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CN108164046A - 一种用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法 - Google Patents

一种用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法 Download PDF

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CN108164046A CN201810081977.9A CN201810081977A CN108164046A CN 108164046 A CN108164046 A CN 108164046A CN 201810081977 A CN201810081977 A CN 201810081977A CN 108164046 A CN108164046 A CN 108164046A
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desulfurization wastewater
magnesium
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母佰龙
张肖静
王腾飞
楚航
陈召
袁东丽
周月
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Zhengzhou University of Light Industry
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Zhengzhou University of Light Industry
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Abstract

本发明公开一种用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法,包括以下步骤:(1)将工业烟气经氧化镁法脱硫后,得脱硫废水;搅拌条件下,将脱硫废水与氨氮废水混合,调节其pH值为3~6,静置,生成硫酸铵镁沉淀,固液分离;(2)将分离后的硫酸铵镁沉淀纯化,得缓释肥料的原料。本发明利用氧化镁法脱硫形成的脱硫废水中含有大量的硫酸镁形成高盐废水,而高氨氮废水中含有大量的铵离子和硫酸根离子,两者混合生成了硫酸铵镁沉淀,有效去除了脱硫废水中的硫酸镁和高氨氮废水中的铵离子和硫酸根离子,利于废水的后续处理、降低费用成本。

Description

一种用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法
技术领域
本发明属于工业废水处理及资源化利用技术领域,具体涉及一种用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展,有色金属冶炼、化肥和煤化工行业也随之发展起来。有色金属冶炼过程和其他工业燃煤锅炉都会产生SO2烟气,燃煤工业锅炉每年排放SO2约640万t , 约占全国SO2排放量的32%,有色金属冶炼排放约占8%,在烟气脱硫过程中,会产生大量的脱硫废水。同时,在工业生产过程中,产生高浓度的氨氮废水,其氨氮含量大约为1000-160000 mg/L,废水中的氨氮类化合物含量高,会导致水体富营养化和环境污染,但废水处理难度较大。
目前,处理氨氮废水的方法主要有:生物法、化学法、吹脱法和催化氧化法。生物法对微生物的生长环境要求较高,反应速率较慢且污泥驯化时间较长,高浓度的氨氮废水对微生物的生长不利,因此,难以用生物法处理高浓度氨氮废水;吹脱法使用的设备简单、操作稳定,但对废水的温度要求很高、能耗高,且易产生二次污染,因此,其应用受到限制;催化氧化法对设备控制要求过高,应用范围很窄。
工业烟气脱硫的方法有很多,比如石灰/石灰石-石膏法、氢氧化钠法、亚硫酸钠法、氧化镁法、双氧水法、氨法等。其中氧化镁法脱硫形成的脱硫废水含有大量的硫酸镁,形成高盐废水不易通过生物法处理,若直接排放则造成镁资源浪费。考虑到脱硫废水中镁资源和高氨氮废水中铵的资源化利用,本发明利用脱硫废水处理氨氮废水并资源化是一种可行的技术。
发明内容
本发明目的在于提供一种用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法。
基于上述目的,本发明采取以下技术方案:
一种用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法,包括以下步骤:
(1)将工业烟气经氧化镁法脱硫后,得脱硫废水;搅拌条件下,将脱硫废水与氨氮废水混合,调节其pH值为3~6,静置,生成硫酸铵镁沉淀,固液分离;
(2)将分离后的硫酸铵镁((NH4)2Mg(SO4)2·6H2O)沉淀纯化,得缓释肥料的原料。
所述脱硫废水中主要成分为硫酸镁,氨氮废水中主要成分包括铵离子和硫酸根离子,混合废水中NH4 +、Mg2+、SO4 2-的摩尔浓度比为 (2~6)︰(2~4)︰1。
步骤1)固液分离为过滤拦截、重力沉降或离心分离。
步骤2)分离后的硫酸铵镁沉淀采用乙醇清洗、离心,超纯水清洗、离心,重复采用乙醇、超纯水清洗、离心3-5次。
步骤1)搅拌转速为400-800 r/min,搅拌时间为1-3h;静置时间为20-40min。
氧化镁法脱硫及脱硫废水和氨氮废水的反应过程如下:
MgO+H2O → Mg (OH)2 (1)
Mg (OH)2+SO2 → MgSO3+ H2O (2)
2MgSO3+O2 → 2MgSO4 (3)
MgSO4+(NH4)2SO4+6H2O → (NH4)2Mg(SO4)2·6H2O↓ (4)
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)本发明利用氧化镁法脱硫形成的脱硫废水中含有大量的硫酸镁形成高盐废水,而高氨氮废水中含有大量的铵离子和硫酸根离子,两者混合生成了硫酸铵镁沉淀,有效去除了脱硫废水中的硫酸镁和高氨氮废水中的铵离子和硫酸根离子,利于废水的后续处理、降低费用成本;
2)以废治废,且回收镁、氮、硫资源,作为缓释肥的原料,提高了经济收益。
附图说明
图1为本发明的沉淀物、硫酸镁、硫酸铵和硫酸铵镁标准图谱的XRD图。
具体实施方式
实施例1
一种用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法,包括以下步骤:
(1)将工业烟气(来自某一化肥厂在生产过程中使用的燃煤锅炉,为含SO2废气)经氧化镁法脱硫后,得脱硫废水,所述脱硫废水中主要成分为硫酸镁,硫酸镁浓度为1200 mg/L;氮肥生产过程中产生氨氮废水,氨氮废水中氨氮浓度为850 mg/L,硫酸根浓度为1800 mg/L,于搅拌转速为450 r/min条件下,将脱硫废水与氨氮废水混合,控制混合废水中NH4 +、Mg2+、SO4 2-的摩尔浓度比为NH4 +︰Mg2+︰SO4 2-=5.2︰1︰3.1,搅拌2h,用硫酸调节混合废水的pH值为4.8,静置30min,生成硫酸铵镁沉淀,固液分离(重力沉降分离),分离后的废水中氨氮浓度降至50 mg/L左右,硫酸镁的浓度降至100 mg/L左右,进入后续处理工艺;
(2)将分离后的硫酸铵镁((NH4)2Mg(SO4)2·6H2O)沉淀采用乙醇清洗、离心,超纯水清洗、离心,重复采用乙醇、超纯水清洗、离心5次,得缓释肥料的原料。
经测定,步骤1)中混合后的每吨废水可回收2.9 kg (NH4)2Mg(SO4)2·6H2O沉淀。
实施例2
一种用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法,包括以下步骤:
(1)将工业烟气(来自河南某铅锌冶炼企业,在工艺生产过程中,有色金属矿石的冶炼产生大量的中低浓度SO2废气)经氧化镁法脱硫(湿式镁法脱硫)后,得脱硫废水,所述脱硫废水中主要成分为硫酸镁,硫酸镁浓度为1800 mg/L;其配套的硫酸铵化肥厂生产过程中产生氨氮废水,氨氮废水中主要成分包括铵离子和硫酸根离子,氨氮浓度为980 mg/L,硫酸根浓度为2620 mg/L,于搅拌转速为520 r/min 条件下,将脱硫废水与氨氮废水混合,控制混合废水中NH4 +、Mg2+、SO4 2-的摩尔浓度比为NH4 +︰Mg2+︰SO4 2-=4︰1︰2.7,搅拌2h,用硫酸调节其pH值为5.5,静置30min,生成硫酸铵镁沉淀,离心分离,分离后的废水中氨氮浓度降至50 mg/L左右,硫酸镁的浓度降至100 mg/L左右,进入后续处理工艺;
(2)将分离后的硫酸铵镁((NH4)2Mg(SO4)2·6H2O)沉淀采用乙醇清洗、离心,超纯水清洗、离心,重复采用乙醇、超纯水清洗、离心3次,得缓释肥料的原料。
经测定,步骤1)中混合后的每吨废水可回收4.54 kg (NH4)2Mg(SO4)2·6H2O沉淀。
将实施例的制得的(NH4)2Mg(SO4)2·6H2O沉淀进行X射线衍射,其图谱如图1所示。
从图1可知,该沉淀物有很好的结晶性, MgSO4的衍射峰,在沉淀物中也有对应的衍射峰,(NH4)2SO4的衍射峰在沉淀中有对应的衍射峰。沉淀物的衍射峰与(NH4)2Mg(SO4)2·6H2O的标准PDF卡片做对比,发现沉淀物的衍射峰与(NH4)2Mg(SO4)2·6H2O的标准PDF卡片的衍射峰极为相似,由此证明,该沉淀物为(NH4)2Mg(SO4)2·6H2O。

Claims (5)

1.一种用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将工业烟气经氧化镁法脱硫后,得脱硫废水;搅拌条件下,将脱硫废水与氨氮废水混合,调节其pH值为3~6,静置,生成硫酸铵镁沉淀,固液分离;
(2)将分离后的硫酸铵镁沉淀纯化,得缓释肥料的原料。
2.根据权利要求书1所述的用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法,其特征在于,所述脱硫废水中主要成分为硫酸镁,氨氮废水中主要成分包括铵离子和硫酸根离子,混合废水中NH4 +、SO4 2-、Mg2+的摩尔浓度比为 (2~6)︰(2~4)︰1。
3.根据权利要求书2所述的用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法,其特征在于,步骤1)固液分离为过滤拦截、重力沉降或离心分离。
4.根据权利要求书3所述的用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法,其特征在于,步骤2)分离后的硫酸铵镁沉淀采用乙醇清洗、离心,超纯水清洗、离心,重复采用乙醇、超纯水清洗、离心3-5次。
5.根据权利要求书4所述的用脱硫废水处理高浓度氨氮废水并资源化的方法,其特征在于,步骤1)搅拌转速为400-800 r/min,搅拌时间为1-3h;静置时间为20-40min。
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