CN107892423A - 一种硝酸铵废水的处理方法 - Google Patents

一种硝酸铵废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种硝酸铵废水的处理方法，该方法为在含有硝酸铵的废水，中加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，并将氨气通入回收装置制成氨水，再进行pH调整，经过精密过滤器，除去水中的固体悬浮物、胶体、有机物等，再经蒸发结晶后得到硝酸钠晶体，蒸发水再经过石英砂过滤器和活性炭过滤器，进一步除去水中的杂质，再经过阴阳离子交换树脂脱除水中的溶解盐类、颗粒、硬度、活性硅得到纯水。

Description

一种硝酸铵废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种硝酸铵废水的处理回收技术。
背景技术
我国很多化工、电子行业生产的废水中含有硝酸铵。这些废水排放到自然水体中，水体中氮的含量将严重超标，造成富营养化，破坏水环境的生态平衡，对人体健康造成严重危害。
2010年12月30日国家发布了污染物排放新标准。根据新标准GB 26131-2010《硝酸工业污染物排放标准》规定，自2011年10月1日起，现有企业水污染物直接排放限值：ρ(氨氮)≤15mg/L，ρ(总氮)≤50mg/L；自2011年3月1日起，新建企业水污染物直接排放限值：ρ(氨氮)≤10mg/L，ρ(总氮)≤30mg/L。依据《污水综合排放标准》，硝酸钠水溶液中主要的钠离子和硝酸根离子都不属于污染因子，所以纯粹的硝酸钠水溶液可以排放。因此，加入氢氧化钠与硝酸铵反应生成硝酸钠和氨气，加热赶出氨气，不仅去除了氨氮，也将废水中的污染因子转变为无污染的钠离子和硝酸根离子。
目前硝酸铵废水的处理方法主要包括吹脱气提法、化学沉淀法、膜分离法、生化脱氮法和离子交换法，普遍存在负荷能力差、处理费用高、引入二次污染、能耗大、占地面积大等问题。
(1)吹脱汽提法：传统的吹脱汽提法处理费用高，日常维护工作繁杂。中国发明专利CN101264948提供了一种氨氮废水减排及氨氮资源化利用装置及方法，通过两级汽提脱氨装置得到氨气，再通过一级氨氮再利用装置将氨气制成氨水或者铵盐。该方法有效利用了废水中的氨氮，但是硝态氮并没有被处理，长期使用后，装置及管道内易产生水垢。因此该方法并不完全适用于处理含有硝酸铵的废水。
(2)化学沉淀法：中国发明专利CN1772643通过三级加药，最后氨氮合成磷酸铵镁沉淀的方法处理高浓度氨氮废水，所合成的磷酸铵镁可作为优良的缓释氮磷肥料，可实现资源化。但是，所使用的沉淀药剂(磷盐及镁盐)和调节pH值的碱价格较贵，使得实际应用时处理成本高，处理药剂引入氯离子和余磷，会造成二次污染。另外，该方法并不完全适用于处理主要含有硝酸铵的废水。
(3)膜分离法：膜分离法可以有效去除溶液中的微小颗粒及溶解盐，在节能和回收利用资源方面显现出巨大优势，但是膜易受污染，膜组件更换频繁，所以此工艺流程投入成本高，后期维护费用高。
(4)生化脱氮法：中国发明专利CN104176824A提供一种反硝化与厌氧氨氧化联合处理氨氮废水的生化脱氮法，将氨氮氧化生成氮气从而实现脱氮的过程。这种方法占地面积小，脱氮效果好，运行能耗低，但是需要提高回流比，以解决高浓度氨氮对生物的抑制问题，同时还需要大量外加碳源，使得运行费用昂贵，而且厌氧氨氧化菌种来源、菌体繁殖和持留问题还有待解决。
(5)离子交换法：中国发明专利CN102030438A提供一种氨氮废水处理方法，利用离子交换树脂对铵根的选择性吸附废水中的氨氮，再用碱液解析，这种方法药剂消耗少，处理成本低，工艺简单，但是树脂的频繁再生会使得操作困难，再生时所使用的酸碱液易造成二次污染。而且，对于主要含有硝酸铵的废水，硝态氮没有得到处理。
发明内容
本发明提供一种硝酸铵废水的处理回收技术，克服了上述负荷能力差、处理费用高、引入二次污染、能耗大、占地面积大等问题。
本发明所述的硝酸铵废水的处理方法包括以下步骤：
(1)前处理：向硝酸铵废水中先加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，将氨气通入水中形成氨水并回收；经处理过的水先进行pH调整，再经过精密过滤，除去水中的固体悬浮物、胶体、有机物等，减轻后续处理负荷，得前处理水；
(2)蒸发结晶：将步骤(1)得到确定前处理水，置蒸发结晶装置中蒸发，蒸发后的浓缩水待冷却后析出硝酸钠，过滤，得蒸发水和硝酸钠晶体；
(3)后处理：将步骤(2)制得的蒸发水过滤得到纯水。
优选的本发明步骤(1)所述pH调整范围为6.5～7.5，处理负荷为4吨/天，不连续处理。
优选的本发明步骤(2)蒸发温度为95～110℃，处理负荷为125L/h。
优选的本发明步骤(3)中所述的过滤方法是：蒸发水经过石英砂过滤器和活性炭过滤器，进一步除去水中的杂质，再经过阴阳离子交换树脂脱除水中的溶解盐类、颗粒、硬度、活性硅得到纯水
优选的本发明步骤(3)后处理负荷为0.5吨/小时。
本发明还提供一种氨水的制备方法：向硝酸铵废水中先加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，将氨气通入水中形成氨水并回收。
本发明还提供一种硝酸钠的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)前处理：向硝酸铵废水中先加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，将氨气通入水中形成氨水并回收；经处理过的水先进行pH调整，再经过精密过滤，除去水中的固体悬浮物、胶体、有机物等，减轻后续处理负荷，得前处理水；
(2)蒸发结晶：将步骤(1)得到确定前处理水，置蒸发结晶装置中蒸发，蒸发后的浓缩水待冷却后析出硝酸钠，过滤，得蒸发水和硝酸钠晶体，得到的硝酸钠晶体的纯度98％以上。
优选的本发明所述硝酸钠的制备方法，为步骤(2)蒸发温度为95～110℃，处理负荷为125L/h。
本发明提供一种硝酸铵废水的处理回收技术，克服了上述负荷能力差、处理费用高、引入二次污染、能耗大、占地面积大等问题。废水中先加入氢氧化钠与硝酸铵反应生成硝酸钠和氨气，加热赶出氨气并通入回收装置制成氨水。去除氨氮后再经过pH调整、精密过滤等前处理步骤去除废水中的颗粒，再用蒸发结晶装置进行处理，浓缩水待冷却后析出固体的硝酸钠，去除硝态氮和残余氨氮。去除氨氮和硝态氮的蒸发水经过石英砂过滤器、活性炭过滤器、阴阳离子交换树脂后制成再生水，回用作生产过程中的中间水。经过本专利所提供的方法处理的废水，不仅可以达到排放标准，而且得到的氨水、硝酸钠及纯水可以进行二次利用，节约成本，经济环保。
具体实施方式
实施例1 含有硝酸铵的废水处理
(1)前处理：来水为含有硝酸铵的废水，硝酸铵浓度为50000mg/L，加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，并将氨气通入回收装置制成氨水。再将pH调整至6.5后，再经过精密过滤器，除去水中的固体悬浮物、胶体、有机物等，减轻后续处理负荷，得前处理水，处理负荷为4吨/天，不连续处理。；
(2)蒸发结晶：将步骤(1)得到确定前处理水，置蒸发结晶装置中蒸发，95℃蒸发结晶后得到硝酸钠晶体，处理负荷为125L/h，过滤，得蒸发水和硝酸钠晶体；经回收得到的硝酸钠晶体的纯度为98.0％。
(3)后处理：将步骤(2)制得的蒸发水再经过石英砂过滤器和活性炭过滤器，进一步除去水中的杂质，再经过阴阳离子交换树脂脱除水中的溶解盐类、颗粒、硬度、活性硅得到纯水。
步骤(2)蒸馏结晶过程得到的蒸发水导电率为1500μs/cm，硝氮含量为500mg/L；步骤(3)经后处理得到的纯水电导率为18μs/cm，氨氮含量为10mg/L，可作为生产过程的中间水使用。
实施例2 含有硝酸铵的废水处理
(1)前处理：来水为含有硝酸铵的废水，硝酸铵浓度为50000mg/L，加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，并将氨气通入回收装置制成氨水。再将pH调整至7.5后，再经过精密过滤器，除去水中的固体悬浮物、胶体、有机物等，减轻后续处理负荷，得前处理水，处理负荷为4吨/天，不连续处理；
(2)蒸发结晶：将步骤(1)得到确定前处理水，置蒸发结晶装置中蒸发，经110℃蒸发结晶后得到硝酸钠晶体，处理负荷为125L/h，过滤，得蒸发水和硝酸钠晶体；经回收得到的硝酸钠晶体的纯度为98.0％。
(3)后处理：将步骤(2)制得的蒸发水再经过石英砂过滤器和活性炭过滤器，进一步除去水中的杂质，再经过阴阳离子交换树脂脱除水中的溶解盐类、颗粒、硬度、活性硅得到纯水。
步骤(2)蒸馏结晶过程得到的蒸发水导电率为1450μs/cm，硝氮含量为450mg/L，步骤(3)经后处理得到的纯水电导率为16μs/cm，氨氮含量为10mg/L，可作为生产过程的中间水使用。
实施例3 含有硝酸铵的废水处理
(1)前处理：来水为含有硝酸铵的废水，硝酸铵浓度为40000mg/L，加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，并将氨气通入回收装置制成氨水。再将pH调整至7后，再经过精密过滤器，除去水中的固体悬浮物、胶体、有机物等，减轻后续处理负荷，得前处理水，处理负荷为4吨/天，不连续处理；
(2)蒸发结晶：将步骤(1)得到确定前处理水，置蒸发结晶装置中蒸发，经100℃蒸发结晶后得到硝酸钠晶体，处理负荷为125L/h，过滤，得蒸发水和硝酸钠晶体；经回收得到的硝酸钠晶体的纯度为98.3％。
(3)后处理：将步骤(2)制得的蒸发水再经过石英砂过滤器和活性炭过滤器，进一步除去水中的杂质，再经过阴阳离子交换树脂脱除水中的溶解盐类、颗粒、硬度、活性硅得到纯水。
步骤(2)蒸馏结晶过程得到的蒸发水导电率为1400μs/cm，硝氮含量为400mg/L，步骤(3)经后处理得到的纯水电导率为15μs/cm，氨氮含量为9mg/L，可作为生产过程的中间水使用。
实施例4 含有硝酸铵的废水处理
(1)前处理：来水为含有硝酸铵的废水，硝酸铵浓度为60000mg/L，加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，并将氨气通入回收装置制成氨水。再将pH调整至7.3后，再经过精密过滤器，除去水中的固体悬浮物、胶体、有机物等，减轻后续处理负荷，得前处理水，处理负荷为4吨/天，不连续处理。；
(2)蒸发结晶：将步骤(1)得到确定前处理水，置蒸发结晶装置中蒸发，经105℃蒸发结晶后得到硝酸钠晶体，处理负荷为125L/h，过滤，得蒸发水和硝酸钠晶体；经回收得到的硝酸钠晶体的纯度为98.1％。
(3)后处理：将步骤(2)制得的蒸发水再经过石英砂过滤器和活性炭过滤器，进一步除去水中的杂质，再经过阴阳离子交换树脂脱除水中的溶解盐类、颗粒、硬度、活性硅得到纯水。
步骤(2)蒸馏结晶过程得到的蒸发水导电率为1400μs/cm，硝氮含量为400mg/L，步骤(3)经后处理得到的纯水电导率为15μs/cm，氨氮含量为10mg/L，可作为生产过程的中间水使用。

Claims (8)

1.一种硝酸铵废水的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)前处理：向硝酸铵废水中先加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，将氨气通入水中形成氨水并回收；经处理过的水先进行pH调整，再经过精密过滤，除去水中的固体悬浮物、胶体、有机物等，减轻后续处理负荷，得前处理水；
(2)蒸发结晶：将步骤(1)得到确定前处理水，置蒸发结晶装置中蒸发，蒸发后的浓缩水待冷却后析出硝酸钠，过滤，得蒸发水和硝酸钠晶体；
(3)后处理：将步骤(2)制得的蒸发水过滤得到纯水。
2.根据权利要求1所述的硝酸铵废水的处理方法，其特征在于步骤(1)所述pH调整范围为6.5～7.5，处理负荷为4吨/天，不连续处理。
3.根据权利要求2所述的硝酸铵废水的处理方法，其特征在于步骤(2)蒸发温度为95～110℃，处理负荷为125L/h。
4.根据权利要求1-3任一项所述的硝酸铵废水的处理方法，其特征在于步骤(3)中所述的过滤方法是：蒸发水经过石英砂过滤器和活性炭过滤器，进一步除去水中的杂质，再经过阴阳离子交换树脂脱除水中的溶解盐类、颗粒、硬度、活性硅得到纯水。
5.根据权利要求4所述的硝酸铵废水的处理方法，其特征在于步骤(3)后处理负荷为0.5吨/小时。
6.一种氨水的制备方法，其特征在于，所述制备方法为权利要求1-3任一项所述的步骤(1)：向硝酸铵废水中先加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，将氨气通入水中形成氨水并回收。
7.一种硝酸钠的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)前处理：向硝酸铵废水中先加入氢氧化钠溶液，使硝酸铵与之反应生成氨气和硝酸钠，再加热到一定温度将其中的氨气赶出，将氨气通入水中形成氨水并回收；经处理过的水先进行pH调整，再经过精密过滤，除去水中的固体悬浮物、胶体、有机物等，减轻后续处理负荷，得前处理水；
(2)蒸发结晶：将步骤(1)得到确定前处理水，置蒸发结晶装置中蒸发，蒸发后的浓缩水待冷却后析出硝酸钠，过滤，得蒸发水和硝酸钠晶体，得到的硝酸钠晶体的纯度98％以上。
8.根据权利要求7所述硝酸钠的制备方法，其特征在于步骤(2)蒸发温度为95～110℃，处理负荷为125L/h。
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