本发明专利技术公开了一种含有机物硫脲的高浓度氨氮废水的综合处理工艺，该工艺先将所述废水进行预处理去除硫脲后，过滤，加入碱性物质将铵离子转变成分子态氨，再进入脱氨转化塔，废水中的氨以气体的形式从塔顶进入冷凝器后冷却为氨水，氨水部分回流，剩余部分作为产品回收，脱氨后的高温水与待处理废水交换热量后进入脱氨废水罐，废水中氨氮含量达标外排；本发明专利技术将除有机物硫脲和脱氨工艺相结合，处理后废水中无硫脲检出，即硫脲去除率为100%，降低废水毒性提高可生化性，得到的氨水浓度高达12%～28%，且处理后废水的氨氮指标达到国家GB8976‑1996《污水综合排放标准》规定的一级排放标准，使得高氨氮废水污染物处理率、资源回收率≥99%，变废为宝，取得了良好的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
一种含有机物硫脲的高浓度氨氮废水的综合处理工艺
本专利技术涉及废水处理领域，尤其涉及一种含有机物硫脲的高浓度氨氮废水资源化回收和无害化处理的处理工艺。
技术介绍
电镀废水一直是工业生产领域一个重要的污染源，存在污染物排放量多，污染物种类多，毒性大，危害严重等特点。从含铜电镀废水出发，可经硫酸铜回收得到氯化亚铜，由于氯化亚铜暴露于空气中，迅速发生氧化作用，大大降低催化活性，影响产品质量。可以对氯化亚铜表面进行表面改性来提高其抗氧化性能，而用有机物硫脲作为包覆剂对氯化亚铜进行包覆后，氯化亚铜的抗氧化性明显增强，且包覆时间较短，硫脲用量较少，成为制备氯化亚铜最好的选择。在硫脲包覆氯化亚铜的过程中，会有大量的含硫脲的氨氮废水产生，硫脲对环境有很大的影响。硫脲及其代谢的中间产物对动物体也会产生很大影响，比如，可损坏动物的肝、甲状腺的功能，并可导致肝和甲状腺的癌变，所以硫脲的降解问题已引起研究人员的重视。韦长梅在文章《双氧水氧化硫脲制备二氧化硫脲方法的优选》中提出，可以用双氧水来氧化制备二氧化硫脲，控制pH在3～5，加入乙酸钠作为促进剂，反应温度为5～10℃，加入双氧水与硫脲的物质的量为2.4～2.2，以15～20%的甲醇-水作为溶剂，反应时间为2h，得到二氧化硫脲的比例为87.2%。本文提出了将硫脲作为原料回收利用的好方法，变废为宝，但是存在几个问题：工艺流程较复杂；工艺参数较多且实验操作较复杂；实验转成工程难度大；实验中转化率难以控制，导致硫脲未能完全转化，还需要一系列后续处理才能将废水中硫脲处理完全，实现达标排放。多年来，国内外针对高浓度氨氮废水的处理进行了大量的研究，现有处理废水中氨氮的方法有空气吹脱法、折点加氯法、生物硝化法、电化学氧化法、汽提法、氧化曝气等多种工艺，虽然氨氮废水处理方法众多，但是均存在基建投资成本大、运行成本高、处理量小、工艺流程复杂、资源回收率低、难以实现达标排放等缺点，且处理后氨氮浓度很难达到15mg/L以下，回收的氨水浓度较低。专利CN1367147A提出用氧化曝气法来处理高浓度氨氮废水的，先往废水中加入碱性复合剂，搅拌后用曝气塔或曝气池进行曝气，加入絮凝剂沉降、分离。此方法工艺流程简单，但是只能处理氨氮含量为6000mg/L的氨氮废水，曝气过程中离子态铵转化成氨分子被吹脱出来，造成二次污染，且无氨水产出，无资源回收，导致成本较高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，为了解决含有机物硫脲的高浓度氨氮废水处理过程中的问题，本专利技术提出一种将除有机物硫脲和脱氨工艺相结合的资源化综合利用工艺，以优化工艺过程、节约处理时间、变废为宝、降低废水的毒性，实现有机物的达标处理和氨的深度脱除，使得出水中硫脲的去除率为100%，且氨氮含量达到国家GB8976-1996《污水综合排放标准》规定的一级排放标准，回收12%～28%的高浓度氨水。为达上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种含有机物硫脲的高浓度氨氮废水的综合处理工艺，包括如下步骤：（1）将含有机物硫脲的高浓度氨氮废水进行预处理除硫脲，直至硫脲去除率达到100%；（2）将步骤（1）所得除硫脲后的高氨氮废水过滤，取上清液，加入碱性物质，使铵离子转变成分子态氨；（3）将步骤（2）所得废水输送至脱氨转化塔中，热源从塔釜通入，氨和水在热的作用下分离，形成的氨蒸汽从塔釜上升至塔顶；（4）步骤（3）中从水中分离的氨蒸汽由脱氨塔塔顶进入冷凝器，并在冷凝器中冷凝成氨水冷凝液，氨水冷凝液部分回流到塔顶，部分回收为氨产品；（5）脱氨后的高温水从塔釜流出，与待处理废水交换热量后，进入脱氨废水罐，可回用于生产工艺或直接外排。步骤（1）所述预处理除硫脲的方法可以为铁碳微电解法、化学沉淀法、化学氧化法、微波联用技术或生物法中的一种；优选地，预处理除硫脲选用化学氧化法。所述化学氧化法除硫脲所用的氧化剂可以为高锰酸钾、臭氧或芬顿试剂中的一种，反应时间为0.5～6h；优选地，所用的氧化剂为芬顿试剂，反应时间为1～4h，芬顿试剂中过氧化氢与二价铁的摩尔比nH2O2：nFe2+=1～10；优选地，过氧化氢与二价铁的摩尔比nH2O2：nFe2+=1～8；过氧化氢与硫脲含量的质量比mH2O2：mCH4N2S=0.5～6；进一步地，过氧化氢与硫脲含量的质量比mH2O2：mCH4N2S=1～5。经步骤（1）化学氧化法预处理除硫脲后，可以经重力沉降、离心沉降或絮凝沉降工艺得到上清液，即除硫脲后高氨氮废水；优选地，经絮凝沉降工艺得到除硫脲后高氨氮废水，絮凝剂的添加量为0.2%～3%，絮凝反应时间为0.5～6h；；进一步优选地，絮凝剂的添加量为0.5%～2%，絮凝反应时间为1～4h。步骤（2）向除硫脲后高氨氮废水中加入碱性物质，所述碱性物质可以为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或碳酸钠溶液中的一种或至少两种的组合；优选地，碱性物质为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液浓度为2～20g/L；进一步优选地，氢氧化钠溶液浓度为2～10g/L。步骤（2）加入碱性物质后，将除硫脲后高氨氮废水的pH调节至10.5～13.5；优选地，将废水pH调节至11～13。步骤（3）中所述的脱氨转化塔可以为汽提塔、精馏塔、填料塔、板式塔或填料与塔板的复合结构塔的汽提-精馏塔；优选地，脱氨转化塔为填料塔、板式塔或填料与塔板的复合结构塔的汽提-精馏塔。步骤（3）中所述的热源可以由高温蒸汽、再沸器或导热油机提供；优选地，热源由高温蒸汽提供。步骤（4）所述的氨产品为12%～28%的高浓度氨水。步骤（5）中所述的脱氨塔釜出水的氨氮含量小于或等于15mg/L，可回用或外排。步骤（1）是预处理除硫脲过程，可以为铁碳微电解法、化学沉淀法、化学氧化法、微波联用技术、生物法，铁碳微电解法是指将废水作为电解质，纯铁为阳极，碳化铁为阴极，发生电解反应，废水中发生氧化还原反应，从而降低废水中有机物的方法；化学沉淀法是指往废水中加入金属离子，与硫脲形成络合物而使硫脲沉淀的方法，金属离子可以为铜离子；化学氧化法是指加入氧化剂来将有毒的有机物硫脲氧化成无毒的可生化的有机物，氧化剂可以为高锰酸钾、臭氧、芬顿试剂等；微波联用技术一般是将微波技术与活性炭吸附联用，利用微波技术可有效地解吸活性炭表面的有机物，使活性炭再生并有利于有机物的回收再利用；生物法是指在生物膜反应器内，微生物附着在载体的表面，形成一层生物膜，在处理过程中，废水中溶解的有机物硫脲和氧进入生物膜，生物膜上的微生物对硫脲进行分解，并不断新陈代谢，从而达到连续处理废水的目的。为优化处理工艺，优选为用化学氧化法预处理除硫脲。化学氧化法除硫脲所用的氧化剂可以为高锰酸钾、臭氧、芬顿试剂，为节约成本，优选为芬顿试剂。芬顿试剂中过氧化氢与二价铁的摩尔比nH2O2：nFe2+=1～10；优选为nH2O2：nFe2+=1～8，例如为1、3、5、8；过氧化氢与硫脲含量的质量比mH2O2：mCH4N2S=0.5～6；优选为mH2O2：mCH4N2S=1～5；例如为1、3、5；反应时间为0.5～6h；优选为1～4h，例如为1h、3h、4h等。化学氧化法除硫脲后，可以经重力沉降、离心沉降、絮凝沉降工艺得到上清液，即除硫脲后的高氨氮废水，且废水中无硫脲检出。为优化处理工艺，优选为经絮凝沉降工艺得到除硫脲后的高氨氮废水。在絮凝沉降本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含有机物硫脲的高浓度氨氮废水的综合处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）将含有机物硫脲的高浓度氨氮废水进行预处理除硫脲，直至硫脲去除率达到100%；（2）将步骤（1）所得除硫脲后的高氨氮废水过滤，取上清液，加入碱性物质，使铵离子转变成分子态氨；（3）将步骤（2）所得废水输送至脱氨转化塔中，热源从塔釜通入，氨和水在热的作用下分离，形成的氨蒸汽从塔釜上升至塔顶；（4）步骤（3）中从水中分离的氨蒸汽由脱氨塔塔顶进入冷凝器，并在冷凝器中冷凝成氨水冷凝液，氨水冷凝液部分回流到塔顶，部分回收为氨产品；（5）脱氨后的高温水从塔釜流出，与待处理废水交换热量后，进入脱氨废水罐，可回用于生产工艺或直接外排。
【技术特征摘要】
1.一种含有机物硫脲的高浓度氨氮废水的综合处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）将含有机物硫脲的高浓度氨氮废水进行预处理除硫脲，直至硫脲去除率达到100%；（2）将步骤（1）所得除硫脲后的高氨氮废水过滤，取上清液，加入碱性物质，使铵离子转变成分子态氨；（3）将步骤（2）所得废水输送至脱氨转化塔中，热源从塔釜通入，氨和水在热的作用下分离，形成的氨蒸汽从塔釜上升至塔顶；（4）步骤（3）中从水中分离的氨蒸汽由脱氨塔塔顶进入冷凝器，并在冷凝器中冷凝成氨水冷凝液，氨水冷凝液部分回流到塔顶，部分回收为氨产品；（5）脱氨后的高温水从塔釜流出，与待处理废水交换热量后，进入脱氨废水罐，可回用于生产工艺或直接外排。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述预处理除硫脲的方法可以为铁碳微电解法、化学沉淀法、化学氧化法、微波联用技术或生物法中的一种；优选地，预处理除硫脲选用化学氧化法。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述化学氧化法除硫脲所用的氧化剂可以为高锰酸钾、臭氧或芬顿试剂中的一种，反应时间为0.5～6h；优选地，所用的氧化剂为芬顿试剂，反应时间为1～4h，芬顿试剂中过氧化氢与二价铁的摩尔比nH2O2：nFe2+=1～10；优选地，过氧化氢与二价铁的摩尔比nH2O2：nFe2+=1～8；过氧化氢与硫脲含量的质量比mH2O2：mCH4N2S=0.5～6；进一步地，过氧化氢与硫脲含量的质量比mH2O2：mCH4N2S=1～5。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，经步骤（...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨明，林晓，潘尹银，
申请(专利权)人：北京中科康仑环境科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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