申请日20170421
公开(公告)日20181102
IPC分类号C02F9/10; C01D3/04; C01D5/00; C01C1/02
摘要
本发明涉及污水处理领域，公开了一种催化剂生产废水的处理方法，该废水含有NH4+、SO42‑、Cl‑和Na+，该方法包括，1)将待处理废水依次通入多效蒸发装置的各效蒸发器中进行第一蒸发，得到第一含氨蒸汽和含硫酸钠晶体的第一浓缩液，所述待处理废水含有所述催化剂生产废水;2)将所述含硫酸钠晶体的第一浓缩液进行第一固液分离，并将第一固液分离得到的液相通入MVR蒸发装置进行第二蒸发，得到第二含氨蒸汽以及第二浓缩液;3)将所述第二浓缩液进行低温处理，使硫酸钠晶体溶解，得到含氯化钠晶体的处理液;4)将所述含氯化钠晶体的处理液进行第二固液分离。该方法可以分别回收废水中的铵和硫酸钠、氯化钠，最大程度地再利用废水中的资源。
权利要求书
1.一种催化剂生产废水的处理方法，该催化剂生产废水含有NH4+、SO42-、Cl-和Na+，其特征在于，该方法包括以下步骤，
1)将待处理废水依次通入多效蒸发装置的各效蒸发器中进行第一蒸发，得到第一含氨蒸汽和含硫酸钠晶体的第一浓缩液，所述待处理废水含有所述催化剂生产<a href="http://www.dowater.com/" style="text-decoration:none"><font color="#000000">废水</font></a>;
2)将所述含硫酸钠晶体的第一浓缩液进行第一固液分离，并将第一固液分离得到的液相通入MVR蒸发装置进行第二蒸发，得到第二含氨蒸汽以及含硫酸钠晶体和氯化钠晶体的第二浓缩液;
3)将所述含硫酸钠晶体和氯化钠晶体的第二浓缩液进行低温处理，使硫酸钠晶体溶解，得到含氯化钠晶体的处理液;
4)将所述含氯化钠晶体的处理液进行第二固液分离;
其中，在将所述待处理废水通入多效蒸发装置之前，调节所述待处理废水的pH值大于9;
将所述多效蒸发装置的前一效蒸发器蒸发得到的第一含氨蒸汽通入后一效蒸发器中，所述待处理废水和所述第一含氨蒸汽并流热交换;
所述第一蒸发使氯化钠不结晶析出;
相对于1摩尔所述待处理废水中含有的SO42-，所述待处理废水中含有的Cl-为14摩尔以下。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待处理废水为所述催化剂生产废水;或者，所述待处理废水含有所述催化剂生产废水和所述第二固液分离得到的液相;
优选地，相对于1摩尔所述待处理废水中含有的SO42-，所述待处理废水中含有的Cl-为13.8摩尔以下;
优选地，在将所述待处理废水通入多效蒸发装置之前，调节所述待处理废水的pH值大于10.8;
优选地，调节所述待处理废水的pH值采用NaOH进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一蒸发使第一浓缩液中氯化钠的浓度为X以下，其中，X为在第一蒸发的条件下，第一浓缩液中硫酸钠和氯化钠均达到饱和时氯化钠的浓度;
优选地，所述第二蒸发使所述处理液中硫酸钠的浓度为Y以下，其中，Y为在低温处理的条件下，处理液中硫酸钠和氯化钠均达到饱和时硫酸钠的浓度;
优选地，所述第一蒸发使第一浓缩液中氯化钠的浓度为0.95X-0.999X;
优选地，所述第二蒸发使所述处理液中硫酸钠的浓度为0.9Y-0.99Y。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述第一蒸发的条件包括：温度为35℃以上，压力为-95kPa以上;
优选地，所述第一蒸发的条件包括：温度为45℃～365℃，压力为-95kPa～18110kPa;
优选地，所述第一蒸发的条件包括：温度为60℃～365℃，压力为-87kPa～18110kPa;
优选地，所述第一蒸发的条件包括：温度为75℃～175℃，压力为-73kPa～653kPa;
优选地，所述第一蒸发的条件包括：温度为80℃～130℃，压力为-66kPa～117kPa;
优选地，所述第一蒸发的条件包括：温度为95℃～110℃，压力为-37kPa～12kPa。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述第二蒸发的条件包括：温度为35℃以上，压力为-95kPa以上;
优选地，所述第二蒸发的条件包括：温度为45℃～175℃，压力为-95kPa～18110kPa;
优选地，所述第二蒸发的条件包括：温度为60℃～175℃，压力为-87kPa～18110kPa;
优选地，所述第二蒸发的条件包括：温度为75℃～175℃，压力为-73kPa～653kPa;
优选地，所述第二蒸发的条件包括：温度为80℃～130℃，压力为-66kPa～117kPa;
优选地，所述第二蒸发的条件包括：温度为95℃～110℃，压力为-37kPa～12kPa。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述低温处理的条件包括：温度为13℃～100℃，优选为15℃～45℃，更优选为15℃～35℃，进一步优选为17.9℃～35℃。
7.根据权利要求4或6所述的方法，其中，所述第一蒸发的温度比低温处理的温度高5℃以上，优选高20℃以上，更优选高35℃～90℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述待处理废水通入多效蒸发装置前，将所述待处理废水与从多效蒸发装置得到的第一氨水进行第一热交换;
优选地，将所述多效蒸发装置的最后一效蒸发器得到的第一含氨蒸汽与所述待处理废水进行第一热交换并得到第一氨水;
优选地，在进行所述第一热交换之前，调节待处理废水的pH值大于7;
优选地，将所述第一含氨蒸汽经过所述第一热交换冷凝剩余的尾气经过除氨后排放。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MVR蒸发装置蒸发得到的第二含氨蒸汽与所述第一固液分离得到的液相进行第二热交换并得到第二氨水;
优选地，将所述第二含氨蒸汽经过所述第二热交换冷凝剩余的尾气经过除氨后排放。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，该方法还包括将所述含硫酸钠晶体的第一浓缩液经过第一固液分离后得到硫酸钠晶体;
优选地，该方法还包括对得到的硫酸钠晶体进行洗涤。
11.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，该方法还包括将所述含氯化钠晶体的处理液经过第二固液分离后得到氯化钠晶体;
优选地，该方法还包括对得到的氯化钠晶体进行洗涤。
12.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂生产废水中NH4+为8mg/L以上，SO42-为1g/L以上，Cl-为970mg/L以上，Na+为510mg/L以上;
优选地，所述催化剂生产废水为来自分子筛、氧化铝或炼油催化剂生产过程的废水;
优选地，该方法还包括对所述催化剂生产废水进行除杂和浓缩。
说明书
一种催化剂生产废水的处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体地，涉及一种催化剂生产废水的处理方法，特别是涉及一种含NH4+、SO42-、Cl-和Na+的催化剂生产废水的处理方法。
背景技术
在炼油催化剂的生产过程中，需要大量的氢氧化钠、盐酸、硫酸、铵盐、硫酸盐、盐酸盐等无机酸碱盐，产生大量的含铵、硫酸钠和氯化钠以及硅铝酸盐混合污水。对于这样的污水，现有技术中通常的做法为，先调节pH值至6～9的范围内、脱除大部分悬浮物后，再采用生化法、吹脱法或汽提法进行铵离子的脱除，然后，将含盐污水经过调节pH值、脱除大部分悬浮物、除硬度、除硅和部分有机物之后，再经过臭氧生物活性炭吸附氧化或其他高级氧化法氧化去除大部分有机物，然后，进入离子交换装置进一步脱除硬度后，进入增浓装置(如反渗透和或电渗析)浓缩后，再采用MVR蒸发结晶或多效蒸发结晶，得到含少量铵盐的硫酸钠和氯化钠混合杂盐;或者是;先调节pH值至6.5～7.5的范围内、脱除大部分悬浮物，然后，除硬度、除硅和部分有机物，再经过臭氧生物活性炭吸附氧化或其他高级氧化法氧化去除大部分有机物后，进入离子交换装置进一步脱除硬度后，进入增浓装置(如反渗透和或电渗析)浓缩后，再采用MVR蒸发结晶或多效蒸发结晶，得到含铵盐的硫酸钠和氯化钠混合杂盐。但是，这些含铵的杂盐目前难以处理，或处理成本很高，并且，前期脱除铵离子的过程，额外增加了废水的处理成本。
另外，生化法脱氨只能处理低铵含量的废水，并且由于催化剂污水中COD含量不足不能直接进行生化处理，在生化处理过程中还要另外添加有机物，如葡萄糖或淀粉等，才可以采用生化法处理氨态氮。最重要的问题是生化法脱氨处理后的废水往往总氮不达标(硝酸根离子、亚硝酸根离子含量超标)，还需要深度处理，另外废水中盐的含量没有减少(20g/L～30g/L)，不能直接排放，需要进一步进行脱盐处理。
气提法脱氨为了脱出废水中的氨态氮，需要加大量的碱调pH值，碱耗很高，由于脱氨后的废水中的碱不能回收，处理后的废水pH值很高，处理成本很高，并且气提后催化剂污水中的COD含量没有大的变化，废水中的盐含量没有减少(20g/L～30g/L)，不能直接排放，需要进一步进行脱盐处理，废水处理运行费用高，处理后的废水中残留大量的碱，pH值很高，浪费大，处理费用高达50元/吨。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中含NH4+、SO42-、Cl-和Na+的废水处理成本高，以及只能得到混合盐晶体的问题，提供了一种成本低且环保的含NH4+、SO42-、Cl-和Na+的废水处理方法，该方法可以分别回收废水中的铵和硫酸钠、氯化钠，最大程度地再利用废水中的资源。
为了实现上述目的，本发明提供一种催化剂生产废水的处理方法，该废水含有NH4+、SO42-、Cl-和Na+，该方法包括以下步骤，
1)将待处理废水依次通入多效蒸发装置的各效蒸发器中进行第一蒸发，得到第一含氨蒸汽和含硫酸钠晶体的第一浓缩液，所述待处理废水含有所述催化剂生产废水;
2)将所述含硫酸钠晶体的第一浓缩液进行第一固液分离，并将第一固液分离得到的液相通入MVR蒸发装置进行第二蒸发，得到第二含氨蒸汽以及含硫酸钠晶体和氯化钠晶体的第二浓缩液;
3)将所述含硫酸钠晶体和氯化钠晶体的第二浓缩液进行低温处理，使硫酸钠晶体溶解，得到含氯化钠晶体的处理液;
4)将所述含氯化钠晶体的处理液进行第二固液分离;
其中，在将所述待处理废水通入多效蒸发装置之前，调节所述待处理废水的pH值大于9;将所述多效蒸发装置的前一效蒸发器蒸发得到的第一含氨蒸汽通入后一效蒸发器中，所述待处理废水和所述第一含氨蒸汽并流热交换;所述第一蒸发使氯化钠不结晶析出;相对于1摩尔所述待处理废水中含有的SO42-，所述待处理废水中含有的Cl-为14摩尔以下。
通过上述技术方案，针对含NH4+、SO42-、Cl-和Na+的废水，通过预先将待处理废水的pH值调节至特定的范围后，再利用第一蒸发分离得到硫酸钠晶体和较浓氨水，然后再利用第二蒸发得到含硫酸钠晶体和氯化钠晶体的浓缩液和较稀氨水，最后利用低温处理使浓缩液中的硫酸钠溶解，氯化钠进一步结晶析出，得到氯化钠晶体。该方法可以分别得到高纯度的硫酸钠和氯化钠，避免了混盐处理和再利用过程中的困难，同时完成分离氨和盐的过程，并且采用热交换方式同时使废水升温和含氨蒸汽降温，无需冷凝器，合理利用蒸发过程中的热量，节约能源，降低废水处理成本，废水中的铵以氨水的形式回收，氯化钠和硫酸钠分别以晶体形式回收，整个过程没有废渣废液产生，实现了变废为宝的目的。
进一步地，该方法通过第二蒸发和低温处理相配合，使得第二蒸发可以在较高温度下进行，提高第二蒸发浓缩液中固体的含量和蒸发效率，同时可以达到节能效果。
进一步地，该方法通过多效蒸发装置进行第一蒸发，可以单独收集第一效和/或第二效蒸发器中蒸发得到的第一含氨蒸汽的冷凝液，从而便于得到浓度更高的第一氨水。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
