CN103601318A

CN103601318A - 一种从硫铵废液中回收硫铵的方法

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Publication number: CN103601318A
Application number: CN201310592420.9A
Authority: CN
Inventors: 徐军; 王春志; 李先华; 唐永明; 方金华; 曾红霞; 严实
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2014-02-26

Abstract

本发明涉及一种从硫铵废液中回收硫铵的方法，其特点是：一定浓度、温度的硫铵废液在常压下加入次氯酸钠或双氧水氧化处理后，再加还原剂亚硫酸钠清除氧化剂残余后过滤，再经增压泵将工作压力升高后，通过纳滤或多级纳滤装置，废液中的硫铵浓度提高4倍以上供回收使用，同时，经过纳滤后的清液中氨氮浓度可降至200mg/l以下。可显著提高硫铵的回收利用率，同时又能明显降低废液的环保处理成本。

Description

一种从硫铵废液中回收硫铵的方法

技术领域

本发明涉及一种从硫铵废液中回收硫铵的方法，特别指一定浓度、温度的硫铵废液在常压下加入次氯酸钠或双氧水氧化处理后，再加还原剂亚硫酸钠清除氧化剂残余后过滤，再经增压泵将工作压力升高后，通过纳滤或多级纳滤装置下回收硫铵的方法。

背景技术

目前用于硫酸铵（硫铵）废水处理的方法主要包括：蒸发法、汽提法、化学沉淀法等。

硫酸铵废水的蒸发主要采用强制循环蒸发工艺，一般硫酸铵废水的来料温度比较低，如果把低温料液直接送入蒸发器，不但占用了蒸发器的热负荷容量，而且还要消耗更多的加热介质。基于此，河北省化工设计院提出合理利用本系统排放的低温热量，循序逐级预热物料，使料液在接近沸点温度下进入蒸发器，起到节能的效果。此外，南京航空航天大学的梁林等研究了机械蒸汽再压缩( MVR) 分离技术在硫酸铵废水处理中的应用。机械蒸汽再压缩( MVR) 技术具有结构简单紧凑、运行稳定可靠、操作简单、对料液的预处理要求不高等优点，被认为是一种具有发展潜力的蒸发工艺该技术，与传统处理方法相比具有明显的节能优势。目前国内的MVR技术并未完全达到工业化应用的阶段，技术上仍然受制于人，主要是以MVR技术最为先进的德国为首的西方国家。

中国天辰工程有限公司的张尚会研究了汽提工艺在硫酸铵废水处理中应用。采用蒸汽汽提的方式将氨汽提至塔顶，经冷凝后部分作为产品氨水采出。同时将塔底溶液中氨氮含量降低至200 ppm以下，从而达到对硫酸铵废水的处理。他们同时将汽提法与二效蒸发法进行了对比，结果表明：二效蒸发的蒸汽用量为0.66 t /h，比汽提法多用65%。此外，蒸发法的用电量为13.9kW.h/t废水，也远高于汽提法。对比蒸发法，汽提法大大降低了蒸汽的用量，降低了能耗。但汽提法对化学药剂的消耗是惊人的，不适用于大规模的工业水处理。

除了蒸发和汽提等物理处理方法，化学法在硫铵废水的处理中也占据重要的地位。化学沉淀法处理氨氮废水是20世纪90年代兴起的一种适合处理高浓度硫铵废水的新方法，通过向硫铵废水中加入碱剂、镁盐和硫酸盐形成复盐MgNH₄PO₄·6H₂O (MAP )俗称鸟粪石，是一种长效缓释复合肥，这种方法对氨氮的去除率可达90% 以上。包头稀土研究院采用该工艺处理硫酸铵含量为6.5%的废水，氨氮去除率达到95%以上。但化学药剂消耗量惊人，尤其是碱剂氢氧化钠的消耗量很大，成本高。为此，中南大学的李海波等、唐山燃气集团的王赤炎等改进了化学沉淀法工艺，在硫酸铵废水中先加入与硫酸根当量的石灰，除去废水中的硫酸根离子，过滤后再进行后续反应，可实现在氨氮同样达标的基础上，降低了NaOH 的用量；以MgCl₂·6H₂O 和Na₂HPO₄·12H₂O 为沉淀剂形成MAP以除去铵根离子。然而，化学沉淀法回收的MAP 目前在我国尚无实际大规模应用，企业难以承担高额的处理费用，使该工艺在推广应用上受到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提出一种从硫铵废液中回收硫铵的方法，即可显著提高硫铵的回收利用率，同时又能明显降低废液的环保处理成本，是一种具有广泛应用前景的硫铵废水处理方法。

实现本发明目的技术方案是：

一定浓度、温度的硫铵废液在常压下加入次氯酸钠或双氧水氧化处理后，再加还原剂亚硫酸钠清除氧化剂残余后过滤，再经增压泵将工作压力升高后，通过纳滤或多级纳滤装置，废液中的硫铵浓度提高4倍以上供回收使用，同时，经过纳滤后的清液中氨氮浓度可降至200mg/l以下。

本发明所述的氧化剂为次氯酸钠或双氧水。

本发明所述的还原剂为亚硫酸钠。

本发明所述的纳滤装置为单级及多级，多级又包括多级串联、多级并联、多级串联与并联并用。

本发明所述的纳滤膜材质为纤维素、聚酰胺及聚砜类。

本发明所述的硫铵废液的浓度为6%(wt)以内。

本发明所述的硫铵废液温度范围为20-50℃，优选范围为30-40℃。

本发明所述的纳滤系统的工作压力范围为0.5-2.0MPa，优选压力范围为0.5-1.5MPa。

本发明所述的硫铵废液经纳滤系统处理以后，废液中的硫铵浓缩倍数至少能到4倍以上。

本发明所述的硫铵废液经纳滤系统处理后，清液中的氨氮含量能降到200mg/l以下。

发明优点及效果

采用本发明所述的方法，废液中的硫铵浓度(wt%)可提高4倍以上供回收使用，同时，经过纳滤后的清液氨氮浓度可降至200mg/l以下，有效减轻后续的环保处理压力。

附图说明

图1为从硫铵废液中回收硫铵简图。

具体实施方案

实施例1

某工业装置的0.8%（wt）、温度为30℃的硫铵废液以0.5m³/h的进料速度经氧化处理，氧化剂为次氯酸钠，再加亚硫酸钠清除残余的氧化剂后过滤，再经增压泵增至0.5MPa进入单级聚酰胺类纳滤膜装置，得到4.5%（wt）的滤液进入氨水制备单元回收利用，另外，清液中的氨氮为172mg/l进入生化装置处理。

实施例2

某工业装置的0.8%（wt）、温度为30℃的硫铵废液以0.5m³/h的进料速度经氧化处理，氧化剂为双氧水，再加亚硫酸钠清除残余的氧化剂后过滤，再经增压泵增至0.5MPa进入单级纤维素类纳滤膜装置，得到4.1%（wt）的滤液进入氨水制备单元回收利用，另外，清液中的氨氮为179mg/l进入生化装置处理。

实施例3

某工业装置的0.8%（wt）、温度为30℃的硫铵废液以0.5m³/h的进料速度经氧化处理，氧化剂为次氯酸钠，再加亚硫酸钠清除残余的氧化剂后过滤，再经增压泵增至0.5MPa进入单级聚砜类纳滤膜装置，得到3.9%（wt）的滤液进入氨水制备单元回收利用，另外，清液中的氨氮为187mg/l进入生化装置处理。

实施例4

某工业装置的0.8%（wt）、温度为40℃的硫铵废液以0.5m³/h的进料速度经氧化处理，氧化剂为次氯酸钠，再加亚硫酸钠清除残余的氧化剂后过滤，再经增压泵增至1.0MPa进入单级聚酰胺纳滤膜装置，得到5.3%（wt）的滤液进入氨水制备单元回收利用，另外，清液中的氨氮为177mg/l进入生化装置处理。

实施例5

某工业装置的1.2%（wt）、温度为35℃的硫铵废液以1.6m³/h的进料速度经氧化处理，氧化剂为次双氧水，再加亚硫酸钠清除残余的氧化剂后过滤，再经增压泵增至1.2MPa进入二级串联聚酰胺纳滤膜装置，得到6.3%（wt）的滤液进入氨水制备单元回收利用，另外，清液中的氨氮为183mg/l进入生化装置处理。

实施例6

某工业装置的1.5%（wt）、温度为40℃的硫铵废液以1.6m³/h的进料速度经氧化处理，氧化剂为双氧水，再加亚硫酸钠清除残余的氧化剂后过滤，再经增压泵增至1.2MPa进入二级并联聚酰胺纳滤膜装置，得到7.2%（wt）的滤液进入氨水制备单元回收利用，另外，清液中的氨氮为191mg/l进入生化装置处理。

Claims

1.一种从硫铵废液中回收硫铵的方法，其特征在于：将硫铵废液经氧化还原处理及过滤、再经增压泵将工作压力升高后，通过纳滤或多级纳滤装置，废液中的硫铵浓度提高4倍以上供回收使用，清液进生化处理装置；其中硫铵废液硫铵浓度在6%（wt）以内，废液温度范围在20℃～50℃，纳滤或多级纳滤装置工作压力范围在0.3MPa～2.0MPa，纳滤膜材质包括纤维素、聚酰胺及聚砜类一种或几种，纳滤装置为单级或多级，多级又包括多级串联、多级并联、多级串联与并联并用。

2.根据权利要求1所述的从硫铵废液中回收硫铵的方法，其特征在于所述的氧化剂为次氯酸钠或双氧水。

3.根据权利要求1所述的从硫铵废液中回收硫铵的方法，其特征在于所述的还原剂为亚硫酸钠。

4.根据权利要求1所述的从硫铵废液中回收硫铵的方法，其特征在于所述的硫铵废液温度优选范围在30℃～40℃。

5.根据权利要求1所述的从硫铵废液中回收硫铵的方法，其特征在于所述的纳滤或多级纳滤装置工作压力优选范围在0.5-1.5MPa。

6.根据权利要求1所述的从硫铵废液中回收硫铵的方法，其特征在于所述的硫铵废液的浓度为6%(wt)以内。

7.根据权利要求1所述的从硫铵废液中回收硫铵的方法，其特征在于所述清液的氨氮浓度低于200mg/l。