CN107188358A - 一种高浓度铵盐废水的资源化处理系统、处理方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高浓度铵盐废水的资源化处理系统,该系统包括酸碱再生装置,酸碱再生装置碱液出口与氨水提浓装置相连,酸液出口与酸提浓装置相连接,残液出口与电渗析或反渗透相连,得到的浓酸浓氨水均回收,残液浓水返回利用,最终无氨水和剩余水也可以回用;本发明提供的处理系统实现了铵盐以浓酸浓氨水的形式回收,剩余水实现回用,最终实现零排放,设备简单,灵活可控,具有环境‑经济的双重效益。
Description
技术领域
本发明涉及废水深度处理领域,特别是涉及一种高浓度铵盐废水的资源化处理系统、处理方法及应用。
背景技术
目前,工业生产中得到的含铵盐的高浓度废水大多采用蒸发结晶法或汽提精馏脱氨法处理,蒸发结晶法存在能耗大,回收的铵盐价格低廉等问题;通过汽提精馏法虽然可以将氨氮以氨水形式回收,创造价值,但塔釜出水钠盐浓度很高,无法实现水资源零排放的目的,污染环境。
而目前,针对高浓度铵盐废水处理的研究较少,如果能提供一种既经济又环保,同时实现废水零排放的处理系统及方法,具有良好的市场前景。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提供了一种高浓度铵盐废水的资源化处理系统、处理方法及应用,该系统设备简单,可操作性强,灵活可控,能够处理铵盐浓度为5%~30%的废水,具有环境-经济的双重效益。
为了解决上述问题,本发明采用以下技术方案:
一种高浓度铵盐废水的资源化处理系统,所述系统包括酸碱再生装置,所述酸碱再生装置碱液出口与氨水提浓装置相连,酸液出口与酸提浓装置相连接,从而实现盐的回收。
所述酸碱再生装置残液出口连接浓缩装置,得到的淡水回用,浓水返回酸碱再生装置。
所述酸碱再生装置优选为双极膜电渗析装置。
所述氨水提浓装置为吹脱-吸收、汽提精馏、膜吸收、膜蒸馏或氨吸附装置中的一种或多种组合。
所述酸提浓装置为蒸发浓缩、加盐精馏、膜吸收、膜蒸馏、吸附法或树脂阻滞装置中的一种或多种。
所述浓缩装置优选为电渗析或反渗透装置。
一种利用上述处理系统的处理方法,所述废水经预处理后进入双极膜电渗析再生得到稀氨水和稀酸溶液,所述稀氨水进入氨水提浓装置,所述稀酸溶液进入酸提浓装置。
所述稀氨水经氨水提浓装置后得到的浓氨水回收,无氨水回用;所述稀酸溶液经酸提浓装置后得到的浓酸回收,剩余水回用。
所述双极膜电渗析残液经电渗析或反渗透处理后得到的浓水返回双极膜电渗析进水口,得到的淡水达标回用。
一种上述处理系统的用途,其用于高浓度按盐废水处理领域。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明公开了一种高浓度铵盐废水的资源化处理系统,利用该系统的处理方法以及该系统的应用;
2、本发明通过优选双极膜电渗析进行酸碱再生,使铵盐最终以浓酸浓氨水的形式实现回收,而且实现了整个工艺系统工艺水的零排放,具有环境-经济的双重效益;
3、本发明处理系统设备简单,灵活可控,操作简单,处理效果好,能有效处理5%~30%的铵盐废水,且可适用于含硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸铵或磷酸铵中的一种或几种的高浓度铵盐废水。
附图说明
图1是本发明高浓度铵盐废水的资源化处理系统工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来进一步说明本发明的技术方案:
如图1所示,一种高浓度铵盐废水的资源化处理系统,该系统包括酸碱再生装置,酸碱再生装置碱液出口与氨水提浓装置相连,酸液出口与酸提浓装置相连接,从而实现盐的回收;酸碱再生装置残液出口连接浓缩装置,得到的淡水回用,浓水返回酸碱再生装置。
其中,酸碱再生装置优选为双极膜电渗析装置,氨水提浓装置为吹脱-吸收、汽提精馏、膜吸收、膜蒸馏和氨吸附装置中的一种或多种组合;酸提浓装置为蒸发结晶、加盐精馏、膜吸收、膜蒸馏、吸附法或树脂阻滞法普遍采用装置中的一种或多种;浓缩装置优选为电渗析或反渗透装置。
在实际应用中,先将高浓度铵盐废水进行预处理,根据水质情况进行去除悬浮物、油、重金属、钙镁离子、氧化性物质等杂质或中和掉多余的酸碱,所述铵盐废水可为硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸铵会磷酸铵中的一种或几种,本系统同样适用,然后进入双极膜电渗析进行酸碱再生,稀氨水经氨水提浓装置浓缩得到的浓氨水回收,稀酸液经酸提浓装置浓缩得到的浓酸液回收,最终产生的无氨水和剩余水均可以回用;
与此同时,双极膜电渗析进水的残液可以经电渗析或者反渗透进一步浓缩得到浓水返回双极膜电渗析进水回用,淡水回用,最终不但实现了酸碱回收还实现了零排放,效果良好。
实施例1
某企业生产的硫酸铵废水,pH=8,硫酸铵含量为10%。
步骤(1):上述硫酸铵废水先加硫酸调节pH=7;
步骤(2):步骤(1)出水经保安过滤器进入双极膜电渗析系统酸碱再生,得到6%的氨水和8%的硫酸。剩余盐水浓度为0.5%。
步骤(3):步骤(2)得到的6%氨水进入汽提精馏塔提浓,塔顶回收得到高浓度氨水(≥15%),塔釜出水氨氮<10mg/L,回用于工艺。
步骤(4):步骤(2)得到的8%硫酸进入蒸发器浓缩,回收得到80%硫酸,冷凝水回用于工艺。
步骤(5):步骤(2)得到的0.5%低浓度盐水进入反渗透系统浓缩,得到的浓水硫酸铵浓度为8%,返回步骤(2);淡水氨氮<15mg/L,回用于工艺。
实施例2
某企业生产的氯化铵废水,pH=4,氯化铵含量为20%,余氯25mg/L。
步骤(1):上述氯化铵废水先去除余氯,然后加氨水调节pH=7;
步骤(2):步骤(1)出水经保安过滤器进入双极膜电渗析系统酸碱再生,得到10%的氨水和12%的盐酸。剩余盐水氯化铵浓度为3%。
步骤(3):步骤(2)得到的10%氨水进入膜吸收系统脱除游离氨,游离氨收集并用冷冻水吸收后得到高浓度氨水(16%),脱除氨后的废水氨氮<10mg/L,回用于工艺。
步骤(4):步骤(2)得到的12%盐酸进入加盐精馏系统,所加盐分为氯化钙,精馏塔塔顶回收得到30%盐酸,塔釜出水回用。
步骤(5):步骤(2)得到的3%低浓度盐水进入电渗析系统浓缩,得到的浓水氯化铵浓度为16%,返回步骤(2);淡水氨氮<15mg/L,回用于工艺。
实施例3
某企业生产的硝酸铵废水,pH=7,硝酸铵含量为15%,油10mg/L。
步骤(1):上述硝酸铵废水先吸附去除全部油,然后加氨水调节pH=7;
步骤(2):步骤(1)出水经保安过滤器进入双极膜电渗析系统酸碱再生,得到9%的氨水和9%的硝酸。剩余盐水硝酸铵浓度为1%。
步骤(3):步骤(2)得到的9%氨水进入多效膜蒸馏系统提浓,回收得到高浓度氨水(17%),剩余水氨氮<10mg/L,回用于工艺。
步骤(4):步骤(2)得到的9%硝酸进入树脂阻滞床提浓,回收得到20%硝酸,剩余水总氮<10mg/L,回用于工艺。
步骤(5):步骤(2)得到的1%低浓度盐水进入电渗析系统浓缩,得到的浓水硝酸铵浓度为14%,返回步骤(2);淡水氨氮<10mg/L,回用于工艺。
实施例4
某企业生产的碳酸铵废水,pH=7,碳酸铵含量为8%,悬浮物20mg/L。
步骤(1):上述硝酸铵废水过滤去除悬浮物;
步骤(2):步骤(1)出水经保安过滤器进入双极膜电渗析系统酸碱再生,得到6%的氨水和4%的碳酸水溶液。剩余盐水碳酸铵浓度为0.7%。
步骤(3):步骤(2)得到的6%氨水进入氨吹脱-吸收系统提浓,回收得到高浓度氨水(15%),剩余水氨氮<15mg/L,回用于工艺。
步骤(4):步骤(2)得到的4%碳酸溶液进入膜吸收系统分离二氧化碳,用冷冻水吸收得到10%的碳酸水溶液,剩余水总碳<5mg/L,回用于工艺。
步骤(5):步骤(2)得到的0.7%低浓度盐水进入反渗透系统浓缩,得到的浓水碳酸铵浓度为6%,返回步骤(2);淡水氨氮<10mg/L,回用于工艺。
实施例5
某企业生产的磷酸铵废水,pH=8,磷酸铵含量为20%,悬浮物20mg/L。
步骤(1):上述硝酸铵废水先过滤去除悬浮物,然后加入磷酸调节pH为7;
步骤(2):步骤(1)出水经保安过滤器进入双极膜电渗析系统酸碱再生,得到10%的氨水和12%的磷酸水溶液。剩余盐水磷酸铵浓度为4%。
步骤(3):步骤(2)得到的10%氨水预热后进入氨吸附系统脱除游离氨,氨解吸收集后用冷冻水吸收得到高浓度氨水(18%),剩余水氨氮<15mg/L,回用于工艺。
步骤(4):步骤(2)得到的12%磷酸溶液进入膜蒸馏系统提浓,得到80%的碳酸溶液,剩余水总磷<5mg/L,回用于工艺。
步骤(5):步骤(2)得到的4%低浓度盐水进入电渗析系统浓缩,得到的浓水磷酸铵浓度为10%,返回步骤(2);淡水氨氮<10mg/L,回用于工艺。
实施例6
某企业生产的碳酸铵废水,pH=7,碳酸铵含量为8%,悬浮物20mg/L。
步骤(1):上述硝酸铵废水过滤去除悬浮物;
步骤(2):步骤(1)出水经保安过滤器进入双极膜电渗析系统酸碱再生,得到6%的氨水和4%的碳酸水溶液。剩余盐水碳酸铵浓度为1%。
步骤(3):步骤(2)得到的6%氨水进入氨吹脱-吸收系统提浓,回收得到高浓度氨水(15%),剩余水氨氮<15mg/L,回用于工艺。
步骤(4):步骤(2)得到的4%碳酸溶液进入吸附分离二氧化碳,二氧化碳脱附后用冷冻水吸收得到8%的碳酸水溶液,剩余水总碳<5mg/L,回用于工艺。
步骤(5):步骤(2)得到的1%低浓度盐水进入反渗透系统浓缩,得到的浓水碳酸铵浓度为7%,返回步骤(2);淡水氨氮<10mg/L,回用于工艺。
最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围当中。
Claims (10)
1.一种高浓度铵盐废水的资源化处理系统,其特征在于,所述系统包括酸碱再生装置,所述酸碱再生装置碱液出口与氨水提浓装置相连,酸液出口与酸提浓装置相连接,从而实现盐的回收。
2.如权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述酸碱再生装置残液出口连接浓缩装置,得到的淡水回用,浓水返回酸碱再生装置。
3.如权利要求1或2所述的处理系统,其特征在于,所述酸碱再生装置优选为双极膜电渗析装置。
4.如权利要求3所述的处理系统,其特征在于,所述氨水提浓装置为吹脱-吸收、汽提精馏、膜吸收、膜蒸馏或氨吸附装置中的一种或多种组合。
5.如权利要求4所述的处理系统,其特征在于,所述酸提浓装置为蒸发浓缩、加盐精馏、膜吸收、膜蒸馏、吸附法或树脂阻滞装置中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的处理系统,其特征在于,所述浓缩装置优选为电渗析或反渗透装置。
7.一种利用如权利要求1-6中任一权利要求所述处理系统的处理方法,其特征在于,所述废水经预处理后进入双极膜电渗析再生得到稀氨水和稀酸溶液,所述稀氨水进入氨水提浓装置,所述稀酸溶液进入酸提浓装置。
8.如权利要求7所述的处理方法,其特征在于,所述稀氨水经氨水提浓装置后得到的浓氨水回收,无氨水回用;所述稀酸溶液经酸提浓装置后得到的浓酸回收,剩余水回用。
9.如权利要求8所述的处理方法,其特征在于,所述双极膜电渗析残液经电渗析或反渗透处理后得到的浓水返回双极膜电渗析进水口,得到的淡水达标回用。
10.一种如权利要求1-6中任一权利要求所述处理系统的用途,其用于高浓度按盐废水处理领域。
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