吹脫-水解法處理鎳氨廢水的製作方法
2023-05-02 05:34:21
專利名稱：吹脫-水解法處理鎳氨廢水的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鎳氨廢水處理方法，特別是涉及採用吹脫-水解法處理 含鎳氨配離子的廢水，氨吹脫與鎳離子水解同時進行，出水中鎳、氨濃度
達到《汙水綜合排放標準》(GB8978 — 1996)，屬於環境工程領域。
背景技術：
氨氮廢水來源多，且排放量較大。排放高濃度氨氮廢水的有鋼鐵、煉油、 化肥、無機化工、鐵合金、玻璃製造、肉類加工和飼料生產等工業。目前處
理氨氮廢水的主要技術有吹脫法、折點加氯法、離子交換法、化學沉澱法、 液膜法、電滲析法、催化溼式氧化法和生物法。吹脫法適合處理高濃度氨氮 廢水，氨氮的去除率高、去除效果穩定、操作靈活、佔地小等優點，主要缺 點是溫度影響比較大，在北方寒冷季節效率會大大降低。折點氯化法用於廢 水的深度處理，脫氮率高、設備投資少、反應迅速完全，並有消毒作用。但 液氯安全使用和貯存要求高，對pH要求也很高，產生的水需加鹼中和，因此 處理成本高。另外副產物氯胺和氯代有機物會造成二次汙染。離子交換法具 有投資省、工藝簡單、佔地小操作較為方便、溫度和毒物對脫氮率影響小等
優點，適用於中低濃度的氨氮廢水(〈500mg/L)，對於高濃度的氨氮廢水，會 因樹脂再生頻繁而造成操作困難。離子交換法去除率高，但再生液為高濃度 氨氮廢水，仍需進一步處理。反滲透膜法具有處理效率高、工藝流程短、易 控制、使用靈活、佔地面積小等優點，目前反滲透主要用於處理飲用水，對 於成分較複雜的工業廢水，不僅需要預處理，並且對膜的質量要求也比較高。 催化溼式氧化法具有淨化效率高、流程簡單、佔地面積少等特點。但這種方 法對溫度、壓力、催化劑等條件要求非常嚴格，反應設備須抗酸抗鹼耐高壓， 一次性投資巨大，而且處理水量較大時費用很高。液膜法具有工藝設備簡單， 選擇性高，耗能少，乳液可再生，但液膜穩定性差。電滲析法具有技術可靠， 操作費用低，佔地面積小等優點，但膜分離效率隨著時間衰退需定期更換。 土壤灌溉是把低濃度的氨氮廢水(〈50mg/L)作為農作物的肥料來使用，既為汙灌區農業提供了穩定的水源，又避免了水體富營養化，提高了水資源利用率。 但用於土壤灌溉的廢水必須經過預處理，去除病菌、重金屬、酚類、氰化物、 油類等有害物質，防止對地面、地下水的汙染及病菌的傳播。生物脫氮技術 應用比較廣泛， 一般包括硝化和反硝化，但常規生物處理高濃度氨氮廢水有 很大困難。固定化技術去除廢水中的氨氮，具有效率高、穩定性強、生物濃 度高、能保持高效菌種等優點，因此在水處理領域有廣闊的應用前景，但還
存在著許多待解決的問題，如開發性能更為優良的固定化載體；反應器中生 物投加量的確定；在實際廢水中應用的穩定性；開發多種生物共生的固定化 載體等。
當廢水中既含有氨氮，同時還含有重金屬時，重金屬離子與氨氮會生成 穩定的配合離子，加大了處理的難度。鎳氨廢水主要來源於化工、冶金和電 鍍等行業。廢水中由於pH值較高，所以鎳和氨以[Ni(NH3)6]2+配合離子形式存 在，該配合離子很穩定(穩定常數10871)能存在於很高的pH值下，這給傳統 的含鎳廢水處理方法和氨氮廢水處理方法帶來了困難。
發明內容
為了克服吹脫法、化學沉澱法、離子交換法、液膜法和電滲析法等直接 處理鎳氨廢水中的鎳、氨處理效果差的缺點，本發明提出吹脫一水解法同時 處理鎳氨廢水的鎳與氨，出水中鎳濃度和氨濃度達到國家《汙水綜合排放標 準》(GB8978-1996)。
吹脫一水解法處理鎳氨廢水，其工藝過程為將鎳氨廢水預熱至35 — 60'C，將曝氣器放入廢水中曝氣60—120分鐘，詞時調節空氣流速為氣液體 積比550—650，吹脫的同時用質量百分比為10%的NaOH溶液調節體系pH值 為10—12。吹脫出的氨氣用0.5mol/L的稀硫酸吸收生成硫酸氨回收利用，防 止二次汙染。含鎳沉渣經壓濾回收鎳。脫鎳脫氨後的淨化水鎳、氨的殘留濃 度達到國家《汙水綜合排放標準》(GB8978 — 1996)，回用或排放。
所述的鎳氨廢水為來源於化工、冶金和電鍍等行業的廢水，其中含鎳1 一200mg/L、含氨15—3000mg/L，鎳和氨以[Ni (朋3)6]2+配合離子形式存在，傳 統的含鎳廢水處理方法和氨氮廢水處理方法均無法有效處理的廢水。
本發明以鎳氨廢水為處理對象，直接對其吹脫，同時加鹼水解。在吹脫 氨的過程中Ni2+離子能從鎳氨配離子中游離出來，通過調節體系pH值，使鎳離子水解，沉澱，達到同時去除其中鎳和氨的目的。吹脫後的淨化水達標排 放，而氨氣則進行吸收防治二次汙染，渣可以進行鎳的回收。該發明工藝簡
單、操作簡便，同時去除廢水中的鎳和氨，且鎳和氨的去除率都達到98%以上。
圖l:鎳氨廢水吹脫一水解法處理工藝流程。
具體實施例方式
以下實施例或實施方式旨在進一步說明本發明，而不是對本發明的限定。 實施例l
將200ml含鎳0. 13g/L,氨2. Og/L， pH值9. 42的鎳氨廢水置於吹脫裝置 中，預熱至4(TC，將曝氣器放入廢水中曝氣吹脫氨，調節空氣流速為氣液體 積比600 (空氣流量為0.12m7h)，並控制吹脫溫度4(TC，同時加入石灰乳調 節體系的pH值為11，吹脫後的尾氣用0. 5mol/L的H2S04吸收，吹脫二個小時 後檢測到水中的鎳濃度為0.23 mg/L，氨為25.4mg/L,低於國家《汙水綜合 排放標準》(GB8978-1996)。 實施例2
將200ml含鎳0. 13g/L，氨2. Og/L， pH值9. 42的鎳氨廢水置於吹脫裝置 中，預熱至6(TC，將曝氣器放入廢水中曝氣吹脫，調節空氣流速為氣液體積 比600 (空氣流量為O. 12mVh)，並控制吹脫溫度60'C，同時加入石灰乳調節 體系的pH值為ll,吹脫後的尾氣用0.5mol/L的H2S04吸收，吹脫一個小時後 檢測到水中的殘留鎳濃度為0. 19 mg/L，氨為29. 7mg/L，去除率分別為99. 85% 和98.52%，低於國家《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)。 實施例3
工藝過程同實施例2，控制條件為吹脫溫度6(TC，體系pH值為ll，吹 脫空氣流量控制氣液體積比600,分別吹脫1.5h和2h。吹脫後水中剩餘氨濃 度分別為25. 81mg/L和5. 02mg/L，Nr離子濃度分別為0. 23mg/L和0. 25mg/L， 出水pH值分別為9. 90和9. 86。吹脫出的氨氣用0. 5mol/L的稀貼04吸收， 氨氣的吸收率分別為78. 76%和72. 33%。
權利要求
1、吹脫—水解法處理鎳氨廢水，其特徵在於將鎳氨廢水預熱至35—60℃，將曝氣器放入廢水中曝氣60—120分鐘，同時調節空氣流速為氣液體積比550—650，吹脫的同時調節體系pH值為10—12；吹脫出的氨氣用稀硫酸吸收生成硫酸氨回收利用，含鎳沉渣經壓濾回收鎳。
2. 根據權利要求1所述的吹脫一水解法處理鎳氨廢水，其特徵在於所述 的鎳氨廢水為來源於化工、冶金和電鍍等行業的廢水，其中含鎳l一200mg/L、 含氨15-3000mg/L，鎳和氨以[Ni她3)6]2+配合離子形式存在，傳統的含鎳廢 水處理方法和氨氮廢水處理方法均無法有效處理的廢水。
3. 根據權利要求1所述的吹脫一水解法處理鎳氨廢水，其特徵在於調節 體系pH值所用NaOH溶液的質量百分比為10%。
4. 根據權利要求1所述的吹脫一水解法處理鎳氨廢水，其特徵在於用於 吸收氨氣的稀硫酸濃度為0. 5mol/L。
全文摘要
本發明公開了一種鎳氨廢水處理方法，工藝路線為吹脫-水解。以鎳氨廢水為處理對象，直接對其吹脫氨，同時加鹼水解游離出鎳離子。在吹脫氨的過程中Ni2+離子能從鎳氨配離子中游離出來，通過調節體系pH值，使鎳離子水解，沉澱，達到同時去除其中鎳和氨的目的。吹脫後的淨化水達標排放，而氨氣則進行吸收防止二次汙染，渣可回收鎳。該發明工藝簡單、操作簡便，可同時去除廢水中的鎳和氨；實現了清潔、高效處理鎳氨廢水，出水中鎳濃度和氨濃度達到國家《汙水綜合排放標準》。
文檔編號C02F1/58GK101428887SQ20081014385
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月9日 優先權日2008年12月9日
發明者敏 周, 兵 彭, 楊志輝, 柴立元, 王雲燕, 王海鷹, 舒餘德, 閔小波, 燕 黃 申請人:中南大學