CN110255774A - 含铜高氨氮废水的处理系统及处理工艺 - Google Patents

含铜高氨氮废水的处理系统及处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于冶金废水处理领域，具体涉及一种含铜高氨氮废水的处理系统，包括铜反应器、过滤单元和氨氮分离装置，所述氨氮分离装置包括气液混合单元和气液分离腔，所述铜反应器的出液口与过滤单元的进液口连接，过滤单元的滤液出口与气液混合单元的进液口连接，所述气液混合单元还设有空气进口和出液口，该出液口与气液分离腔的腔室连通，所述气液分离腔的上部和下部分别设置有出气口和出液口。采用上述方案，含铜高氨氮废水先进行铜回收，再进行氨氮分离，氨氮分离过程中调节pH值和空气压缩均在气液混合单元中完成，简化了处理步骤；气液混合后直接喷入分离腔室中，气体向上移动，液体向下聚集，从而实现氨氮气体的分离。

Description

含铜高氨氮废水的处理系统及处理工艺
技术领域
本发明属于冶金废水处理领域，具体涉及一种含铜高氨氮废水的处理系统及处理工艺。
背景技术
贵金属冶炼过程产生的废水水质较为复杂，铜和氨氮含量较传统废水有很大区别，其铜含量一般在8～11g/L，氨氮1500～5000mg/L，包含重金属离子在内的该类废水成份波动范围较大，处理难度高。目前，国内高氨氮废水处理方法应用较多的主要有生物法、化学沉淀法和吹脱法：生物法仅限于处理低浓度氨氮废水，反应时间长，且对反应条件要求较高；化学沉淀法虽然适用于处理高浓度氨氮废水，且脱除效率较高。但处理成本高、沉淀物的处理、新增的磷污染是该方法面临的新难题。在处理高氨氮废水的实际工程应用中，传统的吹脱法存在脱除效率不高、时间长、投资较大，还需要消耗大量蒸汽，运行成本高等不足。因此，亟需寻找一种新的处理含铜高氨氮废水的方法以摆脱目前的困境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含铜高氨氮废水的处理系统，可以同时实现铜废水中铜的回收和氨氮的分离处理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种含铜高氨氮废水的处理系统，包括铜反应器、过滤单元和氨氮分离装置，所述氨氮分离装置包括气液混合单元和气液分离腔，所述铜反应器的出液口与过滤单元的进液口连接，过滤单元的滤液出口与气液混合单元的进液口连接，所述气液混合单元还设有空气进口和出液口，该出液口与气液分离腔的腔室连通，所述气液分离腔的上部和下部分别设置有出气口和出液口。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述处理系统处理含铜高氨氮废水的处理工艺，可以同时实现铜废水中铜的回收和氨氮的分离处理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种利用上述处理系统处理含铜高氨氮废水的处理工艺，包括如下步骤：
a)含铜高氨氮废水进入铜反应槽后，加入铁粉搅拌，反应20～30min，得到废液A；
b)废液A从铜反应槽的出液口进入过滤单元的进液口进行过滤，得到滤液B；
c)滤液B进入气液混合单元，加入碱液调节pH值至9.0～10.5后，气液混合单元开始吸入空气并将空气与废液B压缩混合，形成混合气液C；
d)混合气液C经出液口喷出，进入气液分离腔，空气携带氨氮气体从混合气液C中分离出来并从出气口排出，液体聚集在气液分离腔的腔室下部。
采用上述方案，含铜高氨氮废水先进行铜回收，再进行氨氮分离，氨氮分离过程中调节pH值和空气压缩均在气液混合单元中完成，简化了处理步骤；气液混合后直接喷入分离腔室中，气体向上移动，液体向下聚集，从而实现氨氮气体的分离。
附图说明
图1为本发明的处理系统示意图。
图中：10-铜反应器，11-铜反应器出液口，20-过滤单元，21-过滤单元进液口，22-滤液出口，30-氨氮分离装置，31-气液混合单元，311-气液混合单元进液口，312-空气进口，313-气液混合单元出液口，32-气液分离腔，321-气液分离腔出气口，322-气液分离腔出液口，40-碱液池，41-碱液池出液口，50-循环泵，60-支管
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详述。
一种含铜高氨氮废水的处理系统，包括铜反应器10、过滤单元20和氨氮分离装置30，所述氨氮分离装置30包括气液混合单元31和气液分离腔32，所述铜反应器10的出液口11与过滤单元20的进液口21连接，过滤单元20的滤液出口22与气液混合单元31的进液口311连接，所述气液混合单元31还设有空气进口312和出液口313，该出液口313与气液分离腔32的腔室连通，所述气液分离腔32的上部和下部分别设置有出气口321和出液口322。
作为优选方案，处理系统还包括碱液池40，碱液池40的出液口41与气液混合单元31的进液口311连通。过滤单元20与气液混合单元31之间的连接管路上设置有循环泵50，氨氮反应器30下部设置的出液口与循环泵50的进液口连通。气液分离腔32的出液口322或循环泵50的出液口设有通向出水处理系统的支管60。
其中，气液分离腔32的出气口321与氨氮气体处理系统连通，例如可采用冷凝法回收氨水或硫酸吸收生产硫酸铵等。
进一步地，所述氨氮分离装置30还包括设置在气液分离腔32内部或外部的加热单元33。
所述处理系统处理含铜高氨氮废水的处理工艺，包括如下步骤：
a)含铜高氨氮废水进入铜反应器10后，加入铁粉搅拌，反应20～30min，得到废液A；
b)废液A从铜反应器10的出液口进入过滤单元20的进液口进行过滤，得到滤液B；
c)滤液B进入气液混合单元31，加入碱液调节pH值至9.0～10.5后，气液混合单元31开始吸入空气并将空气与废液B压缩混合，形成混合气液C；
d)混合气液C经出液口313喷出，进入气液分离腔32，空气携带氨氮气体从混合气液C中分离出来并从出气口321排出，同时液体聚集在气液分离腔32的腔室下部。
具体地，所述步骤a)中，废水中铜含量与铁粉加入量的质量比为1：(1.0～1.1)。用具有还原性的铁粉将废水中的铜置换出来，生成海绵铜，经过滤单元过滤后收集再利用。
所述步骤c)中，混合气液C的气液体积比为(5～7):1。向废水中入空气并严格控制气液比，破坏混合气液的气液平衡状态，从而实现氨氮气体的分离。
所述步骤d)中，聚集在气液分离腔32下部的液体从出液口322经循环泵50进入气液混合单元31循环处理3～5次，再经支管60进入下一废水处理系统。循环处理后，废水中氨氮去除率可高达92％以上。进一步地，所述步骤d)中，液体聚集在气液分离腔32下部后，利用加热单元33将液体加热至55～65℃后，再进行循环处理。升温更有利于氨氮气体的分离，去除率可以达到95％以上。

Claims (10)

1.一种含铜高氨氮废水的处理系统，其特征在于：包括铜反应器(10)、过滤单元(20)和氨氮分离装置(30)，所述氨氮分离装置(30)包括气液混合单元(31)和气液分离腔(32)，所述铜反应器(10)的出液口(11)与过滤单元(20)的进液口(21)连接，过滤单元(20)的滤液出口(22)与气液混合单元(31)的进液口(311)连接，所述气液混合单元(31)还设有空气进口(312)和出液口(313)，该出液口(313)与气液分离腔(32)的腔室连通，所述气液分离腔(32)的上部和下部分别设置有出气口(321)和出液口(322)。
2.根据权利要求1所述含铜高氨氮废水的处理系统，其特征在于：处理系统还包括碱液池(40)，碱液池(40)的出液口(41)与气液混合单元(31)的进液口(311)连通。
3.根据权利要求1所述含铜高氨氮废水的处理系统，其特征在于：过滤单元(20)与气液混合单元(31)之间的连接管路上设置有循环泵(50)，氨氮反应器(30)下部设置的出液口与循环泵(50)的进液口连通。
4.根据权利要求3所述含铜高氨氮废水的处理系统，其特征在于：气液分离腔(32)的出液口(322)或循环泵(50)的出液口设有通向出水处理系统的支管(60)。
5.根据权利要求1所述含铜高氨氮废水的处理系统，其特征在于：所述氨氮分离装置(30)还包括设置在气液分离腔(32)内部或外部的加热单元(33)。
6.一种利用如权利要求1～5任一处理系统处理含铜高氨氮废水的处理工艺，包括如下步骤：
a)含铜高氨氮废水进入铜反应器(10)后，加入铁粉搅拌，反应20～30min，得到废液A；
b)废液A从铜反应器(10)的出液口进入过滤单元(20)的进液口进行过滤，得到滤液B；
c)滤液B进入气液混合单元(31)，加入碱液调节pH值至9.0～10.5后，气液混合单元(31)开始吸入空气并将空气与废液B压缩混合，形成混合气液C；
d)混合气液C经出液口(313)喷出，进入气液分离腔(32)，空气携带氨氮气体从混合气液C中分离出来并从出气口(321)排出，同时液体聚集在气液分离腔(32)的腔室下部。
7.根据权利要求6所述的处理工艺，其特征在于：所述步骤a)中，废水中铜含量与铁粉加入量的质量比为1：(1.0～1.1)。
8.根据权利要求6所述的处理工艺，其特征在于：所述步骤c)中，混合气液C的气液体积比为(5～7):1。
9.根据权利要求6所述的处理工艺，其特征在于：所述步骤d)中，聚集在气液分离腔(32)下部的液体从出液口(322)经循环泵(50)进入气液混合单元(31)循环处理3～5次，再经支管(60)进入下一废水处理系统。
10.根据权利要求9所述的处理工艺，其特征在于：所述步骤d)中，液体聚集在气液分离腔(32)下部后，利用加热单元(33)将液体加热至55～65℃后，再进行循环处理。
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