一种含氨氮高盐催化剂废水的处理回用方法技术

本发明专利技术涉及一种采用膜分离技术处理含氨氮高盐催化剂废水的回用方法，该方法采用“调酸+微滤+膜蒸馏+冷却结晶”的工艺流程。采用该工艺流程，可有效去除废水中的盐分、氨氮和金属离子，实现含氨氮高盐催化剂废水的深度处理和回收利用。该工艺流程充分利用膜蒸馏的技术优势，解决了含氨氮高盐催化剂废水的高盐度、氨氮和金属离子排放不达标问题，实现了产水回用。含氨氮高盐催化剂废水经该工艺流程处理后，废水回收率高于90％，实现了含氨氮高盐催化剂废水的高度回收利用，符合企业节能减排的发展战略，具有显著的社会效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用膜分离技术进行含氨氮高盐催化剂废水的深度处理回用方法，属于工业废水处理领域。
技术介绍
石化行业的催化剂生产过程中多处使用铵盐和氨水，因此，排放的催化剂废水中含有大量氨氮，废水中的氨氮主要以铵离子(NH4+)存在，是导致水体富营养化和环境污染的重要物质，易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖，严重时会使水中溶解氧下降，鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸；氨氮还会使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程中增大用氯量；此外，氨氮对某些金属(铜)具有腐蚀性，污水回用时，再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水设备，并影响换热效率。氨氮的超标排放直接影响到催化剂生产企业废水的全面达标和正常生产，成为制约企业持续发展的瓶颈，对氨氮废水的治理成为催化剂生产企业的首要环保问题。因此，研究开发经济、实用、安全的催化剂废水氨氮处理工艺成为当前的研究热点，对保护环境，造福人类有重要意义。目前，国内外对高浓度氨氮废水的治理主要采取加碱吹脱、电解法、MAP沉淀法、离子交换法、折点氯化法等技术；而对低浓度氨氮废水的治理主要有吸附法、化学氧化法、生化法等技术。加碱吹脱法适用于高浓度氨氮废水的初级处理，该方法技术成熟、工艺和运行简单，但运行成本较高，设备腐蚀较严重，并且易造成空气二次污染；电解法是利用电解产生 NaOH和Cl2,然后进行吹脱。其运行成本可控制在3. 0元/m3水，经济上可行，电解产生的 Cl2可作为产品出售或用于水处理，但Cl2属剧毒气体，有一定的危险性，不利于安全和环境；MAP沉淀法、离子交换法、折点氯化法等处理高浓度氨氮废水，存在工艺操作繁琐、处理周期短、处理成本高、易引起二次污染等缺点，不适宜大规模工业化应用。吸附法是利用沸石中的Na+置换NH4+,适用于处理低浓度氨氮废水，用改性天然沸石吸附，具有吸附效率较高，设备体积小，设备一次性投资小的特点，而对于高浓度氨氮废水，由于再生频繁，操作管理非常复杂，耗电量很大，处理成本高，经济上不合算；化学氧化法是在氨氮废水中投加具有强氧化性质的氧化剂，如臭氧、双氧水/催化剂、次氯酸钠等， 工艺流程和设备相对简单，反应速度较快，但由于氧化剂价格较贵，使得处理成本较高。另外，这些化学强氧化剂通常要求酸性条件，一般要求PH小于2 4，因此，用化学氧化法需要先后两次调节废水PH，增加了处理成本；目前，工业上处理低浓度氨氮废水最常用的方法为生化法，它主要是采用硝化一反硝化原理，处理成本较低，但是进水氨氮浓度一般不能超过500mg/L，否则将影响正常运行，而且高浓度氨氮本身对微生物的活动和繁殖有抑制作用。此外，生化反应速度较慢，通常需要较长的水力停留时间，因而需要较大的构筑物，占地面积较大。本专利所述的无机催化剂废水除含有一定量的氨氮外，还具有较高含盐量和一定量的金属离子，而C0D&较低，不适宜采用化学氧化和生化法处理。目前，国内对该种特性催化剂废水的处理回用方法专利较少，现有专利大都集中在氨氮废水的达标处理排放方面。专利CN1123M3C涉及一种催化剂含氨/铵废水的处理回收方法，主要步骤为1)稀含氨/铵废水经过反渗透膜浓缩，膜渗透液直接回收利用或作为蒸汽汽提塔氨蒸汽的吸收液；2)膜浓缩液与浓含氨/铵废水混合并加碱调节pH ；3)碱化后的含氨废水进入汽提塔， 回收其中的氨/铵，汽提净化水达标排放。这种方法比单独采用吹脱法、汽提法等的运行费用稍低，但它仍然采用了汽提法，汽提法的运行费用企业仍无法接受；另外，汽提塔排放水仍含有一定的氨/铵，不能达到排放要求，并且废水中盐含量较高，不能进行生化处理， 因此这种方法未被推广应用；专利CN1872724A涉及采用化学反应法去除废水中的高浓度氨氮，回收铵盐，出水再通过常规污水处理工艺处理达标排放；专利CN101337746A涉及一种采用高温脱氨和吹脱脱氨联合工艺处理高浓度氨氮废水的方法，适用于氨氮IOOOOmg/ L以上，CODcr 20000 30000mg/L左右的工业废水，经处理后氨氮可降至300mg/L左右， CODcr 8000 15000mg/L左右，处理后废水经过生化处理可达标排放；专利CN101293683A 涉及一种采用脱氨剂吹脱高浓度氨氮废水中的氨的方法，由于脱氨剂能使NH3分子摆脱水分子的作用，以游离氨形式存在，这使得废水中的氨氮能更有效地被吹脱出来；专利 CN101264948A也涉及一种采用汽提脱除氨氮废水中氨的方法，与蒸汽吹脱脱氨相比，该方法蒸汽消耗量较低，废水经过处理后可满足国家一级排放标准(< 15mg/L)。此外，专利 CN1546393A涉及一种采用膜吸收法处理高浓度氨氮废水的方法，该方法采用中空纤维膜接触器，以硫酸溶液为吸收液处理氨氮浓度1000 10000mg/L的氨氮废水，经处理后废水可满足国家一级排放标准。该方法虽然回收了废水中的氨，但是处理后的废水仅能达标排放， 不能实现水资源的回用目的，并且对于氨氮浓度较低的废水来说，该方法不太经济实用。专利技术的内容针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种利用膜分离技术进行含氨氮高盐催化剂废水的深度处理回用方法，目的主要在于去除废水中的高盐度、氨氮以及少量金属离子，解决现有含氨氮高盐催化剂废水的高盐和氨氮排放不达标问题，并回收水资源。采用该专利技术的方法，可有效降低含氨氮高盐催化剂废水的排放量，产水可回用于生产工艺用水或简单处理后作为中低压锅炉补水，实现水资源的高效利用。不同于以上专利所述氨氮废水中氨氮的去除方法，本专利技术针对该股催化剂废水高盐、含氨氮和金属离子的水质特点，并结合低pH下氨氮废水中的氨氮大都以NH+存在的特性，首次采用调酸预处理氨氮废水，之后再采用微滤+膜蒸馏截留废水中的NH+和其他阴、 阳离子，实现了膜蒸馏产水的回用，少量的膜蒸馏浓水通过冷却结晶后得到大量铵盐晶体和其他盐的晶体，实现了废水的高度资源化利用。针对含氨氮高盐催化剂废水的水质特点，本专利技术提供了一种采用膜分离技术处理高盐度无机催化剂废水的回用方法，采用“调酸+微滤+膜蒸馏+冷却结晶”的工艺流程。 首先，将含氨氮高盐催化剂废水经过调酸处理后，进入微滤系统去除废水中的浊度和SS，微滤产水经过加热后进入膜蒸馏系统高度浓缩，经过膜蒸馏系统浓缩后的膜蒸馏产水可回用于生产工艺用水或简单处理后作为中低压锅炉补水，膜蒸馏定期排放的少量浓水集中干化处置，膜蒸馏少量浓水经过冷却后析出晶体，晶体经过分离干燥后进行集中处置。所述工艺流程示意图见附图1。本专利技术所述的无机催化剂高盐度废水主要水质特征为废水pH 5 9，电导5 50mS/cm, CODcr 0 80mg/L，SS 0 1000mg/L，Ca2+ O 30mg/L，Cu2 200mg/L，Zn 2 50mg/L, NH4-N 40 400mg/L。本专利技术包括以下步骤(1)调酸。将所述废水pH调节到4 6范围内，使得废水中的氨氮大都以NH+形式存在。所述酸液可采用盐酸、硫酸或硝酸；(2)微滤。将经过步骤(1)处理后的废水泵入微滤系统进行浊度和悬浮物的去除， 微滤系统定期排泥。所述微滤系统(包括浸没式微滤系统)可以采用中空纤维膜组件、中空纤维帘式膜组件、卷式膜组件和管式膜组本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种采用膜分离技术处理高盐度无机催化剂废水的回用方法，包括以下步骤：（１）调酸：将所述废水ｐＨ调节到４～６范围内；（２）微滤：将经过步骤（１）处理后的废水泵入微滤系统进行浊度和悬浮物的去除，微滤系统定期排泥；（３）膜蒸馏：经过步骤（２）处理的微滤产水进入膜蒸馏浓缩系统进行深度脱盐处理，膜蒸馏产水可回用，膜蒸馏定期排放的少量浓水集中干化处置，膜蒸馏大量浓水则进入步骤（３）处理；（４）冷却结晶：将经过步骤（３）浓缩后的膜蒸馏浓水进入步骤（４）进行处理，经过步骤（４）处理后析出的盐类晶体集中处理或回用，上清液则循环回到膜蒸馏单元继续浓缩。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新妙，杨永强，李井峰，王玉杰，
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