CN101428887B - 吹脱-水解法处理镍氨废水 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镍氨废水处理方法，工艺路线为吹脱—水解。以镍氨废水为处理对象，直接对其吹脱氨，同时加碱水解游离出镍离子。在吹脱氨的过程中Ni²⁺离子能从镍氨配离子中游离出来，通过调节体系pH值，使镍离子水解，沉淀，达到同时去除其中镍和氨的目的。吹脱后的净化水达标排放，而氨气则进行吸收防止二次污染，渣可回收镍。该发明工艺简单、操作简便，可同时去除废水中的镍和氨；实现了清洁、高效处理镍氨废水，出水中镍浓度和氨浓度达到国家《污水综合排放标准》。

Description

吹脱—水解法处理镍氨废水

技术领域

本发明涉及一种镍氨废水处理方法，特别是涉及采用吹脱-水解法处理含镍氨配离子的废水，氨吹脱与镍离子水解同时进行，出水中镍、氨浓度达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)，属于环境工程领域。

背景技术

氨氮废水来源多，且排放量较大。排放高浓度氨氮废水的有钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等工业。目前处理氨氮废水的主要技术有：吹脱法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、液膜法、电渗析法、催化湿式氧化法和生物法。吹脱法适合处理高浓度氨氮废水，氨氮的去除率高、去除效果稳定、操作灵活、占地小等优点，主要缺点是温度影响比较大，在北方寒冷季节效率会大大降低。折点氯化法用于废水的深度处理，脱氮率高、设备投资少、反应迅速完全，并有消毒作用。但液氯安全使用和贮存要求高，对pH要求也很高，产生的水需加碱中和，因此处理成本高。另外副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。离子交换法具有投资省、工艺简单、占地小操作较为方便、温度和毒物对脱氮率影响小等优点，适用于中低浓度的氨氮废水(<500mg/L)，对于高浓度的氨氮废水，会因树脂再生频繁而造成操作困难。离子交换法去除率高，但再生液为高浓度氨氮废水，仍需进一步处理。反渗透膜法具有处理效率高、工艺流程短、易控制、使用灵活、占地面积小等优点，目前反渗透主要用于处理饮用水，对于成分较复杂的工业废水，不仅需要预处理，并且对膜的质量要求也比较高。催化湿式氧化法具有净化效率高、流程简单、占地面积少等特点。但这种方法对温度、压力、催化剂等条件要求非常严格，反应设备须抗酸抗碱耐高压，一次性投资巨大，而且处理水量较大时费用很高。液膜法具有工艺设备简单，选择性高，耗能少，乳液可再生，但液膜稳定性差。电渗析法具有技术可靠，操作费用低，占地面积小等优点，但膜分离效率随着时间衰退需定期更换。土壤灌溉是把低浓度的氨氮废水(<50mg/L)作为农作物的肥料来使用，既为污灌区农业提供了稳定的水源，又避免了水体富营养化，提高了水资源利用率。但用于土壤灌溉的废水必须经过预处理，去除病菌、重金属、酚类、氰化物、油类等有害物质，防止对地面、地下水的污染及病菌的传播。生物脱氮技术应用比较广泛，一般包括硝化和反硝化，但常规生物处理高浓度氨氮废水有很大困难。固定化技术去除废水中的氨氮，具有效率高、稳定性强、生物浓度高、能保持高效菌种等优点，因此在水处理领域有广阔的应用前景，但还存在着许多待解决的问题，如开发性能更为优良的固定化载体；反应器中生物投加量的确定；在实际废水中应用的稳定性；开发多种生物共生的固定化载体等。

当废水中既含有氨氮，同时还含有重金属时，重金属离子与氨氮会生成稳定的配合离子，加大了处理的难度。镍氨废水主要来源于化工、冶金和电镀等行业。废水中由于pH值较高，所以镍和氨以[Ni(NH₃)₆]²⁺配合离子形式存在，该配合离子很稳定(稳定常数10^8.71)能存在于很高的pH值下，这给传统的含镍废水处理方法和氨氮废水处理方法带来了困难。

发明内容

为了克服吹脱法、化学沉淀法、离子交换法、液膜法和电渗析法等直接处理镍氨废水中的镍、氨处理效果差的缺点，本发明提出吹脱—水解法同时处理镍氨废水的镍与氨，出水中镍浓度和氨浓度达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。

吹脱—水解法处理镍氨废水，其工艺过程为：将镍氨废水预热至35—60℃，将曝气器放入废水中曝气60—120分钟，同时调节空气流速为气液体积比550—650，吹脱的同时用质量百分比为10％的NaOH溶液调节体系pH值为10—12。吹脱出的氨气用0.5mol/L的稀硫酸吸收生成硫酸氨回收利用，防止二次污染。含镍沉渣经压滤回收镍。脱镍脱氨后的净化水镍、氨的残留浓度达到国家《污水综合排放标准》(GB8978—1996)，回用或排放。

所述的镍氨废水为来源于化工、冶金和电镀等行业的废水，其中含镍1—200mg/L、含氨15—3000mg/L，镍和氨以[Ni(NH₃)₆]²⁺配合离子形式存在，传统的含镍废水处理方法和氨氮废水处理方法均无法有效处理的废水。

本发明以镍氨废水为处理对象，直接对其吹脱，同时加碱水解。在吹脱氨的过程中Ni²⁺离子能从镍氨配离子中游离出来，通过调节体系pH值，使镍离子水解，沉淀，达到同时去除其中镍和氨的目的。吹脱后的净化水达标排放，而氨气则进行吸收防治二次污染，渣可以进行镍的回收。该发明工艺简单、操作简便，同时去除废水中的镍和氨，且镍和氨的去除率都达到98％以上。

附图说明

图1：镍氨废水吹脱—水解法处理工艺流程。

具体实施方式

以下实施例或实施方式旨在进一步说明本发明，而不是对本发明的限定。

实施例1

将200ml含镍0.13g/L，氨2.0g/L，pH值9.42的镍氨废水置于吹脱装置中，预热至40℃，将曝气器放入废水中曝气吹脱氨，调节空气流速为气液体积比600(空气流量为0.12m³/h)，并控制吹脱温度40℃，同时加入石灰乳调节体系的pH值为11，吹脱后的尾气用0.5mol/L的H₂SO₄吸收，吹脱二个小时后检测到水中的镍浓度为0.23mg/L，氨为25.4mg/L，低于国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。

实施例2

将200ml含镍0.13g/L，氨2.0g/L，pH值9.42的镍氨废水置于吹脱装置中，预热至60℃，将曝气器放入废水中曝气吹脱，调节空气流速为气液体积比600(空气流量为0.12m³/h)，并控制吹脱温度60℃，同时加入石灰乳调节体系的pH值为11，吹脱后的尾气用0.5mol/L的H₂SO₄吸收，吹脱一个小时后检测到水中的残留镍浓度为0.19mg/L，氨为29.7mg/L，去除率分别为99.85％和98.52％，低于国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。

实施例3

工艺过程同实施例2，控制条件为：吹脱温度60℃，体系pH值为11，吹脱空气流量控制气液体积比600，分别吹脱1.5h和2h。吹脱后水中剩余氨浓度分别为25.81mg/L和5.02mg/L，Ni²⁺离子浓度分别为0.23mg/L和0.25mg/L，出水pH值分别为9.90和9.86。吹脱出的氨气用0.5mol/L的稀H₂SO₄吸收，氨气的吸收率分别为78.76％和72.33％。

Claims (4)

1.吹脱-水解法处理镍氨废水，其特征在于：将镍氨废水预热至35-60℃，将曝气器放入废水中曝气60-120分钟，同时调节空气流速为气液体积比550-650，吹脱的同时调节体系pH值为10-12；吹脱出的氨气用稀硫酸吸收生成硫酸氨回收利用，含镍沉渣经压滤回收镍。

2.根据权利要求1所述的吹脱-水解法处理镍氨废水，其特征在于：所述的镍氨废水为来源于化工、冶金和电镀行业的废水，其中含镍1-200mg/L、含氨15-3000mg/L，镍和氨以[Ni(NH₃)₆]²⁺配合离子形式存在，传统的含镍废水处理方法和氨氮废水处理方法均无法有效处理的废水。

3.根据权利要求1所述的吹脱-水解法处理镍氨废水，其特征在于：调节体系pH值所用NaOH溶液的质量百分比为10％。

4.根据权利要求1所述的吹脱-水解法处理镍氨废水，其特征在于：用于吸收氨气的稀硫酸浓度为0.5mol/L。

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