申请日2013.08.22
公开(公告)日2013.12.25
IPC分类号C01C1/10; C02F9/10
摘要
本发明涉及一种含高浓度氨氮和重金属离子废水的物料回收方法及其废水处理系统，包括调整pH值、蒸氨处理、沉淀处理、蒸发处理等步骤，还涉及一种相应的处理系统。本发明中在使用碱液对金属离子进行沉淀后，继续加入硫化钠，进一步去除废液中残留的金属离子，使其达到排放的标准;另一方面，将废水处理过程中产生的浓氨水、固体沉淀等回收处理，能够有效降低对环境产生的危害，并且产生一定的经济效益。
权利要求书
1.一种含高浓度氨氮和重金属离子废水的处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(a)调整pH值：向所述的废水中加入碱液，将其pH值调节为9.5~11，并与其中的重金属离子充分反应得一级上清液和沉淀，所述的沉淀经过滤、干化后回收，所得的滤液与一级上清液合并成混合液;
(b)蒸氨处理：向步骤(a)所述混合液中加入碱液，调节pH值为9~10，随后加热蒸发混合液，对其中的氨进行蒸馏回收;
(c)沉淀处理：向步骤(b)处理后的出水中分别加入硫化钠、混凝剂、絮凝剂，静置沉淀得二级上清液和污泥，进一步去除废水中的重金属离子及固体颗粒物，所述的污泥经过滤、干化后回收，所得的滤液与二级上清液合并;
(d)蒸发处理：将步骤(c)所得出水进行蒸发处理，处理后所得一部分为结晶浓缩液，另一部分为冷凝液，所述结晶浓缩液经离心分离，结晶析盐回收处理，分离液重新进行蒸发处理，所述冷凝液，加入消毒液，灭菌后回收利用或外排。
2.根据权利要求1所述的含高浓度氨氮和重金属离子废水的处理方法，其特征在于：所述的步骤(a)中，重金属离子为铜离子、钼离子、镍离子、锌离子、银离子、铂离子、钴离子、镉离子中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的含高浓度氨氮和重金属离子废水的处理方法，其特征在于：所述的步骤(c)中，硫化钠、混凝剂、絮凝剂的加入量分别为20~100ppm、30~100ppm、1~10ppm。
4.根据权利要求1所述的含高浓度氨氮和重金属离子废水的处理方法，其特征在于：所述的步骤(c)中，混合液采用饱和蒸汽进行加热。
5.一种含高浓度氨氮和重金属离子废水的处理系统，其特征在于：它包括依次连接的收集池(1)、pH调整池(2)、批式沉淀池(3)、滤液池(4)、蒸氨装置(5)、混凝反应槽(6)、絮凝反应槽(7)、污泥池(8)、中间水池(9)、三效蒸发装置(10)、袋式过滤器(11)、氧化槽(12)，其中所述的pH调整池(2)用于接收碱液从而调节废水的pH值，所述的混凝反应槽(6)、絮凝反应槽(7)分别用于接收硫化钠、混凝剂以及絮凝剂，使得废水中残留的金属离子、固体颗粒沉降下来，净化水质，所述的氧化槽(12)用于接收消毒液从而对废水进行杀菌消毒，所述的中间水池(9)和三效蒸发装置(10)循环连接用于将产生的分离液导入中间水池(9)中;它还包括连接批式沉淀池(3)和滤液池(4)用于将沉淀进行固液分离的过滤器(13)、连接污泥池(8)和中间水池(9)用于将污泥进行固液分离的过滤器(13’)。
6.根据权利要求5所述的含高浓度氨氮和重金属离子废水的处理系统，其特征在于：所述的蒸氨装置(5)包括贫富氨水换热器(501)、氨水加热器(502)、蒸氨塔(503)、冷凝冷却器(504)、浓氨水槽(505)、废水冷却器(506)，其中所述的贫富氨水换热器(501)、废水冷却器(506)分别与滤液池(4)、混凝反应槽(6)相连接，所述的贫富氨水换热器(501)、氨水加热器(502)、蒸氨塔(503)、冷凝冷却器(504)、浓氨水槽(505)依次连接。
说明书
含高浓度氨氮和重金属离子废水的物料回收方法及处理系统
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体地涉及一种含高浓度氨氮和重金属离子废水的物料回收方法及其废水处理系统。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，人们在化工领域的探索越来越深入，各种复杂的、高浓度的工业生产废水也随之产生。例如在冶金、电镀、电池等行业中，常产生高浓度氨氮废水，同时其中还含有高浓度无机盐和重金属离子。虽然氨氮可以通过将溶液pH 调节至碱性，然后采用蒸发处理将氨分子转移至气相，从而实现水中氨氮的脱除。然而当水中存在能够发生氨络合的重金属离子时，氨与重金属离子形成配位键，因而在脱氨过程中，不仅需要克服分子间作用力，还需要破坏配位键，分离难度大大提高。
公开号为CN 102942280 A的中国发明专利公开了一种高浓度氨氮废水中重金属氨络合物的解络合方法，包括如下步骤：在含重金属高浓度氨氮废水中加入碱性物质，使铵离子转化为氨分子，并存在多余的氢氧根离子;通过控制输入汽提塔的蒸汽流量与蒸汽压力来控制汽提塔的温度分布，使液体在汽提塔内一定的温度区域保持一定的停留时间，使重金属氨络合物分解，重金属离子与废水中多余的氢氧根离子结合，生成沉淀。然而采用该方法处理的废水中仍然还有一定量的金属离子，达不到排放的标准，而且废水中的重金属离子和氮元素大多都有使用价值，本着减少污染、废物利用及节约成本的原则应对废水中有价值的物料加以处理回用。因此开发更加安全、经济、高效的适用于含高浓度氨氮和重金属离子废水的处理回收技术，实现工业废水的回收利用，达标废物零排放，对环境保护、提高人民的生活水平和企业的发展具有重要的战略意义和现实意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种有效去除工业废水中的氨氮和重金属离子，并对其进行回收的方法。
为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：一种含高浓度氨氮和重金属离子废水的处理方法，它包括以下步骤：
(a)调整pH值：向所述的废水中加入碱液，将其pH值调节为9.5~11，并与其中的重金属离子充分反应得一级上清液和沉淀，所述的沉淀经过滤、干化后回收，所得的滤液与一级上清液合并成混合液;
(b)蒸氨处理：向步骤(a)所述混合液中加入碱液，调节pH值为9~10，随后加热蒸发混合液，对其中的氨进行蒸馏回收;
(c)沉淀处理：向步骤(b)处理后的出水中分别加入硫化钠、混凝剂、絮凝剂，静置沉淀得二级上清液和污泥，进一步去除废水中的重金属离子及固体颗粒物，所述的污泥经过滤、干化后回收，所得的滤液与二级上清液合并;
(d)蒸发处理：将步骤(c)所得出水进行蒸发处理，处理后所得一部分为结晶浓缩液，另一部分为冷凝液，所述结晶浓缩液经离心分离，结晶析盐回收处理，分离液重新进行蒸发处理，所述冷凝液，加入消毒液，灭菌后回收利用或外排;
优化地，所述的步骤(a)中，重金属离子为铜离子、钼离子、镍离子、锌离子、银离子、铂离子、钴离子、镉离子中的一种或几种，能够与OH-及硫化钠形成沉淀，有利于金属离子的去除。
优化地，所述的步骤(c)中，硫化钠、混凝剂、絮凝剂的加入量分别为20~100ppm、30~100ppm、1~10ppm，节约用量，降低成本。
优化地，所述的步骤(c)中，混合液采用饱和蒸汽进行加热，方便后续步骤的操作。
本发明还提供一种含高浓度氨氮和重金属离子废水的处理系统，它包括依次连接的收集池、pH调整池、批式沉淀池、滤液池、蒸氨装置、混凝反应槽、絮凝反应槽、污泥池、中间水池、三效蒸发装置、袋式过滤器、氧化槽，其中所述的pH调整池用于接收碱液从而调节废水的pH值，所述的混凝反应槽、絮凝反应槽分别用于接收硫化钠、混凝剂以及絮凝剂，使得废水中残留的金属离子、固体颗粒沉降下来，净化水质，所述的氧化槽用于接收消毒液从而对废水进行杀菌消毒，所述的中间水池和三效蒸发装置循环连接用于将产生的分离液导入中间水池中;它还包括连接批式沉淀池和滤液池用于将沉淀进行固液分离的过滤器、连接污泥池和中间水池用于将污泥进行固液分离的过滤器。
优化地，所述的蒸氨装置包括贫富氨水换热器、氨水加热器、蒸氨塔、冷凝冷却器、浓氨水槽、废水冷却器，其中所述的贫富氨水换热器、废水冷却器分别与滤液池、混凝反应槽相连接，所述的贫富氨水换热器、氨水加热器、蒸氨塔、冷凝冷却器、浓氨水槽依次连接，优化了蒸氨装置的结构，有利于废水中氨氮的有效去除，并且方便对氨氮的回收。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明含高浓度氨氮和重金属离子废水的处理方法在使用碱液对金属离子进行沉淀后，继续加入硫化钠，进一步去除废液中残留的金属离子，使其达到排放的标准;另一方面，将废水处理过程中产生的浓氨水、固体沉淀等回收处理，能够有效降低对环境产生的危害，并且产生一定的经济效益。