CN113526729A

CN113526729A - 一种高氨氮废水处理方法

Info

Publication number: CN113526729A
Application number: CN202110836268.9A
Authority: CN
Inventors: 徐乐昌; 吴名涛; 周磊
Original assignee: Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy of CNNC
Current assignee: Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy of CNNC
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2021-10-22

Abstract

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种高氨氮废水处理方法。本发明提供了一种高氨氮废水处理方法，包括以下步骤：将高氨氮废水进行吹脱处理，得到初级处理废水；所述高氨氮废水中含有氯离子；所述高氨氮废水中氨氮的浓度不低于1000mg/L；将所述初级处理废水电氧化至氨氮达标。本发明将高氨氮废水进行吹脱除去部分氨氮，然后进行电氧化，将废水中氯离子氧化为次氯酸根，利用次氯酸根将铵根离子氧化为氮气进一步除去废水中的氨氮，从而使废水中氨氮达到排放标准。

Description

一种高氨氮废水处理方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种高氨氮废水处理方法。

背景技术

在铍矿硫酸法湿法冶炼过程中，氨水作为一种pH值调节试剂以及化学反应试剂，被广泛应用于pH值调节和原料中铝的选择性去除中。因此，铍矿湿法冶炼废水中含有1000mg/L以上的氨氮。

含有大量氨氮的废水直接排入水体不仅会引起水体富营养化、造成水体黑臭，甚至对人体及生物产生毒害作用。目前大多采用吹脱法除去废水中的氨氮。吹脱法就是利用废水中氨氮存在着的动态平衡关系，通过在反应中打破平衡关系，达到去除氨氮的目的。例如中国专利CN202011013571.0公开了一种氨氮废水处理方法。该方明专利采用顶部喷淋，底部空气吹脱的方法，大幅度降低了废水中氨氮的浓度，但未达到15mg/L的排放标准。传统的吹脱法对于中高浓度(600mg/L以上)的氨氮废水的脱除效率不高，经过传统的空气吹脱法处理后，尚不能达标排放。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高氨氮废水处理方法，本发明将吹脱法和电氧化法相结合，能够除去高氨氮废水中的氨氮使废水达标排放。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高氨氮废水处理方法，包括以下步骤：

将高氨氮废水进行吹脱处理，得到初级处理废水；所述高氨氮废水中含有氯离子；所述高氨氮废水中氨氮的浓度不低于1000mg/L；

将所述初级处理废水电氧化至氨氮达标。

优选的，所述电氧化用阳极为形稳性阳极；所述形稳性阳极包括石墨、Ti/RuO₂-IrO₂或Ti/RuO₂-IrO₂-SnO₂。

优选的，所述电氧化用阴极包括钛板。

优选的，所述电氧化的阳极和阴极之间的间距为3～10cm；所述电氧化的电流密度为20～40mA/cm²，时间为6h以下。

优选的，所述高氨氮废水中氯离子的浓度为1500～3500mg/L。

优选的，所述吹脱处理包括以下步骤：

调节高氨氮废水的pH值为9.5～12后进行吹气；

将吹气得到的氨气进行吸收。

优选的，调节pH值用pH值调节剂包括石灰石、氧化钙、氢氧化钠和氢氧化钙中的一种或多种。

优选的，所述高氨氮废水中氨氮的浓度为1000～4000mg/L

优选的，所述电氧化至氨氮达标后还包括：调节电氧化出水的pH值为6～9。

本发明提供了一种高氨氮废水处理方法，包括以下步骤：将高氨氮废水进行吹脱处理，得到初级处理废水；所述氨氮废水中含有氯离子；所述高氨氮废水中氨氮的浓度不低于1000mg/L；将所述初级处理废水电氧化至氨氮达标。本发明将高氨氮废水进行吹脱除去部分氨氮，然后进行电氧化，将废水中氯离子氧化为次氯酸根，利用次氯酸根将铵根离子氧化为氮气进一步除去废水中的氨氮，从而使废水中氨氮达到排放标准。

附图说明

图1为高氨氮废水处理流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种高氨氮废水处理方法，包括以下步骤：

将高氨氮废水进行吹脱处理，得到初级处理废水；所述氨氮废水中含有氯离子；所述高氨氮废水中氨氮的浓度不低于1000mg/L；

将所述初级处理废水电氧化至氨氮达标。

本发明将高氨氮废水进行吹脱处理，得到初级处理废水；所述氨氮废水中含有氯离子；所述高氨氮废水中氨氮的浓度不低于1000mg/L。在本发明中，所述氯离子的浓度优选为1500～3500mg/L，更优选为2400～2500mg/L。在本发明中，所述高氨氮废水中氨氮的浓度优选为1000～4000mg/L，更优选为2000～3000mg/L。

本发明的实施例中所述高氨氮废水中优选还包括表1中的离子。

表1实施例中高氨氮废水组成

组分	含量
		电导率(mS/cm)	42.91
Al<sup>3+</sup>(mg/L)	<0.01
		Mn<sup>2+</sup>(mg/L)	0.01
COD(mg/L)	324
		NH4<sup>+</sup>-N(mg/L)	1163
Cu<sup>2+</sup>(mg/L)	<0.01
		Ca<sup>2+</sup>(mg/L)	35.6
Mg<sup>2+</sup>(mg/L)	8.41
		As<sup>5+</sup>/As<sup>3+</sup>(mg/L)	<0.008
Zn<sup>2+</sup>(mg/L)	0.09
		Cd<sup>2+</sup>(mg/L)	<0.004
Pb<sup>2+</sup>(mg/L)	<0.005
		Cl-(mg/L)	2498.04
Na<sup>+</sup>(mg/L)	13780

在本发明中，所述高氨氮废水优选来自铍矿硫酸法湿法冶炼过程中、化肥生产过程中或石化、制药领域产生的废水。

在本发明中，所述吹脱处理优选包括以下步骤：

调节高氨氮废水的pH值为9.5～12后进行吹气；

将吹气得到的氨气进行吸收。

本发明调节高氨氮废水的pH值为9.5～12后进行吹气。在本发明中，调节pH值后的废水的pH值优选为9.5～12，更优选为10～11。在本发明中，调节pH值用pH值调节剂优选包括石灰石、氧化钙、氢氧化钠和氢氧化钙中的一种或多种，更优选为氢氧化钠和/或氢氧化钙。当pH值调节剂包括两种以上上述具体物质，本发明对具体物质的配比无特殊限定，只要能够使高氨氮废水的pH值达到所需值即可。本发明对所述pH值调节剂的用量无特殊限定，只要能够使高氨氮废水的pH值在9.5～12即可。本发明对所述吹脱方式或装置无特殊限定采用本领域常规的方式或装置即可。

本发明将吹气得到的氨气进行吸收。在本发明中，所述吸收优选为溶液吸收，所述溶液优选包括草酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液或硝酸溶液，更优选为硫酸溶液或盐酸溶液。在本发明中，所述草酸溶液的浓度优选为15～35％，更优选为20～30％；所述硫酸溶液的浓度优选为3～10％，更优选为5～7％；所述盐酸溶液的浓度优选为7～30％，更优选为15～20％；所述硝酸溶液的浓度优选为3～10％，更优选为5～7％。在本发明中，所述吸收优选为吸收塔吸收，进气方式为底部进气。

在本发明中，所述初级处理废水中氨氮的浓度优选为400～600mg/L，更优选为430～541mg/L。

得到初级处理废水后，本发明将所述初级处理废水电氧化至氨氮达标。在本发明中，所述电氧化后的废水中氨氮达排放标准。在本发明中，所述电氧化用阳极优选为形稳性阳极；所述形稳性阳极优选包括石墨、Ti/RuO₂-IrO₂或Ti/RuO₂-IrO₂-SnO₂，更优选为Ti/RuO₂-IrO₂或Ti/RuO₂-IrO₂-SnO₂。在本发明中，所述电氧化用阴极优选包括钛板。在本发明中，所述电氧化的阳极和阴极之间的间距优选为3～10cm，更优选为5～8cm；所述电氧化的电流密度优选为20～40mA/cm²，更优选为25～30mA/cm²；时间优选为6h以下，更优选为2～5h。

电化学氧化借助外加电压作用把电能转化为化学能，对废水中的有机物或无机物进行氧化还原反应。电氧化过程中，电流通过平行阴、阳电极板进入水中，电极板的材料会影响不同组成废水的电氧化效果。本发明在上述限定的阳极和阴极作用在较低的电流密度经过较短时间的电氧化即可将废水中的氨氮除去。

在本发明中，当进行一次电氧化后，电氧化出水中氨氮不达标时优选循环进行电氧化。在本发明中，所述循环的次数优选为1～4次，更优选为2～3次。

本发明经过电氧化将废水中的氯离子氧化为次氯酸，生成的次氯酸将铵根离子氧化为氮气排出，从而进一步除去废水中的氨氮。

在本发明中，所述电氧化至氨氮达标后优选还包括：调节电氧化出水的pH值为6～9。电氧化出水的pH值为8.5～10，不满足废水关于pH值的排放标准，为了保证达标排放调节电氧化出水的pH值为6～9。本发明对调节pH值用pH值调节剂的种类和用量无特殊限定，只要能够达到所需的pH值范围即可。

本发明通过吹脱法与电氧化的方法相结合，实现除去高浓度氨氮废水中的氨氮，本发明提供的处理方法具有较高的处理效率。由实施例的结果可知，采用本发明提供的处理方法对铍矿冶炼产生的高氨氮废水的去除效果良好，处理后的废水可以达到工业废水允许排放标准。

本发明按照图1所示工艺流程对铍矿冶炼废水进行处理。利用碱性物质调节高氨氮废水的pH值为9.5～12，以空气为气源进行吹脱，除去部分氨氮，得到初级处理废水，吹脱得到的氨气由酸液吸收；将初级处理废水电氧化后进行pH回调，达标外排。当进行一次电氧化后，电氧化出水中氨氮不达标时循环进行电氧化，直到电氧化出水中氨氮达标排放。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

利用氢氧化钠调节氨氮浓度为1163mg/L、氯离子浓度为2498.04的铍矿冶炼废水的pH值为11，利用空气进行吹脱，利用浓度为5％的硫酸溶液回收吹脱出来的氨气；

将吹脱后的废水进行电氧化，电氧化的阳极为Ti/RuO₂-IrO₂，阴极为钛板，电流密度为20mA/cm²，阳极和阴极的间距为5cm，电氧化时间为5h；

调节电氧化的出水的pH值为7.4，使废水达标排放。

实施例2

将吹脱后的废水进行电氧化，电氧化的阳极为Ti/RuO₂-IrO₂-SnO₂，阴极为钛板，电流密度为20mA/cm²，阳极和阴极的间距为5cm，电氧化时间为4h；

调节电氧化的出水的pH值为7，使废水达标排放。

实施例3

利用氢氧化钠调节氨氮浓度为1163mg/L、氯离子浓度为2498.04的铍矿冶炼废水的pH值为12，利用空气进行吹脱，利用浓度为6％的硫酸溶液回收吹脱出来的氨气；

将吹脱后的废水进行电氧化，电氧化的阳极为Ti/RuO₂-IrO₂-SnO₂，阴极为钛板，电流密度为30mA/cm²，阳极和阴极的间距为10cm，电氧化时间为4h；

调节电氧化的出水的pH值为7.4，使废水达标排放。

对比例1

按照实施例1的方法对废水进行处理，不同之处在于，阳极为石墨，阴极为石墨，电流密度为20mA/cm²，阳极和阴极的间距为5cm，电氧化时间为5h。

利用气相分子吸收光谱仪检测实施例1～3和对比例1处理后废水中氨氮的浓度，其结果利于表2中。

表2实施例1～3和对比例1中处理后废水中氨氮浓度的变化

由表2的数据可知，按照本发明提供的处理方法处理高氨氮废水能够将废水中的氨氮浓度控制在15mg/L以下，使废水实现氨氮达标排放。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims

1.一种高氨氮废水处理方法，包括以下步骤：

将所述初级处理废水电氧化至氨氮达标。

2.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述电氧化用阳极为形稳性阳极；所述形稳性阳极包括石墨、Ti/RuO₂-IrO₂或Ti/RuO₂-IrO₂-SnO₂。

3.根据权利要求1或2所述处理方法，其特征在于，所述电氧化用阴极包括钛板。

4.根据权利要求1～3任一项所述处理方法，其特征在于，所述电氧化的阳极和阴极之间的间距为3～10cm；所述电氧化的电流密度为20～40mA/cm²，时间为6h以下。

5.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述高氨氮废水中氯离子的浓度为1500～3500mg/L。

6.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述吹脱处理包括以下步骤：

调节高氨氮废水的pH值为9.5～12后进行吹气；

将吹气得到的氨气进行吸收。

7.根据权利要求6所述处理方法，其特征在于，调节pH值用pH值调节剂包括石灰石、氧化钙、氢氧化钠和氢氧化钙中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述高氨氮废水中氨氮的浓度为1000～4000mg/L。

9.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述电氧化至氨氮达标后还包括：调节电氧化出水的pH值为6～9。