申請日2013.08.22

　　公開(公告)日2013.12.25

　　IPC分類號C01C1/10; C02F9/10

　　摘要

　　本發明涉及一種含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的物料回收方法及其廢水處理系統，包括調整pH值、蒸氨處理、沉淀處理、蒸發處理等步驟，還涉及一種相應的處理系統。本發明中在使用堿液對金屬離子進行沉淀后，繼續加入硫化鈉，進一步去除廢液中殘留的金屬離子，使其達到排放的標準;另一方面，將廢水處理過程中產生的濃氨水、固體沉淀等回收處理，能夠有效降低對環境產生的危害，并且產生一定的經濟效益。

　　權利要求書

　　1.一種含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的處理方法，其特征在于：它包括以下步驟：

　　(a)調整pH值：向所述的廢水中加入堿液，將其pH值調節為9.5~11，并與其中的重金屬離子充分反應得一級上清液和沉淀，所述的沉淀經過濾、干化后回收，所得的濾液與一級上清液合并成混合液;

　　(b)蒸氨處理：向步驟(a)所述混合液中加入堿液，調節pH值為9~10，隨后加熱蒸發混合液，對其中的氨進行蒸餾回收;

　　(c)沉淀處理：向步驟(b)處理后的出水中分別加入硫化鈉、混凝劑、絮凝劑，靜置沉淀得二級上清液和污泥，進一步去除廢水中的重金屬離子及固體顆粒物，所述的污泥經過濾、干化后回收，所得的濾液與二級上清液合并;

　　(d)蒸發處理：將步驟(c)所得出水進行蒸發處理，處理后所得一部分為結晶濃縮液，另一部分為冷凝液，所述結晶濃縮液經離心分離，結晶析鹽回收處理，分離液重新進行蒸發處理，所述冷凝液，加入消毒液，滅菌后回收利用或外排。

　　2.根據權利要求1所述的含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的處理方法，其特征在于：所述的步驟(a)中，重金屬離子為銅離子、鉬離子、鎳離子、鋅離子、銀離子、鉑離子、鈷離子、鎘離子中的一種或幾種。

　　3.根據權利要求1所述的含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的處理方法，其特征在于：所述的步驟(c)中，硫化鈉、混凝劑、絮凝劑的加入量分別為20~100ppm、30~100ppm、1~10ppm。

　　4.根據權利要求1所述的含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的處理方法，其特征在于：所述的步驟(c)中，混合液采用飽和蒸汽進行加熱。

　　5.一種含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的處理系統，其特征在于：它包括依次連接的收集池(1)、pH調整池(2)、批式沉淀池(3)、濾液池(4)、蒸氨裝置(5)、混凝反應槽(6)、絮凝反應槽(7)、污泥池(8)、中間水池(9)、三效蒸發裝置(10)、袋式過濾器(11)、氧化槽(12)，其中所述的pH調整池(2)用于接收堿液從而調節廢水的pH值，所述的混凝反應槽(6)、絮凝反應槽(7)分別用于接收硫化鈉、混凝劑以及絮凝劑，使得廢水中殘留的金屬離子、固體顆粒沉降下來，凈化水質，所述的氧化槽(12)用于接收消毒液從而對廢水進行殺菌消毒，所述的中間水池(9)和三效蒸發裝置(10)循環連接用于將產生的分離液導入中間水池(9)中;它還包括連接批式沉淀池(3)和濾液池(4)用于將沉淀進行固液分離的過濾器(13)、連接污泥池(8)和中間水池(9)用于將污泥進行固液分離的過濾器(13’)。

　　6.根據權利要求5所述的含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的處理系統，其特征在于：所述的蒸氨裝置(5)包括貧富氨水換熱器(501)、氨水加熱器(502)、蒸氨塔(503)、冷凝冷卻器(504)、濃氨水槽(505)、廢水冷卻器(506)，其中所述的貧富氨水換熱器(501)、廢水冷卻器(506)分別與濾液池(4)、混凝反應槽(6)相連接，所述的貧富氨水換熱器(501)、氨水加熱器(502)、蒸氨塔(503)、冷凝冷卻器(504)、濃氨水槽(505)依次連接。

　　說明書

　　含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的物料回收方法及處理系統

　　技術領域

　　本發明涉及水處理領域，具體地涉及一種含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的物料回收方法及其廢水處理系統。

　　背景技術

　　隨著社會的發展和科技的進步，人們在化工領域的探索越來越深入，各種復雜的、高濃度的工業生產廢水也隨之產生。例如在冶金、電鍍、電池等行業中，常產生高濃度氨氮廢水，同時其中還含有高濃度無機鹽和重金屬離子。雖然氨氮可以通過將溶液pH 調節至堿性，然后采用蒸發處理將氨分子轉移至氣相，從而實現水中氨氮的脫除。然而當水中存在能夠發生氨絡合的重金屬離子時，氨與重金屬離子形成配位鍵，因而在脫氨過程中，不僅需要克服分子間作用力，還需要破壞配位鍵，分離難度大大提高。

　　公開號為CN 102942280 A的中國發明專利公開了一種高濃度氨氮廢水中重金屬氨絡合物的解絡合方法，包括如下步驟：在含重金屬高濃度氨氮廢水中加入堿性物質，使銨離子轉化為氨分子，并存在多余的氫氧根離子;通過控制輸入汽提塔的蒸汽流量與蒸汽壓力來控制汽提塔的溫度分布，使液體在汽提塔內一定的溫度區域保持一定的停留時間，使重金屬氨絡合物分解，重金屬離子與廢水中多余的氫氧根離子結合，生成沉淀。然而采用該方法處理的廢水中仍然還有一定量的金屬離子，達不到排放的標準，而且廢水中的重金屬離子和氮元素大多都有使用價值，本著減少污染、廢物利用及節約成本的原則應對廢水中有價值的物料加以處理回用。因此開發更加安全、經濟、高效的適用于含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的處理回收技術，實現工業廢水的回收利用，達標廢物零排放，對環境保護、提高人民的生活水平和企業的發展具有重要的戰略意義和現實意義。

　　發明內容

　　本發明的目的是為了克服現有技術的不足而提供一種有效去除工業廢水中的氨氮和重金屬離子，并對其進行回收的方法。

　　為解決以上技術問題，本發明采取的一種技術方案是：一種含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的處理方法，它包括以下步驟：

　　(a)調整pH值：向所述的廢水中加入堿液，將其pH值調節為9.5~11，并與其中的重金屬離子充分反應得一級上清液和沉淀，所述的沉淀經過濾、干化后回收，所得的濾液與一級上清液合并成混合液;

　　(b)蒸氨處理：向步驟(a)所述混合液中加入堿液，調節pH值為9~10，隨后加熱蒸發混合液，對其中的氨進行蒸餾回收;

　　(c)沉淀處理：向步驟(b)處理后的出水中分別加入硫化鈉、混凝劑、絮凝劑，靜置沉淀得二級上清液和污泥，進一步去除廢水中的重金屬離子及固體顆粒物，所述的污泥經過濾、干化后回收，所得的濾液與二級上清液合并;

　　(d)蒸發處理：將步驟(c)所得出水進行蒸發處理，處理后所得一部分為結晶濃縮液，另一部分為冷凝液，所述結晶濃縮液經離心分離，結晶析鹽回收處理，分離液重新進行蒸發處理，所述冷凝液，加入消毒液，滅菌后回收利用或外排;

　　優化地，所述的步驟(a)中，重金屬離子為銅離子、鉬離子、鎳離子、鋅離子、銀離子、鉑離子、鈷離子、鎘離子中的一種或幾種，能夠與OH-及硫化鈉形成沉淀，有利于金屬離子的去除。

　　優化地，所述的步驟(c)中，硫化鈉、混凝劑、絮凝劑的加入量分別為20~100ppm、30~100ppm、1~10ppm，節約用量，降低成本。

　　優化地，所述的步驟(c)中，混合液采用飽和蒸汽進行加熱，方便后續步驟的操作。

　　本發明還提供一種含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的處理系統，它包括依次連接的收集池、pH調整池、批式沉淀池、濾液池、蒸氨裝置、混凝反應槽、絮凝反應槽、污泥池、中間水池、三效蒸發裝置、袋式過濾器、氧化槽，其中所述的pH調整池用于接收堿液從而調節廢水的pH值，所述的混凝反應槽、絮凝反應槽分別用于接收硫化鈉、混凝劑以及絮凝劑，使得廢水中殘留的金屬離子、固體顆粒沉降下來，凈化水質，所述的氧化槽用于接收消毒液從而對廢水進行殺菌消毒，所述的中間水池和三效蒸發裝置循環連接用于將產生的分離液導入中間水池中;它還包括連接批式沉淀池和濾液池用于將沉淀進行固液分離的過濾器、連接污泥池和中間水池用于將污泥進行固液分離的過濾器。

　　優化地，所述的蒸氨裝置包括貧富氨水換熱器、氨水加熱器、蒸氨塔、冷凝冷卻器、濃氨水槽、廢水冷卻器，其中所述的貧富氨水換熱器、廢水冷卻器分別與濾液池、混凝反應槽相連接，所述的貧富氨水換熱器、氨水加熱器、蒸氨塔、冷凝冷卻器、濃氨水槽依次連接，優化了蒸氨裝置的結構，有利于廢水中氨氮的有效去除，并且方便對氨氮的回收。

　　由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：本發明含高濃度氨氮和重金屬離子廢水的處理方法在使用堿液對金屬離子進行沉淀后，繼續加入硫化鈉，進一步去除廢液中殘留的金屬離子，使其達到排放的標準;另一方面，將廢水處理過程中產生的濃氨水、固體沉淀等回收處理，能夠有效降低對環境產生的危害，并且產生一定的經濟效益。