热交换器，用于预热所述废水；

反应槽，通过管路连通至所述第一热交换器，所述反应槽加热已预热后的所述废水至第一温度，并且所述反应槽中还包含催化剂使得所述废水中的氨脱离所述废水后转化成氨气；以及

第一氨吸收器，连接第二热交换器及通过所述管路连通至所述反应槽，所述第一氨吸收器通过喷洒纯水使得氨气溶于纯水以转化成氨水，并且通过所述第二热交换器冷却氨水至第二温度。

2.如权利要求1所述的高效能氨回收系统，其中所述管路中为真空环境。

3.如权利要求2所述的高效能氨回收系统，还包含储存槽，连接所述第二热交换器及连通所述第一氨吸收器，所述储存槽用于储存氨水，并且通过所述第二热交换器使得氨水的温度维持在所述第二温度。

4.如权利要求2所述的高效能氨回收系统，还包含循环系统，其包含进液阀及出液阀，所述循环系统连通所述反应槽。

5.如权利要求4所述的高效能氨回收系统，其中所述循环系统是通过泵浦从所述进液阀汲取所述反应槽的所述废水后，再经由所述出液阀将所述废水排入所述反应槽中以提高所述催化剂的反应速率。

6.如权利要求1所述的高效能氨回收系统，其中所述反应槽还将加热至所述第一温度的所述废水的热能回收至所述第一热交换器后排放掉所述废水。

7.如权利要求1所述的高效能氨回收系统，其中所述催化剂为氧化钙或氢氧化钠。

8.如权利要求1所述的高效能氨回收系统，还包含第二氨吸收器，设置于所述反应槽及所述第一氨吸收器之间，所述第二氨吸收器连通至所述反应槽及所述第一氨吸收器，所述第二氨吸收器通过喷洒纯水使得氨气溶于纯水以转化成氨水。

9.如权利要求8所述的高效能氨回收系统，其中所述第二氨吸收器还连接所述第二热交换器以冷却所述第二氨吸收器的氨水至第三温度。

10.如权利要求9所述的高效能氨回收系统，其中所述第一温度大于所述第三温度，而所述第三温度大于所述第二温度。