專利名稱：一種利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾姆椒捌渌玫拿撗醴磻?yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾姆椒?，還涉及一種用于有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾拿撗醴磻?yīng)器及利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾南到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
氮?dú)馐侵匾墓I(yè)原料，雖然空氣中78%的成分為氮?dú)猓諝庵羞€含有21%的氧氣，由于氧的化學(xué)性質(zhì)較氮?dú)飧鼮榛钴S，直接使用空氣作氮?dú)庠磿r(shí)往往是氧氣優(yōu)先參與反應(yīng)，同時(shí)在一些化學(xué)反應(yīng)中由于氧的存在往往導(dǎo)致反應(yīng)催化劑的活性降低甚至催化劑中毒，限制了空氣中氮?dú)獾闹苯邮褂?。目前氮?dú)獾墨@取主要有化學(xué)法和物理分離法，化學(xué)法主要是利用一些含氮化學(xué)品的化學(xué)分解反應(yīng)制取純度較高的氮?dú)?，該方法成本較高，多用作實(shí)驗(yàn)室小用量生產(chǎn)。物理方法獲取氮?dú)庵饕且钥諝鉃樵贤ㄟ^空氣深冷分離、分子篩變壓吸附和膜分離技術(shù)等方法，主要利用空氣中氮?dú)夂脱鯕庖夯瘔毫?、對特定材料吸附、解析速率不同和對特殊材料透過能力不同的物理差別將空氣中的氮?dú)夂脱鯕夥蛛x，從而獲得較高純度的氮?dú)?，這是當(dāng)前工業(yè)獲取氮?dú)獾闹饕椒?。但過程較為復(fù)雜，成本較高。有機(jī)廢水是當(dāng)前水體污染的主要來源，其對水體的污染主要表現(xiàn)為所含有機(jī)質(zhì)在降解過程消耗大量的氧氣而導(dǎo)致水體缺氧引起水生動(dòng)物的死亡，同時(shí)大量失氧后的水體尤其是深層水體因缺氧而進(jìn)入微好氧或厭氧代謝，加劇水質(zhì)惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾姆椒?，還涉及一種用于有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾拿撗醴磻?yīng)器及利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾南到y(tǒng)。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾姆椒?，包括以下步驟(1)將COD為4000-6000mg/L的有機(jī)廢水送入容器內(nèi)；(2)向容器內(nèi)加入有機(jī)廢水質(zhì)量1/15-1/20的好氧活性污泥；(3)由容器底部通入空氣，空氣在容器內(nèi)自下至上流動(dòng)過程中氧氣參與反應(yīng)被消耗，排出容器的氣體去除二氧化碳后干燥得氮?dú)猱a(chǎn)品?！N用于有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾拿撗醴磻?yīng)器，包括殼體，殼體底部設(shè)有曝氣器，曝氣器的進(jìn)口與空氣進(jìn)氣管連接，曝氣器上方的殼體內(nèi)壁豎向間隔交錯(cuò)設(shè)有向下傾斜和向上傾斜的折流板，折流板的遠(yuǎn)端與相對殼體內(nèi)壁之間留有空隙；殼體頂部設(shè)有噴淋器，噴淋器的進(jìn)口通過循環(huán)管與殼體底部連接，循環(huán)管的進(jìn)口處設(shè)有循環(huán)泵，殼體頂部設(shè)有出氣管，殼體上部設(shè)有進(jìn)水管，殼體底部為傾斜狀，殼體底面設(shè)有排污口。殼體上設(shè)有溢流管；進(jìn)水管設(shè)于由上至下第二塊折流板與第三塊折流板之間。一種利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾南到y(tǒng)，包括脫氧反應(yīng)器，所述脫氧反應(yīng)器包括殼體， 殼體底部設(shè)有曝氣器，曝氣器的進(jìn)口與空氣進(jìn)氣管連接，曝氣器上方的殼體內(nèi)壁豎向間隔交錯(cuò)設(shè)有向下傾斜和向上傾斜的折流板，折流板的遠(yuǎn)端與相對殼體內(nèi)壁之間留有空隙；殼體頂部設(shè)有噴淋器，噴淋器的進(jìn)口通過循環(huán)管與殼體底部連接，循環(huán)管的進(jìn)口處設(shè)有循環(huán)泵，殼體頂部設(shè)有出氣管，殼體上部設(shè)有進(jìn)水管，殼體底部為傾斜狀，殼體底面設(shè)有排污口 ； 脫氧反應(yīng)器的空氣進(jìn)氣管與儲(chǔ)氣罐連接，出氣管與堿性吸收箱連接，堿性吸收箱的氣體出口與脫水箱連接。殼體上設(shè)有溢流管；進(jìn)水管設(shè)于由上至下第二塊折流板與第三塊折流板之間。本發(fā)明利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)?，其原理是空氣作為有機(jī)廢水有機(jī)質(zhì)降解的氧源， 有機(jī)質(zhì)降解代謝過程對氧進(jìn)行消耗從而消除空氣中的氧氣，最后經(jīng)過脫除二氧化碳和水， 從而獲得具有較高濃度的的氮?dú)猱a(chǎn)品。本發(fā)明所采用的有機(jī)廢水COD需要進(jìn)行控制，這是因?yàn)楫?dāng)有機(jī)廢水COD過低時(shí)則不能完全消除空氣中含有的氧氣，而當(dāng)有機(jī)廢水COD過高時(shí)則有大量的C02、C0等新雜質(zhì)氣體生成，不僅增加吸收堿液的消耗量也影響獲得氮?dú)獾募兌取？刂艭OD使得有機(jī)廢水的降解代謝停留在好氧和微好氧層次，避免有機(jī)質(zhì)在厭氧狀態(tài)下更多雜氣的生成。本發(fā)明的方法工藝簡單、能耗低，在獲取氮?dú)獾耐瑫r(shí)對有機(jī)廢水還有一定的凈化作用，利用本發(fā)明方法獲取的氣體中氮?dú)鉂舛?體積百分比)可達(dá)到95%左右，產(chǎn)氣中還含有少量濃度的氧氣和一氧化碳?xì)怏w，可作為獲取高純氮?dú)獾那膀?qū)氣體。本發(fā)明中的脫氧反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，布局合理，設(shè)置折流板，能夠使空氣在反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)充分自下至上的折流，保證空氣中的氧氣最大程度地被有機(jī)質(zhì)降解代謝消耗掉。


圖1為本發(fā)明中脫氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明中利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾南到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式一種利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾姆椒ǎㄒ韵虏襟E(1)使用養(yǎng)殖場豬糞沖洗廢水為有機(jī)廢水，沉淀后使用40目篩網(wǎng)過濾去除大顆粒雜質(zhì)，加入純水稀釋調(diào)整豬糞廢水濃度，實(shí)測COD為5270mg/L，送入脫氧反應(yīng)器；(2)向脫氧反應(yīng)器內(nèi)加入有機(jī)廢水質(zhì)量1/20的好氧活性污泥；(3)由脫氧反應(yīng)器底部通入空氣，空氣在脫氧反應(yīng)器內(nèi)自下至上折流過程中氧氣參與降解代謝反應(yīng)，排出脫氧反應(yīng)器的氣體去除二氧化碳后干燥得氮?dú)猱a(chǎn)品。測得氮?dú)猱a(chǎn)品中的成分為 : 96. 4%、O2: 1. 2%、CO2:0%, CO:0. 3%，測得脫氧反應(yīng)器排出的有機(jī)廢水中的COD為;3460mg/L。脫氧反應(yīng)器，如圖1所示，包括殼體1，殼體1底部設(shè)有曝氣器2，曝氣器2的進(jìn)口與空氣進(jìn)氣管3連接，曝氣器2上方的殼體1內(nèi)壁豎向間隔交錯(cuò)設(shè)有向下傾斜和向上傾斜的折流板4，折流板4的遠(yuǎn)端與相對殼體1內(nèi)壁之間留有空隙；殼體1頂部設(shè)有噴淋器5，噴淋器5的進(jìn)口通過循環(huán)管6與殼體1底部連接，循環(huán)管6的進(jìn)口處設(shè)有循環(huán)泵7，運(yùn)行過程中，循環(huán)泵7將底部的有機(jī)廢水循環(huán)至噴淋器5，使得殼體1內(nèi)的有機(jī)廢水不斷循環(huán)，多余的廢水通過溢流管11排出；殼體1頂部設(shè)有出氣管8，殼體1上部由上至下第二塊折流板4 與第三塊折流板4之間設(shè)有進(jìn)水管9，經(jīng)進(jìn)水管9不斷補(bǔ)充有機(jī)廢水，殼體1上設(shè)有溢流管 11，殼體1底部為傾斜狀，殼體1底面設(shè)有排污口 10。利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾南到y(tǒng)，包括脫氧反應(yīng)器，脫氧反應(yīng)器的空氣進(jìn)氣管3與
4儲(chǔ)氣罐20連接，儲(chǔ)氣罐20與空氣壓縮機(jī)23連接，脫氧反應(yīng)器的出氣管8與堿性吸收箱21 連接，堿性吸收箱21的氣體出口與脫水箱22連接。 本發(fā)明的運(yùn)行過程為，先對有機(jī)廢水進(jìn)行稀釋或濃縮處理，使其COD為 4000-6000mg/l，然后經(jīng)進(jìn)水管9進(jìn)入脫氧反應(yīng)器的殼體1內(nèi)，使水位達(dá)到殼體1內(nèi)深度的 2/3左右，加入廢水質(zhì)量1/20的好氧活性污泥，利用空氣壓縮機(jī)23將空氣壓入儲(chǔ)氣罐20， 空氣經(jīng)空氣進(jìn)氣管3、曝氣器2分散于脫氧反應(yīng)器的底部，并在折流板4相對較高的一端匯集，隨著通氣量的增加，匯集的空氣向折流板4較低的一端擴(kuò)散進(jìn)而不斷向上擴(kuò)散，空氣在折流板4的作用下逐級向脫氧反應(yīng)器的頂部運(yùn)動(dòng)，空氣在折流的過程中，所含的O2參與有機(jī)質(zhì)的降解反應(yīng)而達(dá)到消除的作用，最終氣體由殼體1頂部的出氣管8排出。出氣管8排出的空氣中大部分為氮?dú)?，還含有空氣中本身含有的和有機(jī)質(zhì)降解產(chǎn)生的二氧化碳，繼續(xù)通入堿性吸收箱21被堿液吸收去除二氧化碳，最后經(jīng)脫水箱22脫水后得到氮?dú)猱a(chǎn)品。運(yùn)行過程中，循環(huán)泵7將底部的有機(jī)廢水經(jīng)循環(huán)管6循環(huán)至噴淋器5，使得殼體1內(nèi)的有機(jī)廢水不斷循環(huán)，由進(jìn)水管9不斷補(bǔ)充有機(jī)廢水，多余的廢水通過溢流管11排出；運(yùn)行一段時(shí)間后，關(guān)閉空氣、循環(huán)泵7，打開排污口 10進(jìn)行排污，去除脫氧反應(yīng)器內(nèi)的污泥顆粒，清理后開始下一工序的運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾姆椒?，其特征在于，包括以下步驟(1)將COD為 4000-6000mg/L的有機(jī)廢水送入容器內(nèi)；(2)向容器內(nèi)加入有機(jī)廢水質(zhì)量1/15-1/20的好氧活性污泥；(3)由容器底部通入空氣，空氣在容器內(nèi)自下至上流動(dòng)過程中氧氣參與反應(yīng)被消耗，排出容器的氣體去除二氧化碳后干燥得氮?dú)猱a(chǎn)品。
2.一種用于有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾拿撗醴磻?yīng)器，其特征在于包括殼體，殼體底部設(shè)有曝氣器，曝氣器的進(jìn)口與空氣進(jìn)氣管連接，曝氣器上方的殼體內(nèi)壁豎向間隔交錯(cuò)設(shè)有向下傾斜和向上傾斜的折流板，折流板的遠(yuǎn)端與相對殼體內(nèi)壁之間留有空隙；殼體頂部設(shè)有噴淋器，噴淋器的進(jìn)口通過循環(huán)管與殼體底部連接，循環(huán)管的進(jìn)口處設(shè)有循環(huán)泵，殼體頂部設(shè)有出氣管，殼體上部設(shè)有進(jìn)水管，殼體底部為傾斜狀，殼體底面設(shè)有排污口。
3.如權(quán)利要求2所述的脫氧反應(yīng)器，其特征在于殼體上設(shè)有溢流管；進(jìn)水管設(shè)于由上至下第二塊折流板與第三塊折流板之間。
4.一種利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾南到y(tǒng)，其特征在于包括脫氧反應(yīng)器，所述脫氧反應(yīng)器包括殼體，殼體底部設(shè)有曝氣器，曝氣器的進(jìn)口與空氣進(jìn)氣管連接，曝氣器上方的殼體內(nèi)壁豎向間隔交錯(cuò)設(shè)有向下傾斜和向上傾斜的折流板，折流板的遠(yuǎn)端與相對殼體內(nèi)壁之間留有空隙；殼體頂部設(shè)有噴淋器，噴淋器的進(jìn)口通過循環(huán)管與殼體底部連接，循環(huán)管的進(jìn)口處設(shè)有循環(huán)泵，殼體頂部設(shè)有出氣管，殼體上部設(shè)有進(jìn)水管，殼體底部為傾斜狀，殼體底面設(shè)有排污口 ；脫氧反應(yīng)器的空氣進(jìn)氣管與儲(chǔ)氣罐連接，出氣管與堿性吸收箱連接，堿性吸收箱的氣體出口與脫水箱連接。
5.如權(quán)利要求4所述的利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾南到y(tǒng)，其特征在于殼體上設(shè)有溢流管；進(jìn)水管設(shè)于由上至下第二塊折流板與第三塊折流板之間。
全文摘要
本發(fā)明屬于廢水利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用有機(jī)廢水獲取氮?dú)獾姆椒ǎ摲椒òㄒ韵虏襟E(1)將COD為4000-6000mg/L的有機(jī)廢水送入容器內(nèi)；(2)向容器內(nèi)加入有機(jī)廢水質(zhì)量1/20的好氧活性污泥；(3)由容器底部通入空氣，空氣在容器內(nèi)自下至上流動(dòng)過程中氧氣參與反應(yīng)被消耗，排出容器的氣體去除二氧化碳后干燥得氮?dú)猱a(chǎn)品。本發(fā)明的方法工藝簡單、能耗低，在獲取氮?dú)獾耐瑫r(shí)對有機(jī)廢水還有一定的凈化作用。
文檔編號C01B21/04GK102249406SQ20111016361
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者姬少龍, 岳建芝, 李剛, 郭前輝 申請人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)