CN109264675A - 一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺及系统 - Google Patents

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杨志雄
陈洪景
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Abstract

本发明公开了一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺，包括：步骤1：硫酸铵废水进入陶瓷膜系统中处理，得陶瓷膜产水和陶瓷膜浓水；步骤2：陶瓷膜浓水经压滤后填埋；步骤3：陶瓷膜产水进入高压反渗透系统中进行浓缩处理，得到高压反渗透产水和高压反渗透浓水；步骤4：高压反渗透产水进入低压反渗透系统进行深度处理，得到低压反渗透产水回用于生产；步骤5：低压反渗透浓水返回与陶瓷膜产水进行混合；步骤6：高压反渗透浓水进入双极膜电渗析系统进行处理，得到氨水和硫酸。本发明还公开了上述工艺所采用的系统。本发明提供了一种可实现氨氮洗涤水零排放的工艺，使硫酸铵废水达到回用的目的，摒弃了传统蒸发处理氨氮洗涤水带来的高额成本。

Description

一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺及系统
技术领域
本发明涉及氨氮洗涤水处理领域，特别涉及一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺及系统。
背景技术
一般使用氨气处理系统，处理含氨废气。经氨气处理系统处理后，含氨废气液化为氨氮洗涤水，再输送至污水处理厂进行后续处理。但氨氮洗涤系统中产生的硫酸铵废水氨氮含量往往超过污水处理厂处理标准。则需采用蒸发法或汽提法预处理硫酸铵废水，使氨氮含量降低至200ppm，方可满足污水处理厂进一步处理的水质要求。
常规蒸发法需采用并流二效蒸发形式，硫酸铵溶液通过蒸发将废水分为水和硫酸铵成品，达到降低废水氨氮含量的目的。该工艺需经过前期预处理降低废水内悬浮物含量，满足蒸发器进水标准。蒸发器整体蒸发能耗极高，且由于硫酸铵本身市场价值不高，蒸发后硫酸铵成品不易销售。
而蒸汽汽提法则是将氨气提至汽提塔塔顶，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200ppm以下，从而达到对硫酸铵废水的预处理。该法对比蒸发法，虽然蒸汽用量较低，但同样存在能耗高，后续废水还需交由污水处理厂处理的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能耗低并可实现零排放的利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺及系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：硫酸铵废水进入陶瓷膜系统中处理，得陶瓷膜产水和陶瓷膜浓水；
步骤2：陶瓷膜浓水经压滤后填埋；
步骤3：陶瓷膜产水进入高压反渗透系统中进行浓缩处理，提升整体硫酸铵含量，降低后续双极膜电渗析系统处理水量，节约一次投资成本，经高压反渗透系统处理后得到高压反渗透产水和高压反渗透浓水；
步骤4：高压反渗透产水进入低压反渗透系统进行深度处理，得到低压反渗透产水回用于生产；
步骤5：低压反渗透浓水返回与陶瓷膜产水进行混合并再次浓缩处理，增加系统回收率；
步骤6：高压反渗透浓水进入双极膜电渗析系统进行处理，得到氨水和硫酸。
进一步地，所述陶瓷膜的孔径为150-300nm。
进一步地，步骤3中高压反渗透系统采用的膜为高压反渗透膜，所述高压反渗透膜的工作压力为50-85bar。
进一步地，步骤4中低压反渗透系统采用的膜为低压反渗透膜，所述低压反渗透膜的工作压力为15-35bar。
进一步地，步骤6中双极膜电渗析系统所采用的双极膜的电压为1.9-2.4v/对，电流为300-500A/㎡。
本发明还公开了一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的系统，包括陶瓷膜预处理系统、高压反渗透系统、低压反渗透系统和双极膜电渗析池。所述陶瓷膜预处理池的进液端连接氨氮洗涤水管，陶瓷膜预处理池内部通过陶瓷膜分隔成第一浓水区和第一产水区，第一产水区通过管道与高压反渗透池的进液端相连。高压反渗透池内部通过高压反渗透膜分隔成第二浓水区和第二产水区，第二浓水区通过管道与双极膜电渗析池的进液端相连，双极膜电渗析池分别通过管道与氨水池及硫酸池相连，第二产水区通过管道与低压反渗透池的进液端相连。低压反渗透池内部通过低压反渗透膜分隔成第三浓水区和第三产水区，第三浓水区通过管道与第一产水区相连，第三浓水区的水与陶瓷膜池的产水进行混合再次浓缩处理，增加整体系统回收率。
进一步地，所述的第一浓水区通过管道连接至压滤机，经压滤机压滤后填埋。
进一步地，所述高压反渗透膜的工作压力为50-85bar。
进一步地，所述低压反渗透膜的工作压力为15-35bar。
本发明具有如下有益效果：通过双极膜将浓缩后料液制成硫酸和氨水回用至工艺中，通过低压反渗透系统对产水的深度处理得到回用水；使硫酸铵废水达到回用的目的，摒弃蒸发带来的高额成本，与污水处理厂处理的巨大压力。使该股废水经处理转化为工艺回用水、氨水、硫酸真正达到零排放目的。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
主要组件符号说明：1、陶瓷膜预处理系统；10、陶瓷膜；101、第一浓水区；102、第一产水区；2、高压反渗透系统；20、高压反渗透膜；201、第二浓水区；202、第二产水区；3、低压反渗透系统；30、低压反渗透膜；301、第三浓水区；302、第三产水区；4、双极膜电渗析系统；5、压滤机；6、氨水池；7、硫酸池。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的系统，包括陶瓷膜预处理系统1、高压反渗透系统2、低压反渗透系统3和双极膜电渗析系统4。陶瓷膜预处理系统1的进液端连接氨氮洗涤水管，陶瓷膜预处理系统1内部通过陶瓷膜10分隔成第一浓水区101和第一产水区102，陶瓷膜10的孔径为200nm，第一浓水区101通过管道连接至压滤机5，经压滤机压滤后填埋，第一产水区101通过管道与高压反渗透系统2的进液端相连。
高压反渗透系统2内部通过高压反渗透膜20分隔成第二浓水区201和第二产水区202，高压反渗透膜20为工作压力为60bar的卷式膜，第二浓水区201通过管道与双极膜电渗析系统4的进液端相连，第二产水区202通过管道与低压反渗透系统3的进液端相连。低压反渗透系统3内部通过低压反渗透膜30分隔成第三浓水区301和第三产水区302，低压反渗透膜30为工作压力为25bar的卷式膜。第三浓水区301通过管道与第一产水区102相连，第三浓水区301的水与陶瓷膜系统的产水进行混合再次浓缩处理，增加整体系统回收率，第三产水区302的水直接进行工艺回用。双极膜电渗析系统4的出液端分别通过管道与氨水池6及硫酸池7相连。
本发明所述的利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺，包括如下步骤：
步骤1：硫酸铵废水进入陶瓷膜系统1中处理，得陶瓷膜产水和陶瓷膜浓水，采用的陶瓷膜10的孔径为200nm；
步骤2：陶瓷膜浓水经压滤后填埋；
步骤3：陶瓷膜产水进入高压反渗透系统2中进行浓缩处理，提升整体硫酸铵含量，降低后续双极膜电渗析系统处理水量，节约一次投资成本，经高压反渗透系统2处理后得到高压反渗透产水和高压反渗透浓水；
步骤4：高压反渗透产水进入低压反渗透系统3进行深度处理，得到低压反渗透产水回用于生产；
步骤5：低压反渗透浓水返回与陶瓷膜产水进行混合并再次浓缩处理，增加系统回收率；
步骤6：高压反渗透浓水进入双极膜电渗析系统4进行处理，得到氨水和硫酸。
表1为氨水和硫酸制备过程中的部分检测数据，表2为双极膜设备的部分检测数据：
表1
表2
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：硫酸铵废水进入陶瓷膜系统中处理，得陶瓷膜产水和陶瓷膜浓水；
步骤2：陶瓷膜浓水经压滤后填埋；
步骤3：陶瓷膜产水进入高压反渗透系统中进行浓缩处理，得到高压反渗透产水和高压反渗透浓水；
步骤4：高压反渗透产水进入低压反渗透系统进行深度处理，得到低压反渗透产水回用于生产；
步骤5：低压反渗透浓水返回与陶瓷膜产水进行混合并再次浓缩处理，增加系统回收率；
步骤6：高压反渗透浓水进入双极膜电渗析系统进行处理，得到氨水和硫酸。
2.如权利要求1所述的一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺，其特征在于：所述陶瓷膜的孔径为150-300nm。
3.如权利要求1所述的一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺，其特征在于：步骤3中高压反渗透系统采用的膜为高压反渗透膜，所述高压反渗透膜的工作压力为50-85bar。
4.如权利要求1所述的一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺，其特征在于：步骤4中低压反渗透系统采用的膜为低压反渗透膜，所述低压反渗透膜的工作压力为15-35bar。
5.如权利要求1所述的一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的工艺，其特征在于：步骤6中双极膜电渗析系统所采用的双极膜的电压为1.9-2.4v/对，电流为300-500A/㎡。
6.一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的系统，其特征在于：包括陶瓷膜预处理系统、高压反渗透系统、低压反渗透系统和双极膜电渗析池，所述陶瓷膜预处理池的进液端连接氨氮洗涤水管，陶瓷膜预处理池内部通过陶瓷膜分隔成第一浓水区和第一产水区，第一产水区通过管道与高压反渗透池的进液端相连，高压反渗透池内部通过高压反渗透膜分隔成第二浓水区和第二产水区，第二浓水区通过管道与双极膜电渗析池的进液端相连，双极膜电渗析池分别通过管道与氨水池及硫酸池相连，第二产水区通过管道与低压反渗透池的进液端相连，低压反渗透池内部通过低压反渗透膜分隔成第三浓水区和第三产水区，第三浓水区通过管道与第一产水区相连。
7.如权利要求6所述的一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的系统，其特征在于：所述的第一浓水区通过管道连接至压滤机。
8.如权利要求6所述的一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的系统，其特征在于：所述高压反渗透膜的工作压力为50-85bar。
9.如权利要求6所述的一种利用氨氮洗涤水制备氨水和硫酸的系统，其特征在于：所述低压反渗透膜的工作压力为15-35bar。
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