CN1076322C - 一种硫铵废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明硫铵废水的处理方法是向反应槽的废水每1kg氨氮加入5～15kg镁盐沉淀剂和5～10kg纯磷酸，溶解5～30分钟，调节pH值至6～8，0～30分钟后再将pH值调至8～9，搅拌反应5～20分钟进行过滤分离，得到滤出物和滤液，滤液为出水，pH值为8～9；滤出物主要含MgNH4PO4·6H2O，是一种优质复合肥料。本发明可独自串联或与其它废水处理方法串联使用。工艺流程短、能耗低，不受水中有机化合物和氰的干扰，氨氮去除率达90%以上。
Description
本发明涉及一种硫铵废水处理方法，尤其涉及一种采用镁盐作沉淀剂的化学脱氮处理方法。
现代化工生产中有大量的硫铵废水排放。例如采用丙烯一氨氧化法生产丙烯腈时，反应后气体通过热交换器进入急冷塔，与含酸循环液接触，产生大量的硫铵溶液。采用环己酮和羟氨盐大规模生产ε-己内酰胺(Beckman重排)时，也会有硫铵溶液生成。如直接排入河流，将造成严重的水体污染，因此必需加以处理。处理方法一般有两种。
一种以美国专利4,292,043为代表，方法是加热蒸发废水，去除生成的水蒸汽，得到浓缩液体和结晶悬浮物，使该悬浮液增稠，得到的固体硫铵分离出来，浓缩后液体再进行真空冷却结晶，去除水蒸汽，分离浓缩结晶。浓缩液进入晶化器，进一步降低硫铵溶解度，得到硫铵固体，再蒸馏母液以进一步脱除氨。
一种以日本公开特许公报昭55-145599为代表，方法是先往废水中加入过量的氢氧化钾或氧化钾，使溶液中的硫酸离子作为大部分硫酸钾固定沉淀，过滤，使滤液与高温水蒸汽接触，除去氨等挥发性物质，将生成的蒸发残液送至烧却炉，于800℃～1100℃下，在氧气存在下烧却，生成氧化钾，再将其返回作为硫酸基的中和剂的组成部分。
现有的硫铵废水脱氮工艺流程长，能耗大，装置一次投资费用和运行费用较高，而且多是高温高压操作，具有一定的危险性。
本发明的目的在于提供一种流程短、能耗低、操作为常温常压的硫铵废水处理方法，而且可以回收一种优质复合肥料。
本发明硫铵废水处理方法包括：废水经取样测定NH4 +—N离子浓度后进入反应槽，每1kg氨氮加入5～15kg镁盐沉淀剂和5～10kg纯磷酸，溶解5～30分种，加碱液调节废水pH值至6～8，0～30分钟后再加碱液将废水pH值调至8～9，经搅拌反应5～20分钟后，从反应槽下部阀门放料进行过滤分离，得到滤出物和滤液。滤液为出水，pH值为8～9。滤出物其主要成分为MgNH4PO4·6H2O，试验表明它是一种优质复合肥料，其N含量为3.5～5％，P2O5含量为25～29％，肥效与优质化肥磷酸二氢铵相似，且具有培肥土壤的作用，其中的镁还具有增产作用。以前MgNH4PO4·6H2O仅仅作为试剂用于分析化学。适宜本发明的镁盐沉淀剂包括Mg3(PO4)2、MgCO3、MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2、Mg(OH)2或MgO，它们可单独使用也可配合使用。最好由MgO和MgCL2·6H2O两种成分复混而成。MgO纯度为40～99％，MgCL2·6H2O纯度为90～99％。MgO和MgCL2·6H2O重量比为1∶0.5～1.5。所用磷酸浓度可为30％～85％。(含磷酸生产中未经浓缩处理的半成品磷酸)。本发明硫铵废水处理方法废水停留时间共10～80分钟，氨氮去除率达90％以上。此外，本发明硫铵废水处理方法，如果进水氨氮浓度较大(硫铵废水中氨氮浓度常常大于10000mg/L)，则滤液(出水)尚含有较高的氨氮，此时可对滤液进行二次沉淀处理，必要时进行多次处理，沉淀剂总量不变，直到出水达到排放标准或其它处理方法的进水要求。也就是说本发明硫铵废水处理方法可以独自串联或与其它废水处理方法串联使用。
采用本发明工艺对硫铵废水进行脱氮处理，对于氨氮含量为15～15000mg/L的硫铵废水，氨氮去除率可达90％以上。以下表1为一次处理的结果举例，表2为分作两步处理的结果举例。工艺流程短、能耗低、操作为常温常压、工艺稳定性好，不受水中其它化合物如有机化合物和氰的干扰。此外，采用本发明硫铵废水处理方法还可付产一种高效复合肥料MgNH4PO4.6H2O，降低了废水处理成本。
表1
| 进水NH4 +-N/mg·L-1 | 出水NH4 +-N/mg·L-1 | 去除率％ |
| 5412 | 361 | 93.3 |
| 132 | 97.6 | |
| 5283 | 417 | 92.1 |
| 5541 | 302 | 94.6 |
| 5167 | 374 | 92.8 |
| 5296 | 335 | 93.7 |
| 5257 | 226 | 95.7 |
| 5244 | 258 | 95.1 |
| 294 | 94.4 | |
| 5347 | 318 | 94.1 |
| 290 | 94.6 | |
| 300 | 94.4 | |
| 5296 | 350 | 92.9 |
| 406 | 92.3 | |
| 5540 | 304 | 94.5 |
| 309 | 94.4 | |
| 356 | 93.6 | |
| 201 | 96.4 | |
| 206 | 96.3 | |
| 5421 | 283 | 94.8 |
| 324 | 94.0 | |
| 268 | 95.1 | |
| 5437 | 245 | 95.5 |
| 271 | 95.0 | |
| 392 | 92.8 | |
| 278 | 94.9 | |
| 283 | 94.8 | |
| 10437 | 394 | 96.2 |
| 4871 | 322 | 93.4 |
| 335 | 93.1 |
表2
| 进水NH4 +-N/mg·L-1 | 第一次出水NH4 +-N/mg·L-1 | 第二次出水NH4 +-N/mg·L-1 | 总去除率％ |
| 21099 | 9342 | 216 | 99.0 |
| 9277 | 1263 | 94.0 | |
| 15723 | 6829 | 121 | 99.2 |
| 6893 | 758 | 95.2 |
实施例1
氨氮为1353mg/L的硫铵废水200mL，加入磷酸(浓度40％)2.46mL、沉淀剂3.0g，溶解5min后，加8MNaOH调pH8.0，继续搅拌20min，得到悬浮液，加8MNaOH调pH8.5，搅拌20min后过滤，所得固体50℃干燥后共5.1g，N含量为4.5％，P2O5含量为28％，测定滤液氨氮为18mg/L，氨氮去除率98.7％。
实施例2
氨氮为2572mg/L的硫铵废水1000mL，加入磷酸(85％)11mL、沉淀剂19g，溶解30min后，加8MNaOH调pH6.0，继续搅拌10min，得到悬浮液，加8MNaOH调pH8.5，搅拌5min后过滤，所得固体80℃干燥后共50g，N含量为4.6％，P2O5含量为28％，测定滤液氨氮为52mg/L，氨氮去除率98.0％。
实施例3
丙烯—氨氧化法生产丙烯腈时排放出的硫铵废水，含有有机物和氰。原水50L进入均质槽，NH4 +-N浓度为18932mg/L。开动水泵将废水抽送入反应槽。开动搅拌机，加入磷酸(85％)3.4L和沉淀剂8kg，溶解20分钟，加8MNaOH溶液调pH至7.0，20分钟后再加碱液至pH8.5，搅拌15分钟后放料入离心机中进行离心，取出滤布袋，将产品倒入瓷盘中于烘箱中烘干(140℃)，得到干物质约15.5kg，N含量为4.5％，P2O5含量为27.5％。出水氨氮为1515mg/L。
为进一步脱氮，将滤液进行二次沉淀处理。开动水泵将废水抽送入反应槽。开动搅拌机，加入酸料0.45L和沉淀剂0.73kg，溶解20分钟，加8MNaOH溶液调pH至7.0，20分钟后再加碱液至pH8.5，搅拌15分钟后放料入离心机中进行离心，取出滤布袋，将产品倒入瓷盘中于烘箱中烘干(150℃)，得到干物质1.5kg，N含量为4.4％，P2O5含量为27％。出水氨氮为20mg/L。氨氮去除率99.9％。
实施例4
丙烯—氨氧化法生产丙烯腈时排放出的硫铵废水，含有有机物和氰。原水50L进入均质槽，NH4 +-N浓度为21099mg/L。开动水泵将废水抽送入反应槽。开动搅拌机，加入酸料2.1L和沉淀剂6.4kg，溶解20分钟，加8MNaOH溶液调pH至6.5，20分钟后再加碱液至pH8.5，搅拌5分钟后放料入离心机中进行离心，取出滤布袋，将产品倒入瓷盘中于烘箱中烘干(40℃)，得到干物质11kg，N含量为4.7％，P2O5含量为26％。出水氨氮为9342mg/L。
将滤液进行第二步沉淀处理。开动水泵将滤液抽送入反应槽。开动搅拌机，加入酸料2.8L和沉淀剂5.3kg，溶解20分钟，加8MNaOH溶液调pH至6.5，20分钟后再加碱液至pH8.5，搅拌5分钟后放料入离心机中进行离心，取出滤布袋，将产品倒入瓷盘中于烘箱中烘干(90℃)，得到干物质8kg，N含量为4.7％，P2O5含量为27％。出水氨氮为216mg/L。氨氮去除率99％。
Claims (6)
1、一种硫铵废水处理方法，其特征在于硫铵废水经取样测定NH4 +—N离子浓度后进入反应槽，每1kg氨氮加入5～15kg镁盐沉淀剂和5～10kg纯磷酸，溶解5～30分种，加碱液调节废水pH值至6～8，0～30分钟后再加碱液将废水pH值调至8～9，经搅拌反应5～20分钟后，从反应槽下部阀门放料进行过滤分离，得到滤出物和滤液，滤液为出水，pH值为8～9，氨氮去除率达90％以上。
2、根据权利要求1所述的硫铵废水处理方法，其特征在于该方法可独自串联或与其它废水处理方法串联。
3、根据权利要求1或2所述的硫铵废水处理方法，其特征在于所述的滤出物，在40～150℃下干燥成为固体，其主要成分为MgNH4PO4.6H2O。
4、根据权利要求3所述的硫铵废水处理方法，其特征在于所述的MgNH4PO4.6H2O是一种复合肥料，其中N含量3.5～6％，P2O5含量为20～29％。
5、根据权利要求1或2所述的硫铵废水处理方法，其特征在于所述的镁盐沉淀剂为Mg3(PO4)2、MgCO3、MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2、Mg(OH)2或MgO，它们可单独使用也可配合使用。
6、根据权利要求5所述的硫铵废水处理方法，其特征在于所述的镁盐沉淀剂为MgO和MgCl2.6H2O复混而成，MgO和MgCl2.6H2O重量比为1∶0.5～1.5。
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