一种多段去除污酸中氨氮的方法与流程

1.本发明涉及铜冶炼领域，尤其涉及一种多段去除污酸中氨氮的方法。


背景技术：

2.目前，铜冶炼企业产生的污酸，主要有烟气净化产生的硫酸污酸和贵金属生产过程中产生的稀贵污酸。其中，部分铜冶炼厂贵金属生产工艺采用选冶联合工艺，生产过程中产生的稀贵污酸氨氮含量较高，一般在100
‑
120mg/l，最终导致硫酸污酸和稀贵污酸混合后氨氮含量较高。
3.氨氮是指水中以游离氨(nh3)和铵离子(nh
4+
)形式存在的氮，而氨氮对人体健康和生态环境都有很大的影响。大量高浓度氨氮废水排入水体不仅会引起水体富营养化、造成水体黑臭，还会对人类及生物产生毒害作用。因此，需要对污酸中的氨氮进行去除，以确保污酸出水氨氮含量指标符合gb25467
‑
2010《铜镍钴工业污染物排放标准》中出水氨氮含量小于8mg/l的要求。
4.现有技术中，一般采用硫化—石膏—中和铁盐处理工艺处理污酸。当贵金属生产过程中产生的稀贵污酸氨氮含量在100
‑
120mg/l，硫酸污酸和稀贵污酸混合处理后得到的石膏后液中的氨氮含量在20
‑
30mg/l时，在中和铁盐工艺中，利用熟石灰去除重金属后，在中和槽中单点加入除氨氮剂去除污酸中的氨氮后进行排放。但随着贵金属产能的增加，稀贵污酸氨氮含量平均值达到180mg/l以上，硫酸污酸和稀贵污酸混合后得到的石膏后液中的氨氮含量达到40
‑
60mg/l时，为了使得污酸出水中的氨氮含量达到排放标准，避免大量高浓度氨氮废水排入水体对人类及生物造成毒害，必须增加除氨氮剂加入量，而增加单次除氨氮剂的加入量一方面会造成成本的增加，另一方面一次过多的加入除氨氮剂，会降低污酸的ph值，而过量的除氨氮剂还会产生氯气，而产生的氯气给现场操作环境造成影响。此外，增加一次加入量也不能实现污酸出水的稳定达标，还可能造成沉淀池出水悬浮物含量升高。
5.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

6.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多段去除污酸中氨氮的方法，旨在确保当污酸中的氨氮含量较高时，污酸出水中的氨氮含量能够稳定达标，避免大量高浓度氨氮废水排入水体对人类及生物造成毒害。
7.本发明的技术方案如下：
8.本发明提供一种多段去除污酸中氨氮的方法，其中，包括步骤：
9.提供硫化处理后的污酸，向所述污酸中加入石膏，得到石膏后液，所述石膏后液中含有氨氮；
10.所述石膏后液进入第一预中和槽，向所述第一预中和槽中加入熟石灰与所述石膏后液进行反应，得到第一反应后液；
11.所述第一反应后液进入第二预中和槽，向所述第二预中和槽中加入除氨氮剂与所述第一反应后液反应后，得到第二反应后液；
12.所述第二反应后液进入氧化槽除砷后，得到除砷后液；
13.向所述除砷后液中加入除氨氮剂后，进入第三预中和槽，向所述第三预中和槽中加入熟石灰与所述除砷后液进行反应，得到第三反应后液；
14.所述第三反应后液依次进入絮凝槽进行絮凝、进入沉淀池进行沉淀后，得到沉淀池出水；
15.若所述沉淀池出水达标，则进入回用水槽，所述回用水槽中一部分达标的沉淀池出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合，一部分达标的沉淀池出水排放。
16.可选地，若所述沉淀池出水不达标，则向所述沉淀池出水中加入除氨氮剂进行反应，得到达标出水，所述达标出水进入回用水槽，所述回用水槽中一部分达标出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合，一部分达标出水排放。
17.可选地，所述向所述除砷后液中加入除氨氮剂后，进入第三预中和槽的具体步骤包括：
18.所述除砷后液从所述氧化槽流出后经过所述氧化槽的出水溜槽，向所述氧化槽的出水溜槽中加入所述除氨氮剂后，进入所述第三预中和槽。
19.可选地，通过计量泵向所述氧化槽的出水溜槽中加入所述除氨氮剂。
20.可选地，所述向所述第二预中和槽中加入的除氨氮剂、向所述除砷后液中加入的除氨氮剂与向所述沉淀池出水中加入的除氨氮剂的质量比为(65
‑
100)：(0
‑
25)：(0
‑
10)。
21.可选地，所述第二反应后液进入氧化槽除砷后，得到除砷后液的具体步骤包括：
22.所述第二反应后液进入第一氧化槽，向所述第一氧化槽中加入除砷剂，进行曝气氧化反应后进入第二氧化槽继续进行曝气氧化反应，得到除砷后液。
23.可选地，所述除砷剂选自聚合硫酸铁。
24.可选地，所述第三反应后液依次进入絮凝槽进行絮凝、进入沉淀池进行沉淀后，得到沉淀池出水的具体步骤包括：
25.所述第三反应后液进入絮凝槽，向所述絮凝槽中加入絮凝剂后，得到絮凝后液；
26.所述絮凝后液进入沉淀池沉淀后，得到沉淀池出水。
27.可选地，所述絮凝剂选自聚丙烯酰胺。
28.可选地，所述回用水槽中一部分达标出水回流到所述第二预中和槽中的流量为3
‑
5m3/h。
29.有益效果：本发明提供了一种多段去除污酸中氨氮的方法，可在现有污酸处理工艺的基础上，增加除氨氮剂的加入点也即氨氮多段去除工艺，与单点加入相比，每个点的加入量减少，反应时间延长，反应效率增加，且不会有氯气逸出；同时增加达标出水回流工艺，将回用水槽中的一部分达标出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合可以将达标出水中未反应完全的除氨氮剂再回流到工艺流程中进一步反应，相当于工艺流程的叠加和延长，可以进一步降低除氨氮剂的加入量，增加达标率，并且回流到工艺流程中的为达标出水，不会增加生产负荷。本发明中的多段去除污酸中氨氮的方法可以有效利用除氨氮剂去除污酸中的氨氮，能够降低除氨氮剂的加入量，提高污酸中氨氮的去除效率。
附图说明
30.图1为本发明实施例中去除污酸中氨氮的工艺流程图。
31.图2为本发明对比例1中去除污酸中氨氮的工艺流程图。
32.图3为本发明实施例1中去除污酸中氨氮的工艺流程图。
33.图4为本发明实施例2中去除污酸中氨氮的工艺流程图。
具体实施方式
34.本发明提供一种多段去除污酸中氨氮的方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.现有技术中，一般采用硫化—石膏—中和铁盐处理工艺处理污酸。当污酸中的氨氮含量相对较低，贵金属生产过程中产生的稀贵污酸氨氮含量在100
‑
120mg/l，硫酸污酸和稀贵污酸混合处理后得到的石膏后液中的氨氮含量在20
‑
30mg/l时，在中和铁盐工艺中，利用熟石灰去除重金属后，在中和槽单点加入除氨氮剂去除污酸中的氨氮后进行排放。
36.然而，当污酸中的氨氮含量较高，也即随着贵金属产能的增加，稀贵污酸氨氮含量平均值达到180mg/l以上，硫酸污酸和稀贵污酸混合后得到的石膏后液中的氨氮含量达到40
‑
60mg/l时，为了使得污酸出水中的氨氮含量稳定达到排放标准，避免大量高浓度氨氮废水排入水体对人类及生物造成毒害，必须增加中和槽单点除氨氮剂的加入量，而这一方面会造成成本的增加，另一方面一次过多的加入除氨氮剂，会降低污酸的ph值，而大部分过量的除氨氮剂会同时与污酸中的氯离子反应，产生氯气，而产生的氯气给现场操作环境造成影响，此外，增加一次加入量也不能实现污酸出水的稳定达标，还可能造成沉淀池出水悬浮物含量较高。基于此，本发明实施例在现有的中和槽单点加入除氨氮剂的基础上，增加除氨氮剂的加入点，并增加达标出水回流工艺，提出了一种多段去除污酸中氨氮的方法，如图1所示，图中的虚线为本实施例在现有工艺的基础上增加的除氨氮剂的加入点和出水回流工艺，其中，包括步骤：
37.s11、提供硫化处理后的污酸，向所述污酸中加入石膏，得到石膏后液，所述石膏后液中含有氨氮；
38.s12、所述石膏后液进入第一预中和槽，向所述第一预中和槽中加入熟石灰与所述石膏后液进行反应，得到第一反应后液；
39.s13、所述第一反应后液进入第二预中和槽，向所述第二预中和槽中加入除氨氮剂与所述第一反应后液反应后，得到第二反应后液；
40.s14、所述第二反应后液进入氧化槽除砷后，得到除砷后液；
41.s15、向所述除砷后液中加入除氨氮剂后，进入第三预中和槽，向所述第三预中和槽中加入熟石灰与所述除砷后液进行反应，得到第三反应后液；
42.s16、所述第三反应后液依次进入絮凝槽进行絮凝、进入沉淀池进行沉淀后，得到沉淀池出水；
43.s17、若所述沉淀池出水达标，则进入回用水槽，所述回用水槽中一部分达标的沉淀池出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合，一部分达标的沉淀池出水排放。
44.s18、若所述沉淀池出水不达标，则向所述沉淀池出水中加入除氨氮剂进行反应，得到达标出水；
45.所述达标出水进入回用水槽，所述回用水槽中一部分达标出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合，一部分达标出水排放。
46.本实施方式中，在现有中和铁盐工艺中嵌入除氨氮工艺，向石膏后液中加入熟石灰控制溶液体系ph值对重金属进行进一步去除，之后加入除氨氮剂与污酸中的氨氮经过反应后进入氧化槽进行除砷，然后向除砷后液中再次加入除氨氮剂后进入第三预中和槽并向第三预混合槽中加入熟石灰，一方面调节体系ph值，另一方面对重金属进行进一步去除，得到的第三反应后液进入絮凝槽并在絮凝槽中将溶液中的固体悬浮物絮凝成较大的颗粒，随后进入沉淀池进行沉淀，沉淀池上清液即为沉淀池出水，若沉淀池出水达标，则进入回用水槽，回用水槽中的一部分达标的沉淀池出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合，一部分达标的沉淀池出水排放，若所述沉淀池出水不达标，则向所述沉淀池出水中加入除氨氮剂进行反应，得到达标出水，达标出水进入回用水槽，回用水槽中的一部分达标出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合，一部分达标出水排放。而将回用水槽中的一部分达标的达标出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合可以将达标出水中未反应完全的除氨氮剂进行进一步反应。需要说明的是，在gb25467
‑
2010《铜镍钴工业污染物排放标准》中要求出水氨氮含量小于8mg/l，但可以根据实际情况设置更高要求的标准。在当污酸中氨氮含量较高时，采用中和槽单点加入除氨氮剂，出水中的氨氮含量大于8，而当采用本实施例中的多点加入除氨氮剂和出水回流工艺相结合的工艺时，达标出水中的氨氮含量可以小于5mg/l。
47.本实施例中增加了除氨氮剂的加入点也即氨氮多段去除工艺，与单点加入相比，在使用相同的除氨氮剂的前提下，本实施例中每个点的除氨氮剂的加入量减少，反应时间延长，反应效率增加，且不会有氯气逸出；同时增加达标出水回流工艺，将回用水槽中的一部分达标出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合可以将达标出水中未反应完全的除氨氮剂再回流到工艺流程中进一步反应，相当于工艺流程的叠加和延长，可以进一步降低除氨氮的加入量，增加达标率，并且回流到工艺流程中的为达标出水，不会增加生产负荷。本发明中的去除污酸中氨氮的方法可以有效利用除氨氮剂去除污酸中的氨氮，能够降低除氨氮剂的加入量，提高污酸中氨氮的去除效率，不仅可以达到国标中的排放标准，还可实现污酸出水中的氨氮含量小于5mg/l。
48.本实施例中，可处理较高含量的氨氮废水，去除率达到92％以上，并实现稳定达标排放；增加的多点加入工艺与原中和铁盐工艺融合较好，改造非常简单，投资少；除氨氮剂多点加入，可以提高反应效率，除氨氮剂加入总量比现有的单点加入方式可以降低20％；达标出水回流工艺，实现了无价排水的有价利用，除氨氮剂加入量可以进一步降低5％，并且整个过程连续可控，操作及改造简单，维护方便。
49.本实施例中，可以根据实际需要，不增加除氨氮剂加入点并增加达标出水回流工艺，增加一个除氨氮剂加入点并增加达标出水回流工艺或者增加两个除氨氮剂加入点并增加达标出水回流工艺，例如，通过在第二预中和槽中加入除氨氮药剂，同时使用沉淀池出水回流工艺，能够实现沉淀池出水的氨氮含量小于5mg/l，则可不使用其他两个除氨氮药剂加入点，如果沉淀池出水氨氮含量大于5mg/l，再启用向从氧化槽出来的除砷后液中加入除氨
氮剂，如果沉淀池出水氨氮含量还是不能低于5mg/l，则再启用向所述沉淀池出水中加入除氨氮剂。当然也可以根据具体情况，在最末端再增加一个除氨氮剂加入点。因此，本实施例中的除氨氮剂的加入方法灵活性高。
50.本发明中的除氨氮剂可为多效复合盐，有较强的氧化性，可以将污酸中的氨氮氧化为氮气，从而达到去除氨氮的目的，但不限于此。需要说明的是，本发明对所述除氨氮剂的种类并不作具体的限制，能够与氨氮反应产生氮气的除氨氮剂都适用于本发明。
51.步骤s11为对污酸进行硫化和石膏处理，得到含有氨氮的石膏后液的工艺流程。
52.步骤s12中，所述石膏后液进入第一预中和槽，向所述第一预中和槽中加入熟石灰调整体系的ph值并与所述石膏后液进行反应，对重金属进行去除。
53.步骤s13中，所述第一反应后液进入第二预中和槽，向所述第二预中和槽中加入除氨氮剂进行第一次除氨氮剂的加入，所述除氨氮剂与所述第一反应后液中的氨氮进行反应，以去除第一反应后液中的氨氮。具体实施时，所述除氨氮剂与所述第一反应后液中的氨氮进行反应可产生氮气，以去除第一反应后液中的氨氮，但不限于此。
54.步骤s14中，在一种实施方式中，所述第二反应后液进入氧化槽除砷后，得到除砷后液的具体步骤包括：
55.所述第二反应后液进入第一氧化槽，向所述第一氧化槽中加入除砷剂，进行曝气氧化反应后进入第二氧化槽继续进行曝气氧化反应，得到除砷后液。
56.在一种实施方式中，所述除砷剂选自聚合硫酸铁。
57.在一种实施方式中，根据实际需要，也可在所述第二氧化槽中加入除氨氮剂。
58.步骤s15中，向所述除砷后液中加入除氨氮剂，进行第二次除氨氮剂的加入，以进一步去除除砷后液中的氨氮，然后进入第三预中和槽，向所述第三预中和槽中加入熟石灰以调节体系的ph值，并与所述除砷后液进行反应以进一步去除重金属。
59.在一种实施方式，所述向所述除砷后液中加入除氨氮剂后，进入所述第三预中和槽的具体步骤包括：
60.所述除砷后液从所述氧化槽流出后经过所述氧化槽的出水溜槽，向所述氧化槽的出水溜槽中加入所述除氨氮剂后，进入所述第三预中和槽。
61.通过计量泵向所述氧化槽的出水溜槽中加入所述除氨氮剂，根据除氨氮剂的实际需求量，通过计量泵准确加入。
62.向所述氧化槽的出水溜槽中加入所述除氨氮剂可以避免其加入对污酸与除砷剂反应除砷的影响。
63.步骤s16中，所述第三反应后液进入絮凝槽絮凝，使得第三反应后液中的固体悬浮物絮凝成较大的颗粒，以利于后续在沉淀池进行沉淀。
64.在一种实施方式中，所述第三反应后液依次进入絮凝槽进行絮凝、进入沉淀池进行沉淀后，得到沉淀池出水的具体步骤包括：
65.所述第三反应后液进入絮凝槽，向所述絮凝槽中加入絮凝剂后，得到絮凝后液；
66.所述絮凝后液进入沉淀池沉淀后，得到沉淀池出水。
67.本实施方式中，絮凝剂把第三反应后液中的固体悬浮物絮凝成较大的颗粒，便于得到的絮凝后液在沉淀池进行沉淀，沉淀池的上清液即为沉淀池出水。
68.在一种实施方式中，所述絮凝剂选自聚丙烯酰胺，但不限于此。
69.步骤s17中，若所述沉淀池出水达标，则进入回用水槽，所述回用水槽中一部分达标的沉淀池出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合，一部分达标的沉淀池出水排放，在选用合适的除氨氮剂的条件下，所述达标的沉淀池出水中的氨氮含量可小于5mg/l。而将回用水槽中的一部分达标的沉淀池出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合可以将达标的沉淀池出水中未反应完全的除氨氮剂进行进一步反应，相当于工艺流程的叠加和延长，可以降低除氨氮剂的投加量，除氨氮剂加入量可以进一步降低5％，增加出水达标率。
70.在一种实施方式中，所述回用水槽中一部分达标的沉淀出水回流到所述第二预中和槽中的流量为3
‑
5m3/h。此流量较小且为达标出水，不会增加生产负荷。具体实施时，可采用回用水泵和管道将所述回用水槽中一部分达标的沉淀池出水回流到所述第二预中和槽中。
71.步骤s18中，若所述沉淀池出水不达标，则向所述沉淀池出水中加入除氨氮剂进行反应，得到达标出水，所述达标出水进入回用水槽，所述回用水槽中一部分达标出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合，一部分达标出水排放。而将回用水槽中的一部分达标出水回流到所述第二预中和槽中与所述第一反应后液混合可以将达标出水中未反应完全的除氨氮剂进行进一步反应，相当于工艺流程的叠加和延长，可以降低除氨氮剂的加入量，除氨氮剂加入量可以进一步降低5％，增加出水达标率。
72.在一种实施方式中，所述向所述沉淀池出水中加入除氨氮剂，可在原管道上外接软管实现除氨氮剂的加入。
73.在一种实施方式中，所述回用水槽中一部分达标出水回流到所述第二预中和槽中的流量为3
‑
5m3/h。此流量较小且为达标水，不会增加生产负荷。具体实施时，可采用回用水泵和管道将所述回用水槽中一部分达标出水回流到所述第二预中和槽中。
74.在一种实施方式中，所述向所述第二预中和槽中加入的除氨氮剂、向所述除砷后液中加入的除氨氮剂与向所述沉淀池出水中加入的除氨氮剂的质量比为(65
‑
100)：(0
‑
25)：(0
‑
10)。
75.本发明实施例中的方法不限于铜冶炼行业污酸处理中氨氮的去除，可以用于其他行业低浓度氨氮的去除，比如焦化、化工、选矿等企业的低氨氮含量水处理工艺。
76.下面通过具体的实施例对本发明作进一步地说明。
77.对比例1、实施例1、实施例2中使用相同的除氨氮剂，密度为1.1kg/m3。
78.对比例1
79.现有工艺：石膏后液中氨氮含量为28.68mg/l，采用在第二预中和槽单点加入除氨氮剂的工艺，工艺流程如图2所示。石膏后液的流量为20m3/h，除氨氮剂加入量为每立方米石膏后液加入12.38kg除氨氮剂，出水氨氮含量小于8mg/l。
80.实施例1
81.石膏后液中氨氮含量为50.31mg/l，工艺流程如图3所示，使用现有氨氮加入点(第二预中和槽)+第二氧化槽出口加入(2#氧化槽)+沉淀池出水回流工艺。石膏后液的的流量为20m3/h，除氨氮剂加入量为每立方米石膏后液加入12.91kg，其中第二预中和槽加入量为200l/h，2#氧化槽出口加入量为60l/h，出水回流的流量为4m3/h，出水氨氮含量为1.34mg/l，可以稳定达标，现场无氯气产生。
82.实施例2
83.石膏后液中氨氮含量为50.67mg/l，工艺流程如图4所示，使用现有氨氮加入点(第二预中和槽)+第二氧化槽出口加入(2#氧化槽)+沉淀池出水加入+出水回流工艺。石膏后液的流量为20m3/h，除氨氮剂加入量为每立方米石膏后液加入12.99kg，其中第二预中和槽加入量为180l/h，氧化槽出口加入量为60l/h，沉淀池出水加入量为20l/h，出水回流的流量为4m3/h，出水氨氮含量为0.45mg/l，可以稳定达标，现场无氯气产生。
84.由此可以看出本发明中的除氨氮剂多点加入和达标出水回流工艺相结合的除氨氮工艺相比于现有单点加入除氨氮工艺，可以减少除氨氮剂的加入量，节约成本，并使得出水氨氮含量稳定达标。
85.综上所述，本发明提供的一种多段去除污酸中氨氮的方法，有现有技术中的除氨氮剂单点加入的技术上，增加除氨氮剂加入点，实现多点加入，叠加反应，并增加出水回流工艺，进一步提升氨氮去除能力，同时又能够节约除氨氮剂消耗量，实现出水的稳定达标，本发明提供的一种多段去除污酸中氨氮的方法嵌在中和铁盐工艺中，与原工艺融合较好，改造非常简单，投资少。
86.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。