一种用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件及回收系统技术方案

本实用新型专利技术属于污水资源化处理技术领域，尤其涉及一种用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件及回收系统，所述反应组件包括两端开口的疏水膜管和用于固定疏水膜管的反应架，所述反应架包括对称设置的两个端板，所述两个端板之间通过连接架连接，所述端板上设置有多个通孔，所述两个端板的外侧均设置有连接腔，所述连接腔上设置有细管，所述细管与所述空腔体内连通，所述疏水膜管的两端分别固定在两个端板的通孔内。本实用新型专利技术所述的反应组件无需增加药剂，运用空气(或CO2气体)微曝气提高废水pH，实现常压下对畜禽粪污废水氨氮的快速回收，无膜污染风险，回收的氮元素以液态铵盐形式存在，可直接资源化利用。可直接资源化利用。可直接资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件及回收系统


[0001]本技术属于污水资源化处理
，尤其涉及一种用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件及回收系统。

技术介绍

[0002]废水的氮回收是废水高附加值开发处理的重要组成，废水氮回收主要是通过相应的技术措施，回收废水的氮资源，获得高附加值的经济效益，用于弥补废水处理过程所产生的能量与物质消耗成本。现有技术中废水的氮回收主要包括以下方法：(1)鸟粪石沉淀法：鸟粪石沉淀法回收污水中氮磷是上个世纪末期逐渐发展起来的新型且处理效果较好的氮磷回收技术，该技术可同时回收污水内的氮磷，进而可缓解废水直接排放导致的污染问题。(2)膜浓缩法：膜分离技术是一种利用膜的透过性能，在推动力的作用下对水中的微粒、分子或离子进行过滤、分离、浓缩的技术，它具有分离过程无相变，操作简便、选择性高等特点。(3)吸附/解吸法：吸附技术是常用的污水处理技术，吸附/解吸法是利用某些对氮有亲和力的多孔或者比表面积大的介质来实现对氮的吸附，从而使氮从污水中分离，然后再通过解吸剂使已吸附的氮再次进入溶液，形成高氮溶液，直接利用或通过沉淀法或者结晶法使其成为固体得到分离。(4)生物吸收法：废水富含氮、磷等营养元素，是藻类或水培植物良好的培养基，使用废水培养藻类既能去除废水中的氮、磷等富营养化元素，又能以藻细胞生物质能的形式被重新利用，从而达到对废弃物资源化利用的目的，降低藻类的生产成本，为废水的处理提供了一条高效途径。
[0003]然而，上述现有技术中废水氮回收的方法存在以下缺点：(1)废水中氮和磷酸盐比例不平衡，鸟粪石沉淀法回收其中氮磷通常需加入镁盐及其水合物作为镁源，加入磷酸盐及其水合物作为磷源，调节Mg
2+
、NH
4+
、PO
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‑
离子比实现氮回收，过程较复杂，药剂用量随着废水氮磷浓度的提高而增加，成本不易控制，另外随药剂加入了另外的阴阳离子，对于回收氮后废水液相部分的后续处理或利用可能存在不良影响。(2)膜浓缩法回收废水养分依然存在以下问题：一、膜污染是技术发展的瓶颈，如何控制膜污染，使膜能长时间、可持续运行，防止频繁的膜化学清洗与更换，成为当前膜法处理废水极为迫切的问题。二、如何降低废水膜浓缩处理前期投入和生产成本，成为废水氮回收生产肥料走上工业化道路的重要问题。(3)吸附/解吸法存在吸附效率问题，需要研发高效兼具成本低廉的吸附材料，另外吸附饱和后吸附质的再生或者氮素如何再利用的问题，也会存在进一步增加成本以及氮素损失的可能。(4)生物吸收的工艺对光照、温度等自然条件依赖性强，回收效率因此受限；生物吸收氮磷再利用的实现，往往需要经过后续进一步处理；另外藻类对许多重金属也具有较强的生物富集能力，重金属的存在将影响藻细胞的经济性开发。
[0004]因此，通过研究探讨出一种新型的废水氮回收装置具有十分重要的研究意义和应用价值。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中存在的问题，本技术提供了一种用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件，本技术无需增加药剂，运用空气(或CO2气体)微曝气提高废水pH，实现常压下对畜禽粪污废水氨氮的快速回收，无膜污染风险，回收的氮元素以液态铵盐形式存在，可直接资源化利用。
[0006]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]一种用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件，包括两端开口的疏水膜管和用于固定疏水膜管的反应架，所述反应架包括对称设置的两个端板，所述两个端板之间通过连接架连接，所述端板上设置有多个通孔，所述两个端板的外侧均设置有连接腔，所述连接腔上设置有细管，所述细管与所述连接腔内连通，所述疏水膜管的两端分别固定在两个端板的通孔内，端板上所有通孔直径与疏水膜管外径一致，并将膜管逐一与圆孔相连通并粘牢，使膜管经连接腔与细管相通，且所述疏水膜管的数量与端板上通孔的数量相同。
[0008]所述的浸入式反应组件在应用时，采用CO2微曝气的方式调节废水pH至9以上，提取剂通过一端连接腔上的细管进入连接腔内，然后再进入疏水膜管内，然后进入另一端的连接腔内，最后从另一端连接腔上的细管出来。由于疏水膜管具有透气隔水的特性，废水内产生的气态氨分子可通过疏水膜管与其内部的提取剂反应生成铵盐，使废水内的氮元素以液态铵盐形式被回收。该反应组件结构简单，制作成本低，可实现常压下对废水氨氮的快速回收。该反应组件可广泛应用于不同氨氮浓度废水的氮回收，可根据处理反应槽的大小制备不同规格的反应组件，也可多个组件进行并联或串联组合，灵活设置组件的组合方式，实现常温常压下对畜禽粪污废水进行批次处理。
[0009]作为优选，可根据不同需要调节所述疏水膜管和端板上通孔的数量，可根据处理反应槽的大小制备不同规格的反应组件。
[0010]作为优选，所述端板上的通孔分布在连接腔与端板的连接范围内。
[0011]作为优选，其所述细管设置在连接腔的中心处。
[0012]作为优选，所述两个端板之间通过四根连接架连接。
[0013]作为优选，所述端板为圆形有机玻璃(或其他耐腐蚀材质)端板，所述连接腔为圆柱型连接腔。
[0014]作为优选，所述圆柱型连接腔的直径小于圆形端板的直径。
[0015]作为优选，所述疏水膜管管径可为9mm(内径)
×
10mm(外径)，壁厚约0.5mm，所述疏水膜管为耐酸耐碱的有机材料，膜管材料内部呈微孔分布结构(孔径约0.2μm)，具备气体渗透和隔水功能。
[0016]本技术还公开了一种高氨氮含量废水的氮回收系统，包括上述任一所述的浸入式反应组件和反应槽，所述反应组件一端的细管通过耐酸连接管道与提取剂容器的出液口连接，所述反应组件另一端的细管通过耐酸连接管道与循环泵的进液口连接，所述循环泵的出液口通过耐酸连接管道与提取剂容器的进液口连接，所述反应槽内装有待处理液体，所述反应组件浸没在反应槽内的待处理液体中，所述反应槽保持密封性，所述反应槽上设有出气孔，所述出气孔通过管道与提取剂容器相连。
[0017]所述反应组件一端的细管通过耐酸连接管道与提取剂容器的出液口连接，所述浸入式反应组件另一端的细管通过耐酸连接管道与循环泵的进液口连接，所述循环泵的出液
口通过耐酸连接管道与提取剂容器的进液口连接，使提取剂在浸入式反应组件内循环流动，形成提取剂可进出反应组件的循环流动流程；
[0018]将浸入式反应组件浸没在被处理废水中，同时采用空气或CO2微曝气的方式调节废水pH至9以上，利用疏水膜管材料透气隔水的特性，使废水产生的气态氨分子过膜与提取剂反应生成铵盐。
[0019]作为优选，根据反应槽的规格，将多个浸入式反应组件进行并联或串联组合，使用更加灵活高效。
[0020]提取剂容器内的提取剂通过一端连接腔上的细管进入连接腔内，然后再进入疏水膜管内，然后进入另一端的连接腔内，最后从另一端连接腔上的细管出来，在循环泵的作用下，提取剂再次进入提取剂容器内实现循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件，其特征在于，包括两端开口的疏水膜管和用于固定疏水膜管的反应架，所述反应架包括对称设置的两个端板，所述两个端板之间通过连接架连接，所述端板上设置有多个通孔，所述两个端板的外侧均设置有连接腔，所述连接腔上设置有细管，所述细管与所述连接腔内连通，所述疏水膜管的两端分别固定在两个端板的通孔内，且所述疏水膜管的数量与端板上通孔的数量相同。2.根据权利要求1所述的用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件，其特征在于，可根据不同需要调节所述疏水膜管和端板上通孔的数量。3.根据权利要求1所述的用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件，其特征在于，所述端板上的通孔分布在连接腔与端板的连接范围内。4.根据权利要求1所述的用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件，其特征在于，所述细管设置在连接腔的中心处。5.根据权利要求1所述的用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件，其特征在于，所述两个端板之间通过四根连接架连接。6.根据权利要求1所述的用于高氨氮含量废水氮回收的浸入式反应组件，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，张成军，钟华，郭旋，王甲辰，邹国元，李吉进，杜连凤，赵同科，刘浩，王萱，
申请(专利权)人：北京市农林科学院，
类型：新型
国别省市：