專利名稱：一種污水處理產(chǎn)生的CO₂的綜合利用的裝置及利用其進(jìn)行NaHCO₃生產(chǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理產(chǎn)生的CO2的綜合利用的裝置及利用其進(jìn)行NaHCO3生產(chǎn)的方法。該發(fā)明專利的實(shí)施可以將污水處理過(guò)程中當(dāng)作廢物排放掉的CO2轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品，一則減少溫室氣體排放遏制全球氣候變化；ニ則變廢為寶直接應(yīng)用于污水處理中，從而降低污水處理成本。
背景技術(shù)：
目前的污水處理是將污水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為CO2，直接排放到空氣中。CO2是最早被確定為具有溫室效應(yīng)的氣體，是全球排放數(shù)量最大、溫室總效應(yīng)最強(qiáng)、世界各國(guó)都在限制排放的氣體。本發(fā)明正是基于這ー背景提出的，試圖將污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的CO2就近轉(zhuǎn)化為污水處理過(guò)程中大量使用的NaHC03。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之ー是為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題而提出了一種污水處理產(chǎn)生的CO2的綜合利用的裝置。本發(fā)明的目的之ニ是利用上述的一種污水處理產(chǎn)生的CO2的綜合利用的裝置對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用，即進(jìn)行NaHCO3生產(chǎn)的方法，即將污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的CO2轉(zhuǎn)化為NaHCO3,并將轉(zhuǎn)化所得的NaHCO3再次投入到生產(chǎn)污水處理過(guò)程中作為堿度調(diào)節(jié)齊U、酸堿緩沖劑和PH調(diào)節(jié)劑使用，從而降低污水處理的成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了變廢為寶。本發(fā)明的技術(shù)原理
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式Na0H+C02 =NaHCO3,遵照降低生產(chǎn)成本的原則，利用液堿NaOH來(lái)生產(chǎn) NaHCO3。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種污水處理產(chǎn)生的CO2的綜合利用的裝置，包括曝氣池、集氣罩、CO2集氣頭、控制閥
I、CO2儲(chǔ)氣槽、控制閥II、反應(yīng)罐、控制閥III、NaOH供給裝置、控制閥IV、NaHCO3儲(chǔ)罐及控制閥V組成；
所述的集氣罩優(yōu)選為拋物面形狀，所述的CO2集氣頭位于集氣罩的拋物面的焦點(diǎn)處；所述的集氣罩置于曝氣池的頂部并密封連接，CO2集氣頭在集氣罩內(nèi)部通過(guò)管道穿過(guò)集氣罩經(jīng)控制閥I后與CO2儲(chǔ)氣槽的入口管道相連；
反應(yīng)罐的罐頂設(shè)有兩路入口，一路經(jīng)過(guò)控制閥II后與CO2儲(chǔ)氣槽的出口管道相連；一路經(jīng)控制閥III后與NaOH供給裝置的出口管道相連；所述的反應(yīng)罐的罐頂所設(shè)的與CO2儲(chǔ)氣槽的出口管道相連的管道深入到反應(yīng)罐內(nèi)部，并在靠近反應(yīng)罐的底部處做成環(huán)形分布器，以使CO2均勻分布于NaOH溶液中，以實(shí)現(xiàn)CO2和NaOH充分反應(yīng)的目的；
反應(yīng)罐的罐底設(shè)有排放ロ，所述的排放ロ經(jīng)控制閥IV后與NaHCO3儲(chǔ)罐的入ロ管道相連，所述的NaHCO3儲(chǔ)罐的底部設(shè)有排放ロ并與控制閥V相連。所述的反應(yīng)罐材質(zhì)采用塑鋼材料；
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例中在控制閥I與CO2儲(chǔ)氣槽之間的管道上安裝有氣體流量計(jì)和CO2濃度檢測(cè)儀，在集氣罩的中上部裝有氣體壓力表，在反應(yīng)罐上裝有就地顯示的pH計(jì)。另外，在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)并聯(lián)ー套控制閥II、反應(yīng)罐、控制閥III、控制閥IV、pH計(jì)系統(tǒng)，從而可以實(shí)現(xiàn)NaHCO3溶液的連續(xù)生產(chǎn)。利用上述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用，即進(jìn)行NaHCO3生產(chǎn)的方法，具體包括如下步驟
(I )、首先關(guān)閉控制閥，隱氣池開(kāi)始隱氣，CO2逸出后開(kāi)始在集氣罩的拋物面內(nèi)聚集，當(dāng)曝氣池內(nèi)的壓カ達(dá)到O. 4-0. 5MPa吋，打開(kāi)控制閥，通過(guò)CO2集氣頭收集CO2并開(kāi)始不斷輸出并進(jìn)入CO2儲(chǔ)氣槽中，即進(jìn)行CO2回收；
(2)、打開(kāi)控制閥III將NaOH供給裝置中的NaOH通入到反應(yīng)罐中約占反應(yīng)罐體積的6(Γ70%后關(guān)閉控制閥III，然后打開(kāi)控制閥II，將步驟(I)回收的CO2回通入到反應(yīng)罐中，并與反應(yīng)te中的NaOH進(jìn)彳丁反應(yīng)后，經(jīng)檢查待反應(yīng)te中溶液的pH為8. 4時(shí),關(guān)閉控制閥II ;
(3)、打開(kāi)控制閥IV，將反應(yīng)罐中生成的pH為8.4的NaHCO3溶液放入到NaHCO3儲(chǔ)罐中。上述的一種污水處理產(chǎn)生的CO2的綜合利用的裝置對(duì)污水進(jìn)行處理所生產(chǎn)的NaHCO3可作為污水處理過(guò)程中所需的堿度調(diào)節(jié)劑、酸堿緩沖劑或pH調(diào)節(jié)劑，即通過(guò)控制閥V輸送到污水處理過(guò)程中需要堿度調(diào)節(jié)劑、酸堿緩沖劑或pH調(diào)節(jié)劑的環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)污水處理產(chǎn)生的CO2的循環(huán)利用。本發(fā)明的有益技術(shù)效果
本發(fā)明的一種污水處理產(chǎn)生的CO2的綜合利用的裝置，一方面由于采用了拋物面形勢(shì)的集氣罩，使曝氣池各處產(chǎn)生的CO2都能匯集于焦點(diǎn)處，而將CO2收集管ロ置于拋物面焦點(diǎn)處，并保證了 CO2輸出濃度始終處于穩(wěn)定狀態(tài)；
另ー方面，由于將收集得到的CO2與NaOH反應(yīng)生成了 NaHCO3,因此不僅實(shí)現(xiàn)了污水處理廠溫室氣體CO2減排，還可創(chuàng)出了可觀的經(jīng)濟(jì)效益(投資/凈利潤(rùn)=1/8. 55)和環(huán)境效益，同時(shí)由于生成的NaHCO3還可用于生產(chǎn)污水處理過(guò)程中的堿度調(diào)節(jié)劑、酸堿緩沖劑或pH調(diào)節(jié)劑，因此實(shí)現(xiàn)污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的CO2的循環(huán)利用，即實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，從而也降低污水處理過(guò)程的生產(chǎn)成本。進(jìn)ー步，本發(fā)明的一種污水處理產(chǎn)生的CO2的綜合利用的裝置，可通過(guò)增加由收集到的CO2與液態(tài)堿NaOH反應(yīng)生成NaHCO3的旁路系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)NaHCO3的連續(xù)生產(chǎn)。


圖I、實(shí)施例I所述的ー種對(duì)污水處理產(chǎn)生的C02進(jìn)行綜合利用的裝置；
圖2、實(shí)施例2所述的ー種對(duì)污水處理產(chǎn)生的C02進(jìn)行綜合利用的裝置。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。實(shí)施例I
一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的C02進(jìn)行綜合利用的裝置，如圖I所示，包括集氣罩I、曝氣池2、CO2集氣頭3、控制閥14、CO2儲(chǔ)氣槽8、控制閥119、反應(yīng)罐10、控制閥11111、液態(tài)NaOH(液堿)儲(chǔ)罐13、控制閥IV12、NaHCO3儲(chǔ)罐14、控制閥V15 ；
所述的集氣罩I為拋物面形狀，置于曝氣池2的頂部并密封連接，進(jìn)ー步的在集氣罩I的中上部裝有氣體壓力表6 ;
所述的CO2集氣頭3在集氣罩I內(nèi)部位于集氣罩I的拋物面的焦點(diǎn)處并通過(guò)管道穿過(guò)集氣罩2經(jīng)控制閥14后與CO2儲(chǔ)氣槽8的入口管道相連；
所述的反應(yīng)罐10材質(zhì)為塑鋼，反應(yīng)罐10的罐頂設(shè)有兩路入口，一路經(jīng)過(guò)控制閥119后與CO2儲(chǔ)氣槽8的出ロ管道相連；一路經(jīng)控制閥IV12后與液態(tài)NaOH儲(chǔ)罐13的出ロ管道相連；反應(yīng)罐10的罐底設(shè)有排放ロ，所述的排放ロ經(jīng)控制閥IIIll后與NaHCO3儲(chǔ)罐14的入ロ管道相連，所述的NaHCO3儲(chǔ)罐14的底部設(shè)有排放ロ并與控制閥V15相連；
所述的反應(yīng)罐10的罐頂所設(shè)的與CO2儲(chǔ)氣槽8的出口管道相連的管道深入到反應(yīng)罐 10內(nèi)部，并在距離反應(yīng)罐10的底部5cm處做成環(huán)形分布器，以使CO2儲(chǔ)氣均勻分布于NaOH溶液中；
進(jìn)ー步的，在控制閥14與CO2儲(chǔ)氣槽8之間的管道上安裝有氣體流量計(jì)5和CO2濃度檢測(cè)儀7 ；
進(jìn)ー步的，在反應(yīng)罐上裝有就地顯示的pH計(jì)16,可就地顯示反應(yīng)罐中的溶液的pH值。實(shí)施例2
一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，如圖2所示，即在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上并聯(lián)ー套控制閥Π9’、反應(yīng)罐10’、控制閥11111’、控制閥IV12 ’、pH計(jì)16’ ；
上述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，控制閥119、控制閥IV12關(guān)閉后，可以打開(kāi)控制閥119’、控制閥IV12 ’，即在另外ー套反應(yīng)罐10’內(nèi)對(duì)收集的CO2進(jìn)行NaHCO3生產(chǎn)，在控制閥119’、控制閥IV12 ’關(guān)閉后，再打開(kāi)控制閥119、控制閥IV12，從而實(shí)現(xiàn)利用對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2回收后進(jìn)行NaHCO3溶液的連續(xù)生產(chǎn)。應(yīng)用實(shí)施例I
利用實(shí)施例2所得的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置對(duì)上海市奉賢區(qū)海灣污水處理廠在曝氣池收集的CO2進(jìn)行了制作NaHCO3的實(shí)驗(yàn)。CO2的濃度是300g/m3(15%)，以IOmVh的流量輸入到IOOkg的30%液堿NaOH內(nèi)，Ilh后pH值達(dá)到8. 4，獲得NaHCO3的數(shù)量為58kg，生產(chǎn)成本見(jiàn)表I。表I、利用污水處理產(chǎn)生的CO2制作NaHCO3的成本核算_
_|7農(nóng)度數(shù)量/kg 介格 "!成本/ 7C
消耗液堿 NaOH 30% 100 800 兀/t -80 消耗 CO215% 3320 兀/kg +660
生成 NaHCO3 60% 581800 兀/t +104
合計(jì)_f t_[_Γ+684
從表I中可以看出利用實(shí)施例2所得的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2制作NaHCO3,即可實(shí)現(xiàn)CO2減排，還可創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益(投資/凈利潤(rùn)=80/684=1/8. 55)，同時(shí)由于生成的NaHCO3還可用于生產(chǎn)污水處理過(guò)程中的堿度調(diào)節(jié)劑、酸堿緩沖劑或PH調(diào)節(jié)劑，實(shí)現(xiàn)污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的CO2的循環(huán)利用，從而降低污水處理過(guò)程的生產(chǎn)成本。以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，包括曝氣池，其特征在于還包括集氣罩、CO2集氣頭、控制閥I、CO2儲(chǔ)氣槽、控制閥II、反應(yīng)罐、控制閥III、NaOH供給裝置、控制閥IV、NaHCO3儲(chǔ)罐及控制閥V組成； 所述的集氣罩置于曝氣池的頂部并密封連接，CO2集氣頭在集氣罩內(nèi)部通過(guò)管道穿過(guò)集氣罩經(jīng)控制閥I后與CO2儲(chǔ)氣槽的入口管道相連； 反應(yīng)罐的罐頂設(shè)有兩路入口，一路經(jīng)過(guò)控制閥II后與CO2儲(chǔ)氣槽的出口管道相連；一路經(jīng)控制閥III后與NaOH供給裝置的出口管道相連； 反應(yīng)罐的罐底設(shè)有排放口，所述的排放口經(jīng)控制閥IV后與NaHCO3儲(chǔ)罐的入口管道相連，所述的NaHCO3儲(chǔ)罐的底部設(shè)有排放口并與控制閥V相連。
2.如權(quán)利要求I所述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，其特征在于所述的集氣罩為拋物面形狀。
3.如權(quán)利要求2所述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，其特征在于所述的CO2集氣頭位于集氣罩的拋物面的焦點(diǎn)處。
4.如權(quán)利要求3所述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)罐的罐頂所設(shè)的與CO2儲(chǔ)氣槽的出口管道相連的管道深入到反應(yīng)罐內(nèi)部，并在靠近反應(yīng)罐的底部做成環(huán)形分布器，以使CO2氣體均勻分布于NaOH溶液中。
5.如權(quán)利要求4所述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，其特征在于所述的 如權(quán)利要求4所述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)罐材質(zhì)采用塑鋼材料。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，其特征在于在控制閥I與CO2儲(chǔ)氣槽之間的管道上安裝有氣體流量計(jì)和CO2濃度檢測(cè)儀。
7.如權(quán)利要求6所述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，其特征在于在集氣罩的中上部裝有氣體壓力表。
8.如權(quán)利要求7所述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置，其特征在于在反應(yīng)罐上裝有就地顯示的pH計(jì)。
9.利用如權(quán)利要求8所述的一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置進(jìn)行NaHCO3生產(chǎn)的方法，其特征在于包括如下步驟 (I )、首先關(guān)閉控制閥，曝氣池開(kāi)始曝氣，CO2逸出后開(kāi)始在集氣罩的拋物面內(nèi)聚集，當(dāng)曝氣池內(nèi)的壓力達(dá)到O. 4^0. 5MPa時(shí)，打開(kāi)控制閥，通過(guò)CO2集氣頭收集CO2并開(kāi)始不斷輸出并進(jìn)入CO2儲(chǔ)氣槽中，即進(jìn)行CO2回收； (2)、打開(kāi)控制閥III將NaOH供給裝置中的NaOH通入到反應(yīng)罐中約占反應(yīng)罐體積的6(Γ70%后關(guān)閉控制閥III，然后打開(kāi)控制閥II，將步驟(I)回收的CO2回通入到反應(yīng)罐中，并與反應(yīng)te中的NaOH進(jìn)彳丁反應(yīng)后，經(jīng)檢查待反應(yīng)te中溶液的pH為8. 4時(shí),關(guān)閉控制閥II ; (3)、打開(kāi)控制閥IV，將反應(yīng)罐中生成的pH為8.4的NaHCO3溶液放入到NaHCO3儲(chǔ)罐中。
10.如權(quán)利要求9利用一種對(duì)污水處理產(chǎn)生的CO2進(jìn)行綜合利用的裝置進(jìn)行NaHCO3生產(chǎn)的方法所生產(chǎn)的NaHCO3用于生產(chǎn)污水處理過(guò)程中的堿度調(diào)節(jié)劑、酸堿緩沖劑或pH調(diào)節(jié)劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種污水處理產(chǎn)生的CO2的綜合利用的裝置及利用其進(jìn)行NaHCO3生產(chǎn)的方法。所述的裝置包括曝氣池，集氣罩、CO2集氣頭、控制閥I、CO2儲(chǔ)氣槽、控制閥II、反應(yīng)罐、控制閥III、NaOH供給裝置、控制閥IV、NaHCO3儲(chǔ)罐及控制閥V。本發(fā)明的一種污水處理產(chǎn)生的CO2的綜合利用的裝置，將收集得到的CO2與NaOH反應(yīng)生成了NaHCO3，不僅實(shí)現(xiàn)了污水處理廠溫室氣體CO2減排，還可創(chuàng)出了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，同時(shí)由于生成的NaHCO3還可用于生產(chǎn)污水處理過(guò)程中的堿度調(diào)節(jié)劑、酸堿緩沖劑或pH調(diào)節(jié)劑，因此實(shí)現(xiàn)污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的CO2的循環(huán)利用，從而降低污水處理過(guò)程的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C02F1/20GK102849758SQ20121030317
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者陳振民 申請(qǐng)人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院