一种氨氮废水的处理方法技术

本发明专利技术是一种氨氮废水的处理方法，特别是处理炼油催化剂生产中产生的高浓度氨氮废水，该处理方法首先调节废水的ｐＨ值，经固液分离去除废水中的悬浮物和溶解的硅铝离子及其化合物；加入钙离子生成硫酸钙沉淀，经固液分离减少废水中的酸性物质；加入碳酸根离子生成碳酸钙沉淀，经固液分离去除废水中的钙离子；然后经过汽提脱氨和生化处理，废水达到国家排放标准。该处理方法，解决了氨氮废水处理过程中：悬浮物和溶解的硅铝离子及其化合物的去除效果差、汽提过程发生结垢和堵塔以及需要加入大量的碱等问题，提高了废水的处理效果，降低了处理成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业废水的处理方法，尤其是一种高浓度氨氮废水的处理方法。
技术介绍
氨氮是一种对水环境有严重影响的污染物质，主要表现为使水体富营养化，促进藻类繁殖，大量消耗水中的溶解氧，导致水中生物死亡、水体变臭等。世界各国都严格限制废水中的氨氮浓度，我国目前采用的排放标准是“废水综合排放标准”(GB8978-1996)，该标准根据废水排入水域的不同将氨氮排放标准分为两级一级标准氨氮排放浓度小于或等于15mg/l，二级标准氨氮排放浓度小于或等于25mg/l。目前处理氨氮废水的方法较多，主要有空气吹脱法、树脂交换法、折点氯化法、膜过滤法、化学沉淀法和生物法等。空气吹脱法首先将废水调至碱性，使其中的NH4+离子转变为氨分子，然后经吹脱去除氨；由于吹脱气体中氨的浓度较低，不易回收利用，直接排放会造成二次污染。树脂交换法、折点氯化法和膜过滤法，由于易受到废水中其它污染物的干扰，处理效果差，处理成本高。化学沉淀法利用氨与磷酸盐、氧化镁反应生成难溶于水的磷酸铵镁(MgNH4PO4)去除废水中的氨氮；磷酸铵镁可以用作农作物的肥料，但该方法得到的磷酸铵镁经常含有对农作物有害的物质，无法利用。生物法是目前处理低浓度氨氮废水的主要方法。对氨氮浓度在300mg/l以下的低浓度的废水，一般直接采用生物法进行处理(厌氧反硝化--好氧硝化)；对氨氮浓度在300～1000mg/l的中等浓度废水，因其氨氮浓度已经对微生物产生毒性和抑制作用，一般首先将废水的氨氮浓度稀释至300mg/l以下，然后采用生物法进行处理；对氨氮浓度在1000mg/l以上的高浓度氨氮废水，一般采用蒸汽汽提法回收废水中的氨。本专利技术的氨氮废水处理方法，主要处理炼油催化剂生产中产生的高浓度氨氮废水。炼油催化剂用于石油炼制过程，通常采用稀土NaY型和稀土NaX型沸石为原料，用(NH4)2SO4或NH4Cl对沸石中的Na+进行交换，生成NH4Y或NH4X型炼油催化剂。在炼油催化剂的生产过程中会产生大量的生产废水，其特点是除含有氨氮外，废水中还含有大量颗粒细小的悬浮物和溶解的含有硅和铝的离子及胶体化合物。现有技术中，中国专利CN1367147A公开了一种高浓度氨氮废水处理方法，该方法首先向废水中加入生石灰和过氧化钙，经搅拌、曝气，加入氢氧化钠和过硼酸钙，经搅拌、曝气，加入铝盐或铁盐絮凝剂，经搅拌、曝气，最后加入高分子絮凝剂，搅拌均匀后经沉降分离。该方法由于废水中的氨氮直接排入大气，不仅浪费了资源，而且造成了二次污染。现有技术中，中国专利CN1078872C公开了一种催化剂生产废水中悬浮物的回收利用方法，该方法利用微孔过滤技术回收氨氮废水中的固体物料，但是没有回收溶解在废水中的氨氮，高浓度的氨氮废水不能直接排放。结合以上现有技术，目前此类废水的处理方法主要有两种一种方法是，废水首先经沉淀除去悬浮物，然后加入氢氧化钠，经汽提回收氨；另外一种方法是，首先由膜过滤去除悬浮物，然后加入氢氧化钠，经汽提回收氨。上述方法存在以下问题一、沉淀法去除悬浮物，由于颗粒细小，悬浮物沉淀效果差，并且溶解在废水中的硅铝物质也不能沉淀去除，悬浮物和易成垢的硅铝物质进入汽提塔，容易发生填料结垢和堵塔。二、膜过滤法去除悬浮物，由于悬浮物的颗粒细小和废水中胶体化合物的粘稠性质，过滤膜容易堵塞，并且微滤和超滤膜不能去除溶解的硅铝离子及其化合物，同样在汽提时容易发生填料结垢和堵塔。三、为了使氨氮转化为能被汽提分离的氢氧化铵和氨，废水在汽提之前需要调至碱性，一般汽提1吨上述废水需要加入氢氧化钠20～25g公斤，加碱的成本较高。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的悬浮物去除效果差、溶解的硅铝物质带入汽提过程导致结垢和堵塔、汽提脱氨加碱的成本较高等问题，本专利技术的处理方法是这样实现的本专利技术处理的氨氮废水，主要由炼油催化剂生产中的催化剂废水和分子筛废水组成。其中催化剂废水来自催化剂生产装置，其悬浮物为500～3000mg/l、氨氮为50～500mg/l；分子筛碱性废水来自分子筛装置的NaY晶化母液和洗涤水，其悬浮物为300～500mg/l；分子筛酸性废水来自分子筛装置的交换和洗涤滤液，其悬浮物为1000～1200mg/l、氨氮为5000～10000mg/l。上述废水混合后一般呈酸性，废水中的溶解性物质包括氨氮、SO42-、SiO2、Al3+和Na+等，悬浮物的主要成分为SiO2和Al(OH)3等。该处理方法依次包括以下步骤a.去除硅铝在所述废水中加入碱，使其pH为5.0～10.5；然后经过固液分离，得到分离液。加入的碱优选为氧化钙、氢氧化钙或氢氧化钠；使废水的pH优选为6.5～9.0。调节适当的pH值，废水中溶解性的硅铝离子及其化合物被解析出来，形成悬浮物；一般情况下，调节pH值前废水的悬浮物浓度为500～2000mg/l，调节pH值后废水的悬浮物浓度达到1000～3000mg/l。固液分离的方法较多，优选采用絮凝沉淀的方法；絮凝剂可选择本行业已公知的产品，优选采用高分子絮凝剂--聚丙烯酰胺或/和聚合氯化铝；其中，聚丙烯酰胺的浓度为2～30mg/l，优选的浓度为4～10mg/l，聚合氯化铝的浓度为10～100mg/l，优选的浓度为20～60mg/l；絮凝温度为10～40℃，优选的絮凝温度为15～35℃。在废水中加入絮凝剂，在适当的温度下搅拌均匀、静置，使废水中析出的细小颗粒物和原有的悬浮物凝聚成较大颗粒物，经沉淀去除后，分离液中硅铝离子及其化合物的总浓度降低到0.5～60mg/l。b.去除SO42-在分离液中加入Ca2+，加入的Ca2+与分离液中SO42-的摩尔比为0.5∶1～3∶1；然后经过固液分离，得到分离液。优选地，在分离液中加入氧化钙或氢氧化钙；加入的Ca2+与分离液中SO42-的摩尔比优选为0.5∶1～1.5∶1；固液分离的方法较多，优选采用沉淀的方法。去除SO42-的反应式为 经过上述反应，SO42-与Ca2+生成了不溶于水的硫酸钙沉淀，废水中的硫酸铵盐转化为能被汽提分离的氢氧化铵和氨。沉淀去除废水中的酸性物质SO42-，相当于在汽提之前加入氢氧化钠(去除一个摩尔SO42-相当于加入一个摩尔的氢氧化钠)，降低了后续步骤汽提脱氨的加碱成本。但是，加入的Ca2+量过多，带入后续过程，会增加去除Ca2+的成本。综合考虑加Ca2+成本、除Ca2+成本和汽提过程中减少的用碱量，选择合适的Ca2+与SO42-的摩尔比。经过沉淀，分离液中的SO42-由10000～60000mg/l降至1000～20000mg/l。c.去除Ca2+在分离液中加入CO32-，加入的CO32-与分离液中Ca2+的摩尔比为1∶1～10∶1；然后经过固液分离，得到分离液。优选地，在分离液中加入碳酸钠；加入的CO32-与分离液中Ca2+的摩尔比优选为2∶1～6∶1；固液分离的方法较多，优选采用絮凝沉淀的方法；絮凝剂可选择本行业已公知的产品，优选采用高分子絮凝剂--聚丙烯酰胺或/和聚合氯化铝；其中，聚丙烯酰胺的浓度为2～30mg/l，优选的浓度为4～10mg/l，聚合氯化铝的浓度为10～100mg/l，优选的浓度为20～60mg/l；絮凝温度为10～40℃，优选的絮凝温度为15～35℃。在去除SO42-的分离液中含有200～1000m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨氮废水的处理方法，所述废水中含有氨氮和ＳＯ↓［４］↑［２－］、Ａｌ↑［３＋］、ＳｉＯ↓［２］，该处理方法依次包括以下步骤：ａ．去除硅铝：在所述废水中加入碱，使其ｐＨ为５．０～１０．５；然后经过固液分离，得到分离液；ｂ． 去除ＳＯ↓［４］↑［２－］：在分离液中加入Ｃａ↑［２＋］，加入的Ｃａ↑［２＋］与分离液中ＳＯ↓［４］↑［２－］的摩尔比为０．５∶１～３∶１；然后经过固液分离，得到分离液；ｃ．去除Ｃａ↑［２＋］：在分离液中加入ＣＯ↓［３］↑［２－］， 加入的ＣＯ↓［３］↑［２－］与分离液中Ｃａ↑［２＋］的摩尔比为１∶１～１０∶１；然后经过固液分离，得到分离液；ｄ．汽提脱氨：在分离液中加入碱，使其ｐＨ为９．５～１３．０；然后进行汽提处理，得到汽提液和回收氨。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高明华，侯秀华，梁云，赵璞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]