一种含氟高氨氮工业废水循环处理的方法及工艺系统技术方案

本发明专利技术提供了一种同时脱除含氟高氨氮工业废水中氟离子和氨的循环处理新方法，除氟药剂同时为沉淀除氨提供磷源，减少加药种类，出水残余磷浓度低。可使用火电厂镁法脱硫废水或盐湖提钾后老卤水为镁源，代替常规镁盐药剂，以废治废，将其他工业废水循环利用于脱氨工艺中，实现可持续发展的循环经济处理技术。同时，提供了含氟高氨氮工业废水循环处理的系统，微波辐射代替传统加热过程，升温速率快，加热均匀，大幅缩短鸟粪石的热解时间，分解获得的氨气浓度高，经过酸回收后，可获得较高浓度的氨盐溶液。本发明专利技术整套含氟高氨氮工业废水循环处理系统的投资和运行成本低，处理后出水氟离子和氨氮浓度稳定性，氟离子去除率可达到98%，氨氮去除率可达97%以上。

A Circulating Treatment Method and Process System for Industrial Wastewater Containing Fluorine and High Ammonia Nitrogen

The invention provides a new recycling treatment method for simultaneously removing fluoride ion and ammonia from industrial wastewater containing fluorine and high ammonia nitrogen. The fluoride removing agent simultaneously provides phosphorus source for precipitation and ammonia removal, reduces the type of drug addition, and has low residual phosphorus concentration in effluent. The waste water from magnesium desulfurization in thermal power plants or the old brine after potassium extraction in salt lakes can be used as magnesium source instead of conventional magnesium salt reagents to treat waste water and recycle other industrial wastewater in ammonia removal process to achieve sustainable development of recycling economy treatment technology. At the same time, a circulating treatment system for industrial wastewater containing fluorine and high ammonia nitrogen is provided. Microwave radiation replaces the traditional heating process. The heating rate is fast and uniform. The pyrolysis time of bird dung stone is greatly shortened. The ammonia concentration obtained by decomposition is high. After acid recovery, a higher concentration of ammonia salt solution can be obtained. The investment and operation cost of the whole set of circulating treatment system for industrial wastewater containing fluorine and high ammonia nitrogen is low. The concentration of fluoride ion and ammonia nitrogen in the treated effluent is stable, the removal rate of fluoride ion can reach 98%, and the removal rate of ammonia nitrogen can reach more than 97%.

【技术实现步骤摘要】
一种含氟高氨氮工业废水循环处理的方法及工艺系统
本专利技术涉及工业废水处理环保
，具体涉及一种含氟高氨氮工业废水循环处理方法及工艺系统，同时絮凝沉淀氟离子及鸟粪石，经微波热解后循环利用，实现含氟高氨氮工业废水的资源化循环处理。
技术介绍
目前我国经济高速发展，同时伴随着能源的巨大消耗，环境问题也日益严重。为了使当前的环境局面得以改善，国家对“三废”的管理也越来越严。水环境中氟污染的主要来源是工业生产排放的含氟“三废”，涉及行业主要有铝电解、钢铁、水泥、砖瓦、陶瓷、磷肥、玻璃、半导体、制药等。虽然氟是人体必需的微量元素之一，然而，过量摄入会导致氟中毒，表现为不同的病理改变，如骨硬化、骨质疏松、骨软化和继发性甲状旁腺机能亢进性骨病变等。另一方面，随着我国化学制造业、金属冶炼加工业、石油加工业以及纺织业等行业规模得到迅速发展，氨氮废水的排放量也日益增加。氨氮是水体污染的常见污染物，氨氮的存在会大量消耗水中的氧气，造成水体富营养化，导致藻类植物大量繁殖，鱼类因缺氧而大量死亡，从而影响人居环境和水产业的发展。含氟氨氮废水如，钽、铌等稀有高熔点有色金属冶炼中或含氟矿井疏干水是一类较难处置的复杂工业废水，通常使用单独的处理工艺。单纯的含氟废水的治理方法主要有化学沉淀法、吸附法，而冷冻法、离子交换树脂除氟法、活性炭除氟法、超滤除氟法、电渗析因为成本高、效率低、技术经济性较差，所以较少推广。对氨氮废水的处理，吹脱法、离子交换法、生化法、化学氧化法、吸附法和化学沉淀法等有很多报道,尤其是磷酸镁氨沉淀（鸟粪石）除氨的方法，是实际中效果好可行性高的技术。但对于含氟氨氮废水的综合处理技术应用仍然欠缺，去除工艺的药剂投加成本较高且连续性差。
技术实现思路
本专利技术的内容是提供一种可同时去除氟离子及除氨的联合工艺，以废治废，资源化利用火电厂镁法脱硫废水或盐湖提钾老卤水脱氨；同时配合微波热解过程，实现处理工艺的循环应用。为解决含氟高氨氮工业废水同时处理的技术问题，本专利技术采用一种含氟高氨氮工业废水循环处理工艺系统，此系统包括原水调节池、Ca盐装置、Mg盐装置、机械加速澄清池、纯碱装置、箱式微波反应器、氨气回收装置；为保证此工艺系统的长期稳定运行，还包括相关配套的清洗系统、加药储存系统、抽吸泵、电气系统及仪表控制系统，其特征在于:原水调节池（101）、Ca盐装置（102）、Mg盐装置（103）、废水存储罐子（104）、机械加速澄清池（105）、清水池（106）、纯碱装置（107）、箱式微波反应器（108）、氨气回收装置（109）串联，利用同一药剂实现沉淀除氟并为除氨提供磷源，可通过投加镁盐或引入火电厂镁法脱硫废水/盐湖提钾工艺后的老卤水提供镁源，产生磷酸氨镁（鸟粪石）沉淀。本专利技术的技术方案是：（1）首先将含氟高氨氮废水引入调节池（101），加入纯碱调节废水pH至8～10，之后将调节池中废水引入机械加速澄清池（105），通过Ca盐装置（102）和Mg盐装置（103）加入二水磷酸氢钙（CaHPO4•2H2O）和镁盐，或者引入火电厂镁法脱硫废水或盐湖提钾后老卤水（104）与废水充分混合后加入二水磷酸氢钙，药剂投加摩尔比为Ca2+:F-:Mg2+:NH4+=（5～5.5）:1:（2～2.5）:2，机械搅拌加速反应30～90min，反应式如下：10CaHPO4•2H2O+2F-→Ca10(PO4)6F2↓+4HPO42-+6H++20H2O（反应1）Mg2++NH4++HPO42-+6H2O→MgNH4PO4•6H2O+6H+（反应2）经过分离的清水向上升，经集水槽流出，下沉的固液混合物通过泵转移至箱式微波反应器（108）。（2）固液混合物置于流化微波反应器后，按摩尔比NH4+:OH-=1:1加入纯碱（107）搅拌混合后开启微波反应器，功率设置为0.4～0.5KW，微波辐射10～20min，混合物干燥分解产生的氨气通过微波反应器上端的导气管通入酸溶液中回收（109）。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：（1）提供了一种同时脱除氟离子和氨的新方法，除氟药剂同时为沉淀除氨提供磷源，减少加药种类，出水残余磷浓度低。（2）本专利技术以火电厂镁法脱硫废水或盐湖提钾后老卤水为镁源，代替常规镁盐药剂，以废治废，将其他工业废水循环利用于脱氨工艺中，实现可持续发展的循环经济处理技术。（3）本专利技术提供了含氟高氨氮工业废水循环处理的系统，微波辐射代替传统加热过程，升温速率快，加热均匀，大幅缩短鸟粪石的热解时间，分解获得的氨气浓度高，经过酸回收后，可获得较高浓度的氨盐溶液。（4）整套含氟高氨氮工业废水循环处理系统的投资和运行成本低，处理后出水氟离子和氨氮浓度稳定性，氟离子去除率可达到98%，氨氮去除率可达到95%以上。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。具体实施方式实施例1.首先将1m3氨氮浓度为500mg/L、F-浓度为250mg/L的废水加入到原水调节池中，然后调节pH至8，之后将调节池中废水引入机械加速澄清池，按Ca2+:F-:Mg2+:NH4+=5:1:2.5:2加入药剂机械搅拌反应90min，经过分离的清水向上升，经集水槽流出，下沉的固液混合物通过泵转移至箱式微波反应器。泵入的固液混合物置于流化微波反应器后，按摩尔比NH4+:OH-=1：1加入纯碱搅拌混合后开启微波反应器，功率设置为0.4KW，微波辐射10min，混合物干燥分解产生的氨气通过微波反应器上端的导气管通入酸溶液中回收。经分析测试，清水中氨氮去除率达95%，F-去除率达92%，残余磷浓度低于3%，磷酸氨镁微波分解时氨释放率为98%。实施例2.首先将1m3氨氮浓度为500mg/L、F-浓度为250mg/L的废水加入到原水调节池中，然后调节pH至10，之后将调节池中废水引入机械加速澄清池，按Ca2+:F-:Mg2+:NH4+=5.5:1:2.5:2加入药剂机械搅拌反应90min，经过分离的清水向上升，经集水槽流出，下沉的固液混合物通过泵转移至箱式微波反应器。泵入的固液混合物置于流化微波反应器后，按摩尔比NH4+:OH-=1:1加入纯碱搅拌混合后开启微波反应器，功率设置为0.4KW，微波辐射10min，混合物干燥分解产生的氨气通过微波反应器上端的导气管通入酸溶液中回收。经分析测试，清水中氨氮去除率达97%，F-去除率达98%，残余磷浓度低于3%，磷酸氨镁微波分解时氨释放率为98%。实施例3.首先将1m3氨氮浓度为500mg/L、F-浓度为250mg/L的废水加入到原水调节池中，然后调节pH至8，之后将调节池中废水引入机械加速澄清池，按Ca2+:F-:NH4+=5.5:1:2加入药剂搅拌，同时引入火电厂湿法烟气镁法脱硫废水（Mg2+浓度为6532mg/L）约100L，机械搅拌反应90min，经过分离的清水向上升，经集水槽流出，下沉的固液混合物通过泵转移至箱式微波反应器。泵入的固液混合物置于流化微波反应器后，按摩尔比NH4+:OH-=1:1加入纯碱搅拌混合后开启微波反应器，功率设置为0.4KW，微波辐射10min，混合物干燥分解产生的氨气通过微波反应器上端的导气管通入酸溶液中回收。经分析测试，清水中氨氮去除率达90%，F-去除率达95%，残余磷浓度低于5%，磷酸氨镁微波分解时氨释放率为98%。实施例4.首先本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氟高氨氮工业废水循环处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将含氟高氨氮废水引入调节池，加入纯碱调节废水pH至8～10；（2）将调节池中废水引入机械加速澄清池，通过Ca盐装置和Mg盐装置加入二水磷酸氢钙（CaHPO4•2H2O）和镁盐，药剂投加摩尔比为Ca2+:F‑:Mg2+:NH4+=(5～5.5):1:(2～2.5):2，机械搅拌加速反应30～90 min，反应结束后，经过分离的清水向上升，经集水槽流出；（3）下沉的固液混合物通过泵转移至箱式微波反应器，按摩尔比NH4+:OH‑=1:1加入纯碱搅拌均匀后开启微波反应器，功率设置为0.4～0.5 kW，微波辐射10～20 min，混合物干燥分解产生的氨气通过微波反应器上端的导气管通入氨气回收装置。

【技术特征摘要】
1.一种含氟高氨氮工业废水循环处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将含氟高氨氮废水引入调节池，加入纯碱调节废水pH至8～10；（2）将调节池中废水引入机械加速澄清池，通过Ca盐装置和Mg盐装置加入二水磷酸氢钙（CaHPO4•2H2O）和镁盐，药剂投加摩尔比为Ca2+:F-:Mg2+:NH4+=(5～5.5):1:(2～2.5):2，机械搅拌加速反应30～90min，反应结束后，经过分离的清水向上升，经集水槽流出；（3）下沉的固液混合物通过泵转移至箱式微波反应器，按摩尔比NH4+:OH-=1:1加入纯碱搅拌均匀后开启微波反应器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆梦楠，赵焰，苏双青，陈雪，陈文婷，孙斌，徐志清，腾东玉，杨东，
申请(专利权)人：北京朗新明环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11