CN101391848A - 代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法 - Google Patents

代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法，步骤为：第一步，压滤去渣；第二步，回收锰离子：加入碳酸铵，至pH＝11时，过滤得到沉淀碳酸锰，碳酸锰进入反应釜与硫酸反应生成硫酸锰溶液继续作为代森类产品的原料，上清液进入中和池；第三步，调pH值：用硫酸调节中和池中的上清液pH＝7；第四步，多效蒸发及离心分离：经第三步处理后的上清液在真空状态下，经过一、二、三效蒸发器与分离器多效蒸发分离得到过饱和硫酸铵溶液，得到的过饱和硫酸铵溶液进入结晶釜结晶，然后再经离心机分离，得到硫酸铵固体，过程中的冷凝水回车间再利用。达到零废水排放，回收的硫酸铵还可以出售，过程中的热量循环利用，冷却水回车间再用。

Description

代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法
技术领域：
本发明涉及一种含氨废水综合治理，特别涉及在代森类产品生产中产生的含氨废水的回收再利用的方法。
背景技术：
生产代森类产品如代森锰锌、代森锰、代森锌等所产生的废水主要成分为：
 
成份 产生工序 约占质量百分比
代森类原药 离心工序 1％
锰离子 合成工序 1％
硫酸铵 合成工序 15％
目前生产企业普遍采用的治理方法为：第一步：压滤去渣：所有废水泵入压滤机，回收废水中约占1％wt的代森类原药，然后干燥加工成可湿粉剂出售。第二步：回收锰离子，为利于最终排放，经压滤去渣后的废水中加入Na2CO3，发生下式反应Mn2++CO3 2-→MnCO3↓，再加入质量浓度为98％的硫酸，发生下式反应，MnCO3+H2SO4→MnSO4+CO2↑+H2O硫酸锰作为代森类产品的原料回用于生产。第三步：调节PH值，回收锰离子后的废水中加入30％wt氢氧化钠，调节PH值至大于11，使NH4 +转化成NH3·H2O，反应式：NH4 ++OH-→NH3·H2O。第四步：气提脱氨，将含氨废水泵入脱氨塔，用蒸汽加热，温度大于60℃时，废水中的氨汽化，从水中脱出，经冷却塔冷却成一定浓度的氨水，回用于生产，氨总回收率为90％。第五步：生化处理，经以上四步处理后的废水主要成分为：
 
项目 含量(质量百分比)
NH3-N 2000PPm
COD 3000PPm
Na2SO4 10％
此处COD为化学需氧量，即实际水中所有能被氧化的有机物的含量。处理过的水尚达不到企业工艺用水标准，无法回用，只能加水稀释至可生化，泵入生化池，生化处理后达标排放。本工艺存在以下问题：
(1)氨回收率不高，且回收的氨水杂质含量高，达不到生产要求，给生产造成不利影响。
(2)消耗大量水资源，环保效益不理想。
(3)处理费用较高，经济效益不理想。
发明内容：
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法，实现废水全部循环利用，氨可以完全回收，零废水排放，对环境无污染，具有良好的经济效益。
本发明的技术方案为：一种代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法，步骤为：
第一步，压滤去渣：所有废水泵入压滤机，将滤渣回收干燥加工成可湿粉剂，滤液进入第二步处理；
第二步：回收锰离子，往第一步中的滤液中加入碳酸铵，至pH＝11时，过滤得到沉淀碳酸锰，碳酸锰进入反应釜与硫酸反应生成硫酸锰溶液继续作为代森类产品的原料，上清液进入中和池；由于用(NH4)2CO3取代Na2CO3回收锰离子，处理后的水中不含Na2+，不但不会将溶液中引入Na2+，而且增大了溶液中NH4+的含量，为后续处理提供了方便。主要反应式如下：
MnSO4+(NH4)2CO3→Mn CO3↓+(NH4)2SO4
第三步：调pH值，用少量硫酸调节中和池中的上清液至pH＝7，确保废水中氨离子完全转成硫酸铵，可提高回收水的质量，及后续工艺的可操作性。反应式为：SO4 2-+NH4 +→(NH4)2SO4
第四步：多效蒸发及离心分离：经第三步处理后的上清液在真空状态下，经过一、二、三效蒸发器与分离器多效蒸发分离得到过饱和硫酸铵溶液，得到的过饱和硫酸铵溶液进入结晶釜结晶，然后再经离心机分离，得到硫酸铵固体，过程中的冷凝水回车间再利用。经此步处理后得到纯度大于95％wt的硫酸铵，包装出售，蒸出水只含有200PPm左右的NH3-N，和200PPm左右的COD，达到工艺用水要求，完全回用于生产，实现了代森类产品生产过程中废水的综合治理循环利用的目的。得到的硫酸铵做为商品出售取得很高的经济效益。整个过程中达到了零废水排放的要求，而且充分利用了过程中产生的热量，其中一效蒸发器的热源为一次蒸汽，一效分离器分离得到的二次蒸汽进入二效蒸发器的壳程作为热源，二效分离器分离得到的二次蒸汽进入三效蒸发器的壳程作为热源，三效分离器得到的二次蒸汽进入预热器的壳程作为热源，有效的节省了能源。此处一次蒸汽指的是直接原始通入的蒸汽，二次蒸汽指的是整个过程中由分离器分离得到的蒸汽。
有益效果：
1、回收硫酸锰过程用碳酸铵替代碳酸钠，不会往废水中引入钠离子，氨离子浓度增大，有利于后续工序回收硫酸氨，而且不需要经过生化处理了。
2、采用三效蒸发系统，热能循环利用，能耗低，经济效益好。三效蒸发器的热源取自一次蒸汽，一效、二效蒸发器的热源取自上一步分离器分离出的二次蒸汽。
3、整个过程中零废水排放，冷凝器、预热器和蒸发器在热交换过程中产生的冷凝水全部收集回到车间再利用，蒸出水只含有200PPm左右的NH3-N，和200PPm左右的COD，达到工艺用水要求。
3、废水全部成份都回收利用，节约大量水资源，无三废排放，环保效益高。处理每吨废水盈利1.6元，年处理10万吨废水盈利16万元，详见综合效益对比表，有很好的经济效益。实现了代森类产品生产中废水的循环利用，达到了零废水排放的要求。并且由原治理废水的净投入，转变为投入和收益相抵略有盈余的经济效果。
综合效益对比分析(按处理每吨废水折算)
 
废水处理工艺 传统治理工艺 本发明工艺
压滤 相同 相同
回收MnSO4 使用碳酸钠 使用碳酸铵
调pH值 耗30％wt的NaOH约200Kg，价值140元 耗质量浓度为98％的H2SO4约0.4Kg，价值0.4元
脱氨处理 气提：耗蒸汽0.5T×160元/T＝80元；耗电14.7度×0.6元/度＝9元 多效蒸发：耗蒸汽0.35T×160元/T＝56元；耗电：22.4度×0.6元/度＝14元
生化处理 耗电5.44度x0.6元/度＝3.3元；固废处理费1元/千克 不需要生化处理，
收益 8-10％wt氨水100Kg，价值30元，但实际生产过程中，氨水杂质太多，无法回用或销售 回收纯度≥95％wt的(NH4)2SO4约90Kg，价值72元，作为化工原料出售
综合效益 -202.3元 1.6元
按年处理废水10万吨计算 需处理费用2023万元 净收益16万元
附图说明：
图1为本发明的流程图。
图2为本发明生产装置流程图，
图中废水缓冲池1，压滤机2，除锰池3，反应釜4，中和池5，预热器6，三效蒸发器7，三效分离器8，一效蒸发器9，一效分离器10，二效蒸发器11，二效分离器12，结晶釜13，离心机14，冷凝器15，真空泵16。
具体实施方式：
下面结合图1和图2对本发明的方法做出详细说明：
一种代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法，如图1和2所示，步骤为：
第一步，压滤去渣：所有废水从废水缓冲池1中泵入压滤机2，将滤渣回收干燥加工成可湿粉剂，滤液进入除锰池3进行第二步处理；
第二步，回收锰离子：往第一步处理得到的进入除锰池3中的滤液中加入碳酸铵，至pH＝11时，过滤得到沉淀碳酸锰，碳酸锰进入反应釜4与硫酸反应生成硫酸锰溶液继续作为代森类产品的原料，上清液进入中和池5；由于用(NH4)2CO3取代Na2CO3回收锰离子，处理后的水中不含Na2+，不但不会将溶液中引入Na2+，而且增大了溶液中NH4 +的含量，为后续处理提供了方便。主要反应式如下：
MnSO4+(NH4)2CO3→Mn CO3↓+(NH4)2SO4
第三步，调pH值：用质量浓度为98％的硫酸调节中和池5中的上清液至pH＝7；确保废水中氨离子完全转成硫酸铵，可提高回收水的质量，及后续工艺的可操作性。反应式为：SO4 2-+NH4 +→(NH4)2SO4
第四步，多效蒸发及离心分离：经第三步处理后的上清液在真空状态下，蒸发浓缩过程在真空状态进行，由真空泵16提供。经过一、二、三效蒸发器与分离器多效蒸发分离得到过饱和硫酸铵溶液，得到的过饱和硫酸铵溶液进入结晶釜结晶，然后再经离心机分离，得到硫酸铵固体，过程中的冷凝水回车间再利用。具体方法是经过第三步处理后的上清液首先进入预热器6，经预热器6预热后的汽液混合物进入三效分离器8，经三效分离器8分离的硫酸铵液体一部分进入一效蒸发器9，一部分进入三效蒸发器7蒸发浓缩后重新回到三效分离器8，一效蒸发器9蒸发浓缩后的硫酸铵溶液进入一效分离器10，一效分离器10冷凝分离得到的硫酸铵溶液一部分进入重新回到一效蒸发器9蒸发浓缩后再进入一效分离器10，一部分进入二效蒸发器11蒸发浓缩后进入二效分离器12，二效分离器12出来的硫酸铵浓缩液一部分回到二效蒸发器11蒸发浓缩后重新回到二效分离器12，一部分进入结晶釜13和少部分回到二效分离器反冲以防止结晶沉积，结晶釜13出来的晶体和少量母液经离心机14分离得到成品纯度≥95％的硫酸铵，出售后可以产生很好的效益。其中经过预热器6释放热量后残存的蒸汽进入冷凝器15冷凝成水，冷凝器15和真空泵16相连。所述的一效蒸发器9的热源为一次蒸汽，一效分离器10分离得到的二次蒸汽进入二效蒸发器11的壳程作为热源，二效分离器12分离得到的二次蒸汽进入三效蒸发器7的壳程作为热源，三效分离器8得到的二次蒸汽进入预热器6的壳程作为热源。这样可以充分利用热量，节省能源。而预热器6、冷凝器15、三效蒸发器7、二效蒸发器11、一效蒸发器9热交换过程中产生的冷凝水只含有200PPm左右的NH3-N，和200PPm左右的COD，达到工艺用水要求，进入冷凝水总管回车间再利用。

Claims (5)

1、一种代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法，其特征在于，
步骤为：
第一步，压滤去渣：所有废水泵入压滤机，将滤渣回收干燥加工成可湿粉剂，滤液进入第二步处理；
第二步，回收锰离子：往第一步中的滤液中加入碳酸铵，至pH＝11时，过滤得到沉淀碳酸锰，碳酸锰进入反应釜与硫酸反应生成硫酸锰溶液继续作为代森类产品的原料，上清液进入中和池；
第三步，调pH值：用硫酸调节中和池中的上清液pH＝7；
第四步，多效蒸发及离心分离：经第三步处理后的上清液在真空状态下，经过一、二、三效蒸发器与分离器多效蒸发分离得到过饱和硫酸铵溶液，得到的过饱和硫酸铵溶液进入结晶釜结晶，然后再经离心机分离，得到硫酸铵固体，过程中的冷凝水回车间再利用。
2、如权利要求1所述的代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法，其特征在于，第四步中经过第三步处理后的上清液首先进入预热器(6)，经预热器(6)预热后的硫酸铵蒸汽进入三效分离器(8)，经三效分离器(8)分离的硫酸铵液体一部分进入一效蒸发器(9)，一部分进入三效蒸发器(7)蒸发浓缩后重新回到三效分离器(8)，一效蒸发器(9)蒸发浓缩后的硫酸铵溶液进入一效分离器(10)，一效分离器(10)冷凝分离得到的硫酸铵溶液一部分进入重新回到一效蒸发器(9)蒸发浓缩后再进入一效分离器(10)，一部分进入二效蒸发器(11)蒸发浓缩后进入二效分离器(12)，二效分离器(12)出来的硫酸铵浓缩液一部分回到二效蒸发器(11)蒸发浓缩后重新回到二效分离器(12)，一部分进入结晶釜(13)和回到二效分离器，结晶釜(13)出来的晶体和少量母液经离心机(14)分离得到成品硫酸铵。
3、如权利要求2所述的代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法，其特征在于，所述的预热器(6)后残存的蒸汽进入冷凝器(15)冷凝成水，冷凝器(15)和真空泵(16)相连。
4、如权利要求2所述的代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法，其特征在于，所述的一效蒸发器(9)的热源为一次蒸汽，一效分离器(10)分离得到的二次蒸汽进入二效蒸发器(11)的壳程作为热源，二效分离器(12)分离得到的二次蒸汽进入三效蒸发器(7)的壳程作为热源，三效分离器(8)得到的二次蒸汽进入预热器(6)的壳程作为热源。
5、如权利要求2所述的代森类产品生产中含氨废水综合治理的方法，其特征在于，所述的预热器(6)、冷凝器(15)、三效蒸发器(7)、二效蒸发器(11)、一效蒸发器(9)热交换过程中产生的冷凝水进入冷凝水总管回车间再利用。
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