CN103979703A - 氨回收*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种氨回收***，此氨回收***至少包含氨渗析模块、反应槽及第一氨吸收器。氨渗析模块是通过渗析膜渗析已经由第一催化剂催化后的原水，使得渗析后的原水与硫酸反应而得硫酸铵。反应槽是连通氨渗析模块并通过第二催化剂以转化硫酸铵为氨气。第一氨吸收器是连通反应槽，第一氨吸收器通过第一热交换器以冷却第一氨吸收器至预定温度，并通过喷洒纯水使得氨气溶于纯水中以转化成氨水。

Description

氨回收***
技术领域
本发明是有关于一种氨回收***，其是利用渗析及添加催化剂使得氨有效地脱离原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各别具有水温低时吹脱效率低及站地面积大等缺点，因此皆无法有效率地去除废水中的氨氮。
发明内容
有鉴于上述已知技术的问题，本发明的其中之一目的在于提供一种氨回收***，其是通过渗析及添加催化剂使得氨(固定氨；fixed ammonia)有效地脱离原水成为氨气(游离氨；freeammonia)，并且转化成氨水回收。
缘是，本发明提出一种氨回收***，此氨回收***至少包含氨渗析模块、反应槽及第一氨吸收器。其中，氨渗析模块包含至少一渗析膜，以通过渗析膜渗析已经由第一催化剂催化后的原水，使得渗析后的原水与硫酸反应而得硫酸铵。反应槽是连通氨渗析模块并通过第二催化剂以转化硫酸铵为氨气。第一氨吸收器是连通反应槽，第一氨吸收器通过第一热交换器以冷却第一氨吸收器至预定温度，并通过喷洒纯水使得氨气溶于纯水中以转化成氨水。其中，渗析膜为透气式渗析膜，第一催化剂为氧化钙或氢氧化钠，而第二催化剂为氧化钙或氢氧化钠。此外，本发明的氨回收***更包含储存槽连通第一氨吸收器。其中，储存槽储存氨水，并通过第一热交换器使得氨水的温度维持在预定温度。
此外，本发明的氨回收***更包含通过进液阀及出液阀连通反应槽的循环***，且此循环***是通过泵从进液阀汲取反应槽中的硫酸铵后，再经由出液阀将硫酸铵导入反应槽中以提高硫酸铵转化为氨气的反应速率。
续言之，本发明的氨回收***更包含一第二氨吸收器连通至反应槽及第一氨吸收器，其中第二氨吸收器是通过喷洒纯水使得氨气溶于纯水中以转化成氨水。其中，第二氨吸收器是通过第一热交换器以冷却第二氨吸收器中的氨水。
此外，本发明的氨回收***更包含循环模块连通氨渗析模块及原水，使得未经渗析的原水经由循环模块回收至原水中。
承上所述，依据本发明的氨回收***，其可具有一个或多个下述优点：
(1)本发明的氨回收***，通过渗析及添加催化剂的方式，能够有效地将原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)本发明的氨回收***，通过循环***连通反应槽以提高硫酸铵转化为氨气的反应速率。
(3)在本发明的氨回收***中，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。
为让本发明的技术特征及所达到的功效能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的氨回收***的第一实施例的方块示意图。
图2为本发明的氨回收***的第二实施例的方块示意图。
符号说明:
10  原水槽
20  氨渗析模块
30  反应槽
40  第一氨吸收器
50  第一热交换器
60  储存槽
70  循环模块
80  循环***
90  第二氨吸收器
41、91  纯水
21  第一催化剂
31  第二催化剂
L1~L4  液体管路
A1~A2  气体管路
具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依本发明的氨回收***的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同组件是以相同的符号标示来说明。
请参阅图1，图1为本发明的氨回收***的第一实施例的方块示意图。本发明的高效能氨回收***适用于回收含有氨的原水。此高效能氨回收***至少包含氨渗析模块20、反应槽30及第一氨吸收器40。如图1所示，氨渗析模块20可通过真空的液体管路L1连通原水槽10，并添加第一催化剂21于氨渗析模块20中，使得经第一催化剂21催化后的原水与硫酸反应而得硫酸铵。其中，氨渗析模块20包含至少一渗析膜(图1中未绘示)，藉以使得原水经第一催化剂21催化所得的游离氨通过渗析膜，达到分离游离氨与原水的目的。其中，第一催化剂可例如为氧化钙或氢氧化钠，而渗析膜可例如为透气式渗析膜。其中，透气式渗析膜的透气孔洞尺寸可例如为5μm至20μm，或者透气式渗析膜的透气率可例如介于0至25%)。然而，在本发明的氨渗析模块20中，渗析膜并不限定于上述举例的渗析膜及其尺寸、透气率等规格，任何可有效达到分离游离氨与原水目的的渗析组件，皆为本发明所请求保护的范围。
请接续参阅图1，反应槽30可通过真空的液体管路L2连通至氨渗析模块20，使得氨渗析模块20中的硫酸铵经由液体管路L2流动至反应槽30内。于反应槽30中通过添加第二催化剂31使得硫酸铵转化为氨气。其中，第二催化剂31可例如为氧化钙或氢氧化钠，但不限于此。接着，氨气再经由气体管路A2流动至第一氨吸收器40，第一氨吸收器40并通过第一热交换器50以冷却第一氨吸收器40至预定温度，并通过喷洒纯水41使得氨气溶于纯水中以转化成氨水，氨水再经由液体管路L3流至储存槽60中。其中第一氨吸收器40中的游离氨吸收效率可例如介于26%至32%。此外，如图1所示，更可通过第一热交换器50以维持储存槽60中的氨水于上述的预定温度，以达到氨水回收的最佳效率。其中，第一热交换器50可例如以电能或太阳能的方式达到冷却第一氨吸收器40或维持储存槽60于预定温度的目的，且此预定温度的温度范围可例如介于0℃至10℃。
此外，如图1所示，本发明的氨回收***更可包含通过气体管路A1连通至反应槽30及通过气体管路A2连通至第一氨吸收器40的第二氨吸收器90。第二氨吸收器90可通过喷洒纯水91使得氨气溶于纯水中以转化成氨水。并且，如同第一氨吸收器40的运作模式，第二氨吸收器90可通过第一热交换器50以冷却第二氨吸收器90的温度，使得第二氨吸收器90中的氨气更易与纯水91形成氨水。经由第一氨吸收器90形成的氨水可通过液体管路L4储存于储存槽60中，而未溶解于纯水91的氨气可再经由气体管路A2流至第一氨吸收器40，以接续上述氨气溶于纯水41中的步骤。其中，第二氨吸收器90中的游离氨吸收效率可例如介于26%至32%。
上述液体管路L1、L2、L3、L4或气体管路A1、A2的真空度范围可例如介于500托耳至760托耳，但不限于此。在本发明的氨回收***中，可于储存槽60设置一真空泵(为求图面简洁，图1中未绘示)，但不限定于。通过真空泵抽取液体管路L1、L2、L3、L4以及气体管路A1、A2中的气体，使得液体或气体依序流通于液体管路L1、L2、气体管路A1、A2以及液体管路L3、L4的流动速率得以加快，进而增加本发明的氨回收***的回收效率。
此外，如图1所示，本发明的氨回收***更可包含连通氨渗析模块20及原水槽10的循环模块70，使得未经氨渗析模块20渗析的原水可经由循环模块70回收至原水槽10中，并可再次流经氨渗析膜组20以进行渗析作用，达到有效回收原水中的氨的目的。
请参阅图2，图2为本发明的氨回收***的第二实施例的方块示意图。第二实施例与第一实施例相异之处仅在于第二实施例更包含连通反应槽30的循环***80，因此下述实施例中仅针对循环***80作描述。
如图2所示，本发明的氨回收***更包含循环***80，循环***80包含进液阀及出液阀(未绘示)。循环***80是通过泵从进液阀汲取反应槽30中的硫酸铵后，再经由出液阀将硫酸铵导入反应槽30中。由于循环***80可增加硫酸铵于反应槽30中的流动性，故可避免第二催化剂31(例如氧化钙)的沉淀，进而提高硫酸铵转化为氨气的反应速率。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。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，均应根据权利要求所界定的内容为准。

Claims (10)

1.一种氨回收***，其特征在于，适用于回收含有氨的一原水，该氨回收***至少包含：
一氨渗析模块，包含至少一渗析膜，该氨渗析模块是通过该渗析膜渗析已通过一第一催化剂催化后的该原水，使得渗析后的该原水与硫酸反应而得硫酸铵；
一反应槽，是连通该氨渗析模块，该反应槽是通过一第二催化剂以转化硫酸铵为氨气；以及
一第一氨吸收器，连通该反应槽，该第一氨吸收器是通过一第一热交换器以冷却该第一氨吸收器至一预定温度，并通过喷洒纯水使得氨气溶于纯水中以转化成氨水。
2.如权利要求1所述的氨回收***，其特征在于，该渗析膜为透气式渗析膜。
3.如权利要求1所述的氨回收***，其特征在于，更包含一储存槽连通该第一氨吸收器，该储存槽储存氨水，并且通过该第一热交换器使得氨水的温度维持在该预定温度。
4.如权利要求1所述的氨回收***，其特征在于，更包含一循环***，以通过一进液阀及一出液阀连通该反应槽。
5.如权利要求4所述的氨回收***，其特征在于，该循环***是通过一泵从该进液阀汲取该反应槽中的硫酸铵后，再经由该出液阀将硫酸铵导入该反应槽中以提高硫酸铵转化为氨气的反应速率。
6.如权利要求1所述的氨回收***，其特征在于，该第一催化剂为氧化钙或氢氧化钠。
7.如权利要求1所述的氨回收***，其特征在于，该第二催化剂为氧化钙或氢氧化钠。
8.如权利要求1所述的氨回收***，其特征在于，更包含一第二氨吸收器连通至该反应槽及该第一氨吸收器，其中该第二氨吸收器是通过喷洒纯水使得氨气溶于纯水中以转化成氨水。
9.如权利要求8所述的氨回收***，其特征在于，该第二氨吸收器是通过该第一热交换器以冷却该第二氨吸收器中的氨水。
10.如权利要求1所述的氨回收***，其特征在于，更包含一循环模块连通该氨渗析模块及该原水，使得未经渗析的原水经由该循环模块回收至该原水中。
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