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处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法

发布时间:2021-2-3 6:54:38  中国污水处理工程网

申请日 20191227

公开(公告)日 20201106

IPC分类号 C02F9/10; C01D9/16; C01D9/00

摘要

一种处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法,包括步骤:中和预处理、除铜反应、一级压滤、第二次调节酸碱度、除微量金属反应、二级压滤、精密过滤、单效蒸发、冷却结晶和离心分离。本发明处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法具有整个操作工艺过程简单高效、处理效果好、处理成本低和适应性强等优点,实现了废水资源循环利用。

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权利要求书

1.一种处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法,包括如下步骤:

A、中和预处理,第一次调节酸碱度:在高硝基氮废水中边加入熟石灰或液碱边搅拌,调节高硝基氮废水的酸碱度,将其pH值调节至5.0~6.0;

B、除铜反应: 向调整酸碱度的高硝基氮废水中,按少量多次的加药原则边搅拌边加入适量的硫化钠固体,每次加完硫化钠反应一段时间后,用ORP计检测高硝基氮废水的ORP值,直至将高硝基氮废水的ORP值控制在-260~-290毫伏范围内;

C、一级压滤:对上述加入硫酸钠的高硝基氮废水进行压滤处理,得一级滤液和一级滤渣;

D、第二次调节酸碱度:向一级压滤分离后的一级滤液中加入液碱,调节一级压滤液的酸碱度,将其pH值调节至8.5~9.5;

E、除微量金属反应:向调节了酸碱度的一级滤液中边搅拌边加入适量的重金属捕集剂,再加入适量的絮凝剂,反应一段时间,停止搅拌,静置一段时间;

F、二级压滤:对上述加入重金属捕集剂和絮凝剂的废水进行压滤,得二级滤液和二级滤渣;

G、精密过滤:对所述二级滤液通过两级精密过滤器进行过滤;

H、单效蒸发:对上述经过精密过滤后的过滤液输入到蒸发设备中进行单效蒸发,从而得到蒸发馏分物和浓缩液;

I、冷却结晶:将自来水通入蒸发设备的夹套内对单效蒸发后的浓缩液进行冷却结晶,冷却至常温,时间控制在规定的时间内;

J、离心分离:对上述冷却后的浓缩液进行离心分离,从而得到硝酸钠和离心母液。

2.根据权利要求1所述的处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法,其特征在于:

对步骤H中的单效蒸发后的蒸发馏分物进行处理: 将蒸发馏分物经过脱氮处理,处理后的废水达标排放。

3.根据权利要求1所述的处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法,其特征在于:

对步骤J中的离心分离后的离心母液进行处理: 将离心母液返回到步骤A中后继续中和预处理。

4.根据权利要求1所述的处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法,其特征在于:

对步骤C 和F中的滤渣进行处理:将步骤C 中的一级滤渣和步骤F中的二级滤渣收集起来进行铜泥资源化处理。

5.根据权利要求1所述的处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法,其特征在于:

在步骤D中的pH值调节时操作包括如下步骤:

先将原液即一级滤液输送到管道混合器的容腔中,再启动控制电路,将调节液即液碱通过电磁阀后也输送到管道混合器的容腔内,在管道混合器的容腔内,原液和调节液混合均匀,并由管道混合器的出水管口通过第四管道流出,借助在线PH计检测到第四管道内混合后溶液的pH值后将信号反馈给所述控制电路,所述控制电路根据已设定好的pH值范围去判断是否通过控制所述电磁阀的开度去控制调节液大小而实现对溶液pH值的调节;只要所述在线pH计检测到的pH值偏离设定范围,所述电磁阀开度就会做出相应调节,以维持混合后溶液的pH值在设定范围内。

6.根据权利要求1所述的处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法,其特征在于:

在步骤E的除微量金属反应中一级滤液与重金属捕集剂的数量关系是,按每立方米一级滤液需用1.0~2.0千克的重金属捕集剂量加入重金属捕集剂。

7.根据权利要求1所述的处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法,其特征在于:

在步骤E的除微量金属反应中一级滤液与絮凝剂的数量关系是,按每立方米一级滤液需用15~25克的絮凝剂量加入絮凝剂。

8.根据权利要求1所述的处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法,其特征在于:

在步骤H的、单效蒸发中所用的蒸发设备为单蒸釜,蒸发压力控制在-0.06MPa(兆帕)~-0.07MPa(兆帕),蒸发温度控制在低于98℃,单蒸釜内安装有桨式搅拌桨,转速为62~82转/分。

说明书

处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法

【技术领域】

本发明涉及污水处理,特别涉及高硝基氮废水的处理,尤其涉及在机械制造工业中产生的处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法。

【背景技术】

随着工业的迅猛发展,在石油化工、化肥、电子元件等行业产生的含氮废水越来越多,浓度也越来越高,且成分复杂,增大了废水的处理难度,若处理不到位使得含氮污染物排放量高,则会导致水体富营养化和缺氧性水质恶化,破坏生态平衡,威胁人类健康。

现有技术处理成分复杂的高硝基氮废水主要采用无害化方式进行一系列物理、化学、生物脱氮联合处理。物理法处理技术通常有过滤、沉淀、离心分离、吸附、萃取等;化学法主要有中和、化学沉淀法、氧化还原法、高级氧化法,高沸点酸制低沸点酸等;生物脱氮主要是硝化/反硝化;这些处理工艺的流程复杂、效率低、成本较高,难以达到理想的处理效果。

因此,本领域的技术人员找到一种简化工艺流程、降低处理成本、处理效果好、处理效益高的处理方法, 对高硝基氮废水进行资源化处理,有效解决此类废水的处理难题是十分必要的。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法, 该方法首先采用化学沉淀法去除高硝基氮废水中的金属杂质,然后采用蒸发浓缩的方式从高硝基氮废水中分离出硝酸根,蒸发所得蒸馏水通过折点氯化法脱氮,使高硝基氮废水达到净化,同时也使高硝基氮废水中高含量的硝酸根得到资源化利用,具有整个操作工艺过程简单高效、处理效果好、处理成本低和适应性强等优点,实现了废水资源循环利用。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是:

一种处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法,包括如下步骤:

A、中和预处理,第一次调节酸碱度:在高硝基氮废水中边加入熟石灰或液碱边搅拌,调节高硝基氮废水的酸碱度,将其pH值调节至5.0~6.0;

B、除铜反应: 向调整酸碱度的高硝基氮废水中,按少量多次的加药原则边搅拌边加入适量的硫化钠固体,每次加完硫化钠反应一段时间后,该一段时间为5~10分钟,用ORP计检测高硝基氮废水的ORP值,直至将高硝基氮废水的ORP值控制在-260~-290毫伏范围内;ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写,它表示溶液的氧化还原电位;

C、一级压滤:对上述加入硫酸钠的高硝基氮废水进行压滤处理,得一级滤液和一级滤渣,该一级滤渣为铜泥;

D、第二次调节酸碱度:向一级压滤分离后的一级滤液中加入液碱,调节一级压滤液的酸碱度,将其pH值调节至8.5~9.5;

E、除微量金属反应:向调节了酸碱度的一级滤液中边搅拌边加入适量的重金属捕集剂,再加入适量的絮凝剂,反应一段时间,该一段时间为20~30分钟,停止搅拌,静置一段时间,该一段时间为30~50分钟;

F、二级压滤:对上述加入重金属捕集剂和絮凝剂的废水进行压滤,得二级滤液和二级滤渣,该二级滤渣也为铜泥。

G、精密过滤:对所述二级滤液通过两级精密过滤器进行过滤,两级精密过滤器可采用精度为5微米的精密过滤器;

H、单效蒸发:对上述经过精密过滤后的过滤液输入到蒸发设备中进行单效蒸发,从而得到蒸发馏分物和浓缩液;

I、冷却结晶:将自来水通入蒸发设备的夹套内对单效蒸发后的浓缩液进行冷却结晶,冷却至常温,时间控制在规定的时间内,该规定的时间为3.5~4.5小时,例如4小时左右;

J、离心分离:对上述冷却后的浓缩液进行离心分离,从而得到硝酸钠和离心母液。

对步骤H中的单效蒸发后的蒸发馏分物进行处理: 将蒸发馏分物经过脱氮处理,处理后的废水达标排放。

对步骤J中的离心分离后的离心母液进行处理: 将离心母液返回到步骤A中后继续中和预处理。

对步骤C 和F中的滤渣进行处理:将步骤C 中的一级滤渣和步骤F中的二级滤渣收集起来进行铜泥资源化处理。

在步骤D中的pH值调节时操作包括如下步骤:

先将原液即一级滤液输送到管道混合器的容腔中,再启动控制电路,将调节液即液碱通过电磁阀后也输送到管道混合器的容腔内,在管道混合器的容腔内,原液和调节液混合均匀,并由管道混合器的出水管口通过第四管道流出,借助在线PH计检测到第四管道内混合后溶液的pH值后将信号反馈给所述控制电路,所述控制电路根据已设定好的pH值范围去判断是否通过控制所述电磁阀的开度去控制调节液大小而实现对溶液pH值的调节;只要所述在线pH计检测到的pH值偏离设定范围,所述电磁阀开度就会做出相应调节,以维持混合后溶液的pH值在设定范围内。

在步骤E的除微量金属反应中一级滤液与重金属捕集剂的数量关系是,按每立方米一级滤液需用1.0~2.0千克的重金属捕集剂量加入重金属捕集剂。

在步骤E的除微量金属反应中一级滤液与絮凝剂的数量关系是,按每立方米一级滤液需用15~25克的絮凝剂量加入絮凝剂。

在步骤H的、单效蒸发中所用的蒸发设备为单蒸釜,蒸发压力控制在-0.06MPa(兆帕)~-0.07MPa(兆帕),蒸发温度控制在低于98℃,单蒸釜内安装有桨式搅拌桨,转速为62~82转/分。

同现有技术相比较,本发明处理高硝基氮废水来生产硝酸钠的方法之有益效果在于:

一、本发明依次采用中和预处理、除铜反应、一级压滤、第二次调节酸碱度、除微量金属反应、二级压滤、精密过滤、单效蒸发、冷却结晶和离心分离,并在各步骤中严格控制各参数;在其中首先采用除铜反应和除微量金属反应两级化学沉淀法去除高硝基氮废水中的金属杂质,处理效果稳定,速度快;然后再采用蒸发浓缩的方式从高硝基氮废水中分离出硝酸根制成硝酸钠产品,蒸发所得蒸发馏分物通过折点氯化法脱氮后达到排放标准,使高硝基氮废水达到净化,同时也使高硝基氮废水中高含量的硝酸根得到资源化利用,具有整个操作工艺过程简单高效、处理效果好、处理成本低和适应性强等优点,实现了废水资源循环利用。

二、本发明在对pH值调节时采用溶液pH值自动调节系统,该溶液pH值自动调节系统特意设置了电磁阀、在线pH计,以及用于控制所述加药泵、电磁阀和在线pH计工作的控制电路;本发明的原液和调节液在管道混合器的容腔内混合均匀后通过第四管道流出,在线PH计检测到第四管道内混合后溶液的pH值后将信号反馈给所述控制电路,然后控制电路根据已设定好的pH值范围去判断是否通过控制电磁阀的开度去控制调节液大小而实现对溶液pH值的调节;只要在线pH计检测到的pH值偏离设定范围,电磁阀开度就会做出相应调节,以维持混合后溶液的pH值在设定范围内;该溶液pH值自动调节系统能实现自动化控制,并且能快速精准地达到调节的要求,也能够适应各种各样的环境场所,经济实用,操作方便,工艺也简单。

发明人 (何伟铭;许世爱;黄开良;李嘉鹏;)

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