膜组合法处理硝酸铵废水的工艺的制作方法

文档序号:4822355
专利名称:膜组合法处理硝酸铵废水的工艺的制作方法
技术领域
本发明涉及一种膜组合法处理硝酸铵废水的工艺。
背景技术
随着我国工业的迅速发展,硝酸铵废水的产生对环境影响越来越严重,其中的氨氮的大量排放都会导致对环境产生很大的危害,且造成了较大的几起危害事件。水体中氨氮浓度过高,会导致水体富氧化,水资源恶化,同时也会对人体的健康造成一定得影响。目前在我国,硝酸铵废水的处理仍然是一个亟待解决的问题,因此,研究经济有效地处理硝酸铵废水的技术具有十分重要的现实意义。硝酸铵生产过程中,由稀硝酸带入的水分在中和、蒸发及结晶过程中以二次蒸汽的形式排出,形成的工艺冷凝液成为硝酸铵生产的主要污水源。这些冷凝液若直接排放会使污水中氨氮含量严重超标,如直接送回硝酸吸收塔回用又不利于生产安全,并且不能全部回用。由于缺乏有效的治理措施,一些厂家采用兑水稀释的办法以实现达标排放。目前,新修订的地方和行业污水排放标准都相继提高了氨、氮标准,并对污染物的排放限值、水污染物基准排水量和排放浓度做了相应规定,硝酸铵冷凝液的治理及回收利用成为硝酸铵生产企业亟待解决的难题。目前,国内已有采用电渗析处理硝酸铵废水的方法,但由于电渗析自身的局限,单纯采用电渗析不仅投资大、运行费用高,且存在回用水无法满足最新国家排放标准(NH3-N<10mg/L),且没有从清洁生产、用水平衡、资源回收角度系统分析加工过程中的工艺特点,进行废水的综合处理
发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种膜组合法处理硝酸铵废水的工艺,能够对硝酸铵废水进行综合处理,实现硝酸铵废水零排放。为此,本发明采用以下技术方案它对硝酸铵废水进行以下步骤的处理
Cl):用电渗析(ED)系统进行处理,电渗析系统产水进行步骤(2)的处理,浓水进入蒸发系统;
(2)、用纳滤(NF)系统对步骤(I)的产水进行处理,经过纳滤系统处理后的产水送至步骤(3)的处理,浓水回至步骤(I)进行处理;
(3)、用电去离子(EDI)系统对步骤(2)的产水进行处理,经过EDI系统处理后的产水送至用水点回用,浓水回至步骤(2)再进行纳滤系统处理。在采用上述技术方案的基础上,本发明还可采用以下进一步的技术方案
在步骤(I)前还对硝酸铵废水进行前期处理至下述指标C0Dcr <30mg/l ;悬浮固体的
含量10 mg/1 以下;pH 5-7 ;温度〈35。。。在步骤(I)中,电渗析的进水pH值控制在5-7之间,处理后产水的氨氮浓度(O. 1% (质量百分比),浓水的氨氮浓度彡10% (质量百分比);在步骤(2)中,纳滤系统的产水氨氮浓度彡20ppm,浓水氨氮浓度> O. 5% ;在步骤(3)中,EDI系统的产水氨氮浓度<5mg/L,浓水氨氮浓度彡50mg/L。所述步骤(2)的浓水进入步骤(I)的蒸发系统处理,其冷凝水回到硝酸铵废水中进行步骤(I)的电渗析系统处理,浓缩液经冷却离心后转变成固体盐。所述步骤(I)的浓水进入蒸发系统处理后,冷凝水再回至步骤(I)进行电渗析系统处理,浓缩液经冷却离心后转变成固体盐。步骤(2)的浓水回至步骤(1),用电渗析(ED)系统进行处理。电渗析系统采用的膜组件材料选自聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、树脂。纳滤系统采用的膜组件为卷式膜组件,膜材料选自聚酰胺、聚砜、聚醚砜。由于采用上述技术方案,本发明工艺具有以下技术效果
I、工艺组合合理。本发明中首先采用电渗析工艺,根据氨氮浓度的大小在电渗析系统、纳滤系统、EDI系统之间进行内循环处理废水,电渗析技术把废水中的无机盐份进行脱盐和浓缩,具有较高的透过速度和脱盐性能。整个工艺的出水一股回用,一股进蒸发系统,实现废水回用和零排放。2、降低投资和运行成本。对于废水中的水资源,利用膜分离技术分离高效、常温运行、无相变等节能特点,把废水中的水透过膜后回用,把绝大部分无机盐和有机物截留在浓水侧。从而降低投资和运行成本。做到清洁生产的同时,尽可·能降低投资和运行成本。3、将废水中的铵盐适时处理,变废为宝,对外零排放。对于废水中的铵盐,为了防止二次污染,在废水经电渗析处理后,对其含高浓度铵盐的浓水直接采用蒸发系统处理,含部分氨氮的蒸发冷凝水再进入步骤(I)进行浓缩,浓缩液经冷却离心后转变成固体盐,回收作为副产品外卖,即把含铵废水变成氮肥外卖,产生经济效益、环境效益和社会效益。对纳滤后的浓水再回至电渗析的进水侧进行处理,实现对外废水零排放并最大限度地收集铵盐。


图I为本发明硝酸铵废水处理回用工艺的流程图。
具体实施例方式进入本发明工艺的硝酸铵废水,最好先进行前处理,所述前处理可采用对硝酸铵废水的传统处理方法一中和及过滤,使废水进行前期处理至下述指标C0Dcr <30mg/l ;悬浮固体的含量10 mg/1以下; !1:5-7;温度〈351。上述参数也可根据后续处理的需要进行调整。参照附图,对进入本发明工艺的硝酸铵废水先进行步骤(I)的处理用电渗析系统对硝酸铵废水进行处理,电渗析系统产水进行步骤(2)的处理,浓水进入蒸发系统;电渗析的pH值控制在5-7之间,处理后产水的氨氮浓度彡O. 1% (质量百分比),浓水的氨氮浓度^ 10% (质量百分比);上述参数也可根据系统的特点和后续处理的需要进行调整。电渗析系统采用的膜组件材料选自聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、树脂等。(2)、将步骤(I)的产水用纳滤系统进行处理,纳滤(NF)去除绝大部分盐分和有机物,经过纳滤系统处理后的产水送至步骤(3),浓水返回步骤(I)作为电渗析进水;纳滤系统的产水氨氮浓度< 20ppm,回收率达到70%以上,浓水氨氮浓度> O. 5% ;上述参数也可根据系统的特点和后续处理的需要进行调整。纳滤系统采用的膜组件可采用卷式膜组件,膜材料选自聚酰胺、聚砜、聚醚砜。(3)、将步骤(2)的产水用EDI系统进行处理,EDI系统可将产水氨氮浓度处理至<5mg/L,该产水送至用水点回用,回收率达90%以上。而浓水氨氮浓度彡50mg/L,送至步骤
(2)再进行纳滤系统处理。采用以上的不同方法进行组合分阶段和分步骤地逐步将硝酸铵废水中的氨氮脱除,进一步地,采用在本实施方式中的三个处理步骤氨氮回收比例分配,能够充分发挥各处理方式的优点,提高效率降低运行成本。
所述步骤(I)的浓水进入蒸发系统处理后,冷凝水回用进入步骤(I)进行浓缩,浓缩液经冷却离心后转变成固体盐。以下对上述的处理系统做进一步的描述
I、电渗析(ED)系统
电渗析是一种利用膜的选择透过性对水中的带电电解质和不带电物质进行分离而达到脱盐、浓缩等预期目的的一种膜分离设备。电渗析器的主要部件为阴、阳离子交换膜、隔板与电极三部分。隔板构成的隔室为液体流经过的通道。物料经过的隔室为脱盐室,浓水经过的隔室为浓缩室。在直流电场的作用下,利用离子交换膜的选择透过性,阳离子透过阳膜,阴离子透过阴膜,脱盐室的离子向浓缩室迁移,浓缩室的离子由于膜的选择透过性而无法向脱盐室迁移。这样淡室的盐分浓度逐渐降低,相邻浓缩室的盐分浓度相应逐渐升高。即把废水中的的无机盐分进行脱盐或浓缩。2、纳滤(NF)系统
本工艺中废水回用的较关键技术是一种环境友好型的水处理技术一纳滤,利用多年废水回用项目中膜分离技术应用的经验,选择的纳滤膜具有较高的透过速度和脱盐性能。该系统采用的纳滤膜元件,具有脱盐率高、透过速度快、机械强度好、抗污染性能好等特点,其优点在于
I)、该种膜元件通过增加膜袋的片数,缩短进水流道的长度,增大进水隔网的宽度,不仅拥有更高的水通量,而且可以减少有机物及微生物在膜表面的吸附,具有更强的耐污染能力。2)、通过对膜材料的改进,创造了具有优异的化学物理稳定性、耐久性、以及高产水量和高脱盐性能的膜元件。3 )、膜片表面更光滑、更耐污染,膜片的电荷性更适合于处理冶金废水。3、电去离子(EDI)系统
电去离子是结合了电渗析与离子交换两项技术各自的特点而发展起来的一项新技术,与普通电渗析相比,由于淡室中填充了离子交换树脂,大大提高了膜间导电性,显著增强了由溶液到膜面的离子迁移,破坏了膜面浓度滞留层中的离子贫乏现象,提高了极限电流密度;与普通离子交换相比,由于膜间高电势梯度,迫使水解离为H+和0H-,H+和OH-—方面参预负载电流,另一方面可以又对树脂起就地再生的作用,因此EDI不需要对树脂进行再生,可以省掉离子交换所必需的酸碱贮罐,也减少了环境污染。因此电去离子超纯水系统具有如下优点(I)离子交换树脂用量极少,仅为IE法的5%左右。(2)不需要再生,降低了劳动强度,节省了酸碱和大量清洁水,减少了环境污染。(3)自动化程度高,易维护。
(4)单一系统连续运转,不需备用系统。
权利要求
1.膜组合法处理硝酸铵废水的工艺,其特征在于它对硝酸铵废水进行以下步骤的处理 (1):用电渗析(ED)系统进行处理,电渗析系统产水进行步骤(2)的处理,浓水进入蒸发系统; (2)、用纳滤(NF)系统对步骤(I)的产水进行处理,经过纳滤系统处理后的产水送至步骤(3)的处理,浓水回至步骤(I)进行处理; (3)、用电去离子(EDI)系统对步骤(2)的产水进行处理,经过EDI系统处理后的产水送至用水点回用,浓水回至步骤(2)再进行纳滤系统处理。
2.如权利要求I所述的膜组合法处理硝酸铵废水的工艺,其特征在于在步骤(I)前还对硝酸铵废水进行前期处理至下述指标CODcr <30mg/l ;悬浮固体的含量10 mg/1以下;pH 5-7 ;温度 <35 0C o
3.如权利要求I所述的膜组合法处理硝酸铵废水的工艺,其特征在于在步骤(I)中,电渗析的进水pH值控制在5-7之间,处理后产水的氨氮浓度彡0. 1% (质量百分比),浓水的氨氮浓度> 10% (质量百分比);在步骤(2)中,纳滤系统的产水氨氮浓度< 20ppm,浓水氨氮浓度> 0. 5% ;在步骤(3)中,EDI系统的产水氨氮浓度<5mg/L,浓水氨氮浓度> 50mg/L。
4.如权利要求1、2或3所述的膜组合法处理硝酸铵废水的工艺,其特征在于所述步骤(I)的浓水进入蒸发系统处理,其冷凝水回到硝酸铵废水中进行步骤(I)的电渗析系统处理,浓缩液经冷却离心后转变成固体盐。
5.如权利要求1、2或3所述的膜组合法处理硝酸铵废水的工艺,其特征在于步骤(2)的浓水回至步骤(I ),用电渗析(ED)系统进行处理。
6.如权利要求I所述的膜组合法处理硝酸铵废水的工艺,其特征在于电渗析系统采用的膜组件材料选自聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、树脂。
7.如权利要求I所述的膜组合法处理硝酸铵废水的工艺,其特征在于纳滤系统采用的膜组件为卷式膜组件,膜材料选自聚酰胺、聚砜、聚醚砜。
全文摘要
本发明提供了一种膜组合法处理硝酸铵废水的工艺,步骤包括(1)用电渗析(ED)系统进行处理,电渗析系统产水进行步骤(2)的处理,浓水进入蒸发系统;(2)、用纳滤(NF)系统对步骤(1)的产水进行处理,经过纳滤系统处理后的产水送至步骤(3)的处理,浓水回至步骤(1)进行处理;(3)、用电去离子(EDI)系统对步骤(2)的产水进行处理,经过EDI系统处理后的产水送至用水点回用,浓水回至步骤(2)再进行纳滤系统处理。本发明工艺组合合理,降低投资和运行成本,将废水中的铵盐适时处理,变废为宝,对外零排放。
文档编号C02F1/469GK102701343SQ201210207120
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者李嘉, 楼永通 申请人:杭州蓝然环境技术有限公司
再多了解一些
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