一種交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統，包括不銹鋼池體、交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱、電動網箱滑軌、電加熱線圈、進水閥門、排水閥門、擔體網箱加熱區入口、擔體網箱加熱區出口、冷凝管。本系統創造性的利用了交聯聚乙烯吡咯烷酮對水中氨態氮的選擇吸附性，其分子結構中的羰基可與氨基化合形成氫鍵絡合物。將含有交聯聚乙烯吡咯烷酮的人造沸石與生活廢水混合，使其充分吸附其中的氨氮，再通過加熱解吸的方式使交聯聚乙烯吡咯烷酮釋放出所吸附的氨氮，并以氨氣的形式放出。
【專利說明】
一種交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統，屬于環境保護中的廢水處理領域。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國城鎮人民生活水平的不斷提高，城鎮生活廢水中的氮含量急劇上升，越來越多的含氮廢水的任意排放給環境造成了極大的危害。氮在廢水中以有機態氮、氨態氮(NH/-N)、硝態氮(N03—-N)以及亞硝態氮(NO2--N)等多種形式存在，而氨態氮是最主要的存在形式之一。生活廢水中的氨氮是指以游離氨和離子銨形式存在的氮，主要來源于食物殘渣和洗衣污水。氨氮的污染源多，排放量大，并且排放的濃度變化大。
[0003]從環境污染方面看，水環境中存在過量的氨氮會造成水體中溶解氧濃度降低，導致水體發黑發臭，水質下降，對水生動植物的生存造成影響，并會導致水體富營養化。
[0004]目前，生活廢水中氨氮的處理實用性較好、國內運用最多的技術為:生物脫氮法、氨吹脫汽提法、折點氯化法、化學沉淀法、離子交換法、液膜法、土壤灌溉法等。
[0005](I)生物脫氮法:在好氧條件下，通過好氧硝化菌的作用，將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，然后在缺氧條件下，利用反硝化菌(脫氮菌)將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣并從廢水中逸出。
[0006](2)氨吹脫汽提法:吹脫、汽提法主要用于脫除廢水中溶解氣體和某些易揮發性物質。即將氣體通入水中，使氣與水相互充分接觸，使水中溶解氣體和揮發性溶質穿過氣液界面，向氣相轉移，從而達到脫除污染物的目的。
[0007](3)折點氯化法:折點氯化法是將氯氣通入廢水中達到某一點，在該點時水中游離氯含量較低，而氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時，水中的游離氯就會增多，因此，該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化。
[0008](4)化學沉淀法:化學沉淀法是向廢水中投加Mg+和P043—，使之與氨氮生成難溶復鹽MgNH4P04*6H20(簡稱MAP)結晶，再通過重力沉淀使MAP從廢水中分離。
[0009](5)離子交換法:離子交換的實質是不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與廢水中的其它同性離子的交換反應，是一種特殊的吸附過程，通常是可逆性化學吸附。
[0010](6)液膜法:乳狀液膜法去除氨氮的機理為氨態氮易溶于膜相，它從膜相外高濃度的外側，通過膜相的擴散迀移，到達膜相內側與內相界面，與膜內相中的酸發生解脫反應，生成的NH4+不溶于油相而穩定在膜內相中，在膜內外兩側氨濃度差的推動下，氨分子不斷通過膜表面吸附，滲透擴散迀移至膜相內側解吸，從而達到分離去除氨氮的目的。
[0011 ] (7)土壤灌溉法:土壤灌溉是把低濃度的氨氮廢水(<50mg/L)作為農作物的肥料來使用，既為污灌區農業提供了穩定的水源，又避免了水體富營養化，提高了水資源利用率。但用于土壤灌溉的廢水必須經過預處理，去除病菌、重金屬、酚類、氰化物、油類等有害物質。
[0012]由于上述傳統處理方法存在成本高、技術復雜、處理效果不穩定等缺點，因此，有必要擺脫現有的處理技術思路，開辟出處理生活廢水中氨氮的新途徑，進而開發一種全新形式的生活廢水中氨氮處理技術。
【發明內容】
[0013]為解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統，其特征在于，包括不銹鋼池體、交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱、電動網箱滑軌、電加熱線圈、進水閥門、排水閥門、擔體網箱加熱區入口、擔體網箱加熱區出口、冷凝管等，池體中部固定有一圈電動網箱滑軌，電動網箱滑軌上等間隔安裝有10個交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱，池體上方設有擔體網箱加熱區，加熱區上下兩側均裝有電加熱線圈，交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱由加熱區左側的入口進入加熱區，并經右側的出口離開加熱區，加熱區右上部安裝有冷凝管，池體左下部設有進水閥門，右上部設有排水閥門。
[0014]經過pH值調節處理后(處理后pH值為6.5?8.0)的生活廢水通過交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統左下部的進水閥門進入池體內部，10個交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱在電動網箱滑軌的驅動下作慢速的順時針轉動，使廢水與擔體網箱中的含有交聯聚乙烯吡咯烷酮的人造沸石充分接觸，交聯聚乙烯吡咯烷酮能夠充分吸附廢水中的氨態氮以及部分水分，吸附近飽和后的交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱延順時針運動路徑抬升至擔體網箱加熱區入口，并進入加熱區內部，經過電加熱線圈的加熱，使交聯聚乙烯吡咯烷酮發生熱解吸，其吸附的氨態氮及水分以氨氣-水蒸汽混合氣體的形勢排出，混合氣體經過冷凝管的冷卻后，沸點較高的水蒸汽凝結為液態水滴，經加熱區出口回流至池體內，而沸點較低的氨氣不會受冷凝結為液態，而是繼續保持氣體形態經氣體出口進入到下一處理環節的酸洗塔內，經過熱解吸處理后的交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱得以再生，并延順時針運動路徑經擔體網箱加熱區出口處下降至池體內部，再次與廢水接觸并發揮吸附作用，經過本系統凈化處理后的廢水由池體右上部的排水閥門排出池體，進入下一處理環節。
[0015]進一步，交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統的池體有效容積為350m3;交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱容積為5.5m3，孔徑為12mm;電動網箱滑軌的工作電壓為380V，轉速為25min/圈。
[0016]進一步，交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體選用人造沸石作為交聯聚乙烯吡咯烷酮的擔體物質，其交聯聚乙烯吡咯烷酮質量含量為40.5%。
[0017]進一步，交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統的電加熱線圈的工作電壓為380V，加熱溫度可達到225°C;冷凝管采用溴化鋰制冷劑，制冷機工作電壓為380V，制冷溫度可達15°C。
[0018]本發明的優點在于:
(1)本系統擺脫了現有的生活廢水氨氮凈化處理原理，創造性的利用了交聯聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)對水中氨態氮的選擇吸附性，其分子結構中的羰基可與氨基化合形成氫鍵絡合物，將含有交聯聚乙烯吡咯烷酮的人造沸石與生活廢水混合，使其充分吸附其中的氨氮，從而使含氨氮的生活廢水得到凈化，其氨氮去除效率可達98.8%
(2)本系統使用的物料為人造沸石和交聯聚乙烯吡咯烷酮(交聯聚乙烯吡咯烷酮)，二者均無毒性，從而消除了引入新的、危害更大的污染物的風險；同時，這兩種物料簡單易得，價格便宜，大大降低了系統運行成本。
[0019](3)本系統原理簡單易行，設計施工成本較低，并且處理效果較好，運行維護成本很低，有利于大范圍推廣應用。
【附圖說明】
[0020]圖1是交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統的示意圖。
[0021]51-不銹鋼池體、52-交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱、53-電動網箱滑軌、54-電加熱線圈、55-進水閥門、56-排水閥門、57-擔體網箱加熱區入口、58-擔體網箱加熱區出口、59-
冷凝管。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示的交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統，包括不銹鋼池體51、交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱52、電動網箱滑軌53、電加熱線圈54、進水閥門55、排水閥門56、擔體網箱加熱區入口 57、擔體網箱加熱區出口 58、冷凝管59 ο池體中部固定有一圈電動網箱滑軌53，電動網箱滑軌53上等間隔安裝有10個交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱52，池體上方設有擔體網箱加熱區，加熱區上下兩側均裝有電加熱線圈54，交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱52由加熱區左側的入口 57進入加熱區，并經右側的出口 58離開加熱區，加熱區右上部安裝有冷凝管59，池體左下部設有進水閥門55，右上部設有排水閥門56;經過pH值調節處理后(處理后PH值為6.5?8.0)的生活廢水通過交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統5左下部的進水閥門55進入池體內部，10個交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱52在電動網箱滑軌53的驅動下作慢速的順時針轉動，使廢水與擔體網箱52中的含有交聯聚乙烯吡咯烷酮的人造沸石充分接觸，交聯聚乙烯吡咯烷酮能夠充分吸附廢水中的氨態氮以及部分水分，吸附近飽和后的交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱52延順時針運動路徑抬升至擔體網箱加熱區入口 57，并進入加熱區內部，經過電加熱線圈54的加熱，使交聯聚乙烯吡咯烷酮發生熱解吸，其吸附的氨態氮及水分以氨氣-水蒸汽混合氣體的形勢排出，混合氣體經過冷凝管59的冷卻后，沸點較高的水蒸汽凝結為液態水滴，經加熱區出口58回流至池體內，而沸點較低的氨氣不會受冷凝結為液態，而是繼續保持氣體形態經氣體出口進入到下一處理環節的酸洗塔10內，經過熱解吸處理后的交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱52得以再生，并延順時針運動路徑經擔體網箱加熱區出口 58處下降至池體內部，再次與廢水接觸并發揮吸附作用，經過本系統凈化處理后的廢水由池體右上部的排水閥門56排出池體，進入下一處理環節。
[0023]通過本系統處理后的生活廢水，其氨氮去除效率可達98.8%。
【主權項】
1.一種交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統，其特征在于，包括不銹鋼池體、交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱、電動網箱滑軌、電加熱線圈、進水閥門、排水閥門、擔體網箱加熱區入口、擔體網箱加熱區出口、冷凝管等，池體中部固定有一圈電動網箱滑軌，電動網箱滑軌上等間隔安裝有10個交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱，池體上方設有擔體網箱加熱區，加熱區上下兩側均裝有電加熱線圈，交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱由加熱區左側的入口進入加熱區，并經右側的出口離開加熱區，加熱區右上部安裝有冷凝管，池體左下部設有進水閥門，右上部設有排水閥門。2.根據權利要求1所述的交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統，其特征在于，池體有效容積為350m3，其交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體網箱容積為5.5m3，孔徑為12mm，其電動網箱滑軌的工作電壓為380V，轉速為25min/圈。3.根據權利要求1所述的交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統，其特征在于，交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體選用人造沸石作為交聯聚乙烯吡咯烷酮的擔體物質，其交聯聚乙烯吡咯烷酮質量含量為40.5%。4.根據權利要求1所述的交聯聚乙烯吡咯烷酮擔體吸附凈化系統，其特征在于，電加熱線圈的工作電壓為380V，加熱溫度達到225°C，冷凝管采用溴化鋰制冷劑，制冷機工作電壓為380V，制冷溫度可達15°C。
【文檔編號】C02F1/28GK105883965SQ201610314354
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】葉澄
【申請人】杭州啟澄科技有限公司