一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的装置及工艺

摘要

本发明提供一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的工艺，先加入氢氧化钙，将氯化铵反应生产游离氨及氯化钙，再汽提脱氨回收废水中的氨制成20％的氨水回用，脱氨后的废水先除杂，可过滤回收重金属氢氧化物，除杂后的废水加入硫酸钠溶液，沉降钙盐，除杂后的废水可以继续蒸发浓缩。本发明还提供一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的装置，包括第一反应装置、汽提脱氨装置、第一过滤装置、第一pH调节装置、第二反应装置、第二过滤装置、第二pH调节装置、第一蒸发浓缩装置、沸腾造粒装置、第二蒸发浓缩装置、冷却结晶装置和干燥装置；本发明可采用不同的方案来实现废水的资源化处理，具有重大的社会效益和经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及氯化铵废水的资源化的处理方法，具体涉及一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的装置及工艺。

背景技术

化工、冶金领域及电子行业多有氨氮废水产生，是一种重要的污染源。氨氮废水中所含的铵盐一般为硫酸铵或氯化铵，一旦排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其它微生物的大量繁殖，是导致水体富营养化的主要原因之一。其中含重金属的氨氮废水尤其危害性大，由于氨与大部分的重金属有络合作用，无法用简单的过滤方法去除，因此如果排入水体，则危害性更大。

目前高浓氯化铵废水主要有以下两种方案。方案：一、蒸发结晶得到氯化铵；二、加入氢氧化钠后蒸汽提脱氨得到20％的氨水回用，塔釜液调节pH外排，或蒸发结晶得到氯化钠外售。

以上方案一氯化铵蒸发结晶，蒸发结晶能耗高，设备易腐蚀，故障率高，而且废水中杂质多，特别是部分氯化铵废水含有重金属，比如镍、钴、稀土，还有部分氯化铵废水含镁含钙，导致氯化铵副产杂质超标，难以外售。而方案二加入氢氧化钠与氯化铵废水反应生成氯化钠与氨，汽提脱氨回收20％的氨水，釜液蒸发结晶得到氯化晶体，但是由于废水中杂质多，导致氯化钠晶体的质量难以达标，出售困难。而且该方法加入大量的液碱，导致运行成本太高。

因此，需要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效的一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的装置及工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的工艺，包括以下步骤：

步骤一、含重金属的氯化铵废水与氢氧化钙溶液反应，控制反应的pH在11.5-12.5之间；得到步骤一所得的反应液；

步骤二、步骤一所得的反应液进行汽提脱氨回收20％的氨水，得到塔釜液；

步骤三、步骤二所得的塔釜液过滤除杂，杂质为重金属氢氧化物(镍、钴、稀土等)、过量的氢氧化钙固体、硫酸钙、氢氧化镁等，调节pH到弱酸性，得到弱酸含氯化钙废水；

步骤四、步骤三所得的弱酸含氯化钙废水采用以下三种方案其中之一进行处理：

方案1：弱酸含氯化钙废水与硫酸钠溶液反应生产二水硫酸钙固体，溶液过滤后调节pH到中性后达标排放；

方案2：弱酸含氯化钙废水蒸发浓缩到氯化钙质量含量为40-50％后沸腾造粒，制备无水颗粒氯化钙外售；

方案3：弱酸含氯化钙废水分两级蒸发浓缩，第一级浓缩到氯化钙质量含量约40-50％，第二级浓缩到氯化钙含量65-70％，然后去结片机冷却结晶，再干燥得到片状二水氯化钙外售。

以上三种方案可实现弱酸性氯化钙废水的资源化，方案一加入硫酸钠溶液，将钙盐转换为二水硫酸钙沉淀，废水中含氯化钠、少量的氯化钙，部分企业可选择外排。如企业无法排含盐废水，则将废水蒸发浓缩制备片状二水氯化钙或无水颗粒氯化钙，实现了废水零排放，也将废水中的重金属、氨和氯元素都实现了资源化，具有重大的社会效益和经济效益。

作为对本发明一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理工艺的改进：

步骤一包括：

含氯化铵0.5-15％的废水与10-50％氢氧化钙浆液进行反应，控制反应pH在11.5-12.5；

作为对本发明一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理工艺的改进：

步骤二包括：

步骤一所得的反应液，被预热器预热到85-95℃后进入汽提脱氨装置中汽提脱氨，得到塔釜液和氨蒸汽；

氨蒸汽冷凝得到质量浓度20％的氨水回用；

作为对本发明一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理工艺的改进：

步骤三包括：

塔釜液脱氨后，先过滤除杂，杂质为重金属氢氧化物(镍、钴、稀土等)、过量的氢氧化钙固体、硫酸钙、氢氧化镁等，过滤设备可用板框压滤机、真空带式过滤机、真空圆盘过滤机、离心机的一种或多种；

加入盐酸调节PH在4.5-6.5之间；

作为对本发明一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理工艺的改进：

步骤四的方案1包括：

弱酸含氯化钙废水与质量含量5-30％的硫酸钠溶液混合反应，两者质量比范围为10：1到1：5，其中废水中的氯化钙与硫酸铵反应生产二水硫酸钙固体和氯化钠；

过滤溶液中的二水硫酸钙固体，作为二水硫酸钙滤饼外售处理，过滤设备可用板框压滤机、真空带式过滤机、真空圆盘过滤机、离心机的一种或多种；

加入含量为5-30％碳酸钠溶液或30％液碱，调节废水pH到中性，达标排放。

本发明还提供一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的装置：

包括废水储罐、氢氧化钙浆液储罐、第一反应装置、汽提脱氨装置、第一过滤装置、第一pH调节装置、盐酸储罐、第二反应装置、第二过滤装置、第二pH调节装置、硫酸钠储罐、碱溶液储罐、第一蒸发浓缩装置、沸腾造粒装置、第二蒸发浓缩装置、冷却结晶装置和干燥装置；

所述废水储罐和氢氧化钙储罐均与第一反应装置进口连接；

所述第一反应装置出口与汽提脱氨装置进口连接；

所述汽提脱氨装置塔底出口与第一过滤装置进口连接；

所述第一过滤装置出口与第一pH调节装置进口连接；

所述盐酸储罐出口与第一pH调节装置进口连接；

第一pH调节装置的出口的连接方式采用如下三种方案之一：

方案一：

所述第一pH调节装置的出口与第二反应装置进口连接；硫酸钠储罐与第二反应装置进口连接；第二反应装置出口与第二过滤装置进口连接；第二过滤装置出口与第二pH调节装置进口连接；碱溶液储罐与第二pH调节装置进口连接；

方案二：

所述第一pH调节装置的出口与第一蒸发浓缩装置进口连接；第一蒸发浓缩装置出口与沸腾造粒装置进口连接；

方案三：

所述第一pH调节装置的出口与第二蒸发浓缩装置进口连接；第二蒸发浓缩装置出口与冷却结晶装置进口连接；冷却结晶装置出口与干燥装置进口连接。

作为对本发明一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的装置的改进：

所述废水储罐用于储存含氯化铵质量分数0.5-15％的废水；

所述氢氧化钙储罐用于储存质量分数10-50％的氢氧化钙溶液；

所述第一反应装置和第二反应装置用于废水反应；

所述汽提脱氨装置用于汽提脱氨回收20％的氨水；

所述第一过滤装置和第二过滤装置均用于对废水进行过滤处理；过滤设备可用板框压滤机、真空带式过滤机、真空圆盘过滤机、离心机的一种或多种；

所述第一pH调节装置和第二pH调节装置均用于调节废水的pH值；

所述盐酸储罐用于储存含量为5-31％的盐酸溶液；

所述硫酸钠储罐用于储存质量分数5-30％的硫酸钠溶液；

所述碱溶液储罐用于储存5-30％的碳酸钠溶液或30％液碱；

所述第一蒸发浓缩装置和第二蒸发浓缩装置均用于蒸发浓缩氯化钙废水，第一蒸发浓缩装置可用单效、二效、三效、四效或热泵蒸发设备的一种，第二蒸发浓缩装置为两级蒸发浓缩，一级可用单效、二效、三效、四效或热泵蒸发设备的一种，二级可用单效或二效的一种；

所述沸腾造粒装置用于沸腾造粒，应用沸腾流化床进行；

所述冷却结晶装置用于对浓缩后的氯化钙母液冷却结片，得到片状二水氯化钙，应用结片机进行；

所述干燥装置用于干燥得到片状二水氯化钙，应用流化床干燥机进行。

本发明一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的装置及工艺的技术优势为：

本发明能处理含各种杂质(杂质可以含镍、钴、稀土等重金属，也可以含钙、含镁)的氯化铵废水，先加入氢氧化钙，将氯化铵反应生产游离氨及氯化钙，再汽提脱氨回收废水中的氨制成20％的氨水回用，脱氨后的废水先除杂，如果是杂质是重金属，可过滤回收重金属氢氧化物以实现重金属的回用，除杂后的废水加入硫酸钠溶液，沉降钙盐，再达标排放，除杂后的废水可以继续蒸发浓缩后制备片状二水氯化钙或无水颗粒氯化钙。本发明根据企业的需求，可采用不同的方案来实现废水的资源化处理，实现了废水的废物综合化利用，具有重大的社会效益和经济效益。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的工艺的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1、一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的装置，如图1所示，

包括废水储罐1、氢氧化钙储罐2、第一反应装置3、汽提脱氨装置4、第一过滤装置5、第一pH调节装置6、盐酸储罐7、第二反应装置8、第二过滤装置9、第二pH调节装置10、硫酸钠储罐11、碱溶液储罐12、第一蒸发浓缩装置13、沸腾造粒装置14、第二蒸发浓缩装置15、冷却结晶装置16和干燥装置17。

废水储罐1用于储存含氯化铵质量分数0.5-15％的废水；

氢氧化钙储罐2用于储存质量分数10-50％的氢氧化钙溶液；

第一反应装置3和第二反应装置8用于废水反应；

汽提脱氨装置4用于汽提脱氨回收20％的氨水；

第一过滤装置5和第二过滤装置9均用于对废水进行过滤处理；过滤设备可用板框压滤机、真空带式过滤机、真空圆盘过滤机、离心机的一种或多种；

第一pH调节装置6和第二pH调节装置10均用于调节废水的ph值；

盐酸储罐7用于储存的盐酸溶液；

硫酸钠储罐11用于储存质量分数5-30％的硫酸钠溶液；

碱溶液储罐12用于储存质量含量为5-30％的碳酸钠或30％液碱；

第一蒸发浓缩装置13和第二蒸发浓缩装置15均用于蒸发浓缩氯化钙废水，第一蒸发浓缩装置13可用单效、二效、三效、四效或热泵蒸发设备的一种；第二蒸发浓缩装置15为两级，一级可用单效、二效、三效、四效或热泵蒸发设备的一种，二级可用单效或二效的一种；

所述沸腾造粒装置14用于沸腾造粒，应用沸腾流化床进行；

所述冷却结晶装置16用于对浓缩后的氯化钙母液冷却结片，得到片状二水氯化钙，应用结片机进行；

所述干燥装置17用于干燥得到片状二水氯化钙，应用流化床干燥机进行。

一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的装置的连接关系为：

废水储罐1和氢氧化钙储罐2均与第一反应装置3进口连接；

第一反应装置3出口与汽提脱氨装置4进口连接；

汽提脱氨装置4塔底出口与第一过滤装置5进口连接；

第一过滤装置5出口与第一pH调节装置6进口连接；

盐酸储罐7出口与第一pH调节装置6进口连接；

第一pH调节装置6的出口的连接方式采用如下三种方案之一：

方案一：

第一pH调节装置6的出口与第二反应装置8进口连接；硫酸钠储罐11与第二反应装置8进口连接；第二反应装置8出口与第二过滤装置9进口连接；第二过滤装置9出口与第二pH调节装置10进口连接；碱溶液储罐12与第二pH调节装置10进口连接；

方案二：

第一pH调节装置6的出口与第一蒸发浓缩装置13进口连接；第一蒸发浓缩装置13出口与沸腾造粒装置14进口连接；

方案三：

第一pH调节装置6的出口与第二蒸发浓缩装置15进口连接；第二蒸发浓缩装置15出口与冷却结晶装置16进口连接；冷却结晶装置16出口与干燥装置17进口连接。

一种含杂质的氯化铵废水的综合利用及资源化处理的工艺，包括以下步骤：

步骤一、含氯化铵0.5-15％的废水与10-50％氢氧化钙浆液在第一反应装置3中进行反应，控制反应的pH在11.5-12.5之间；得到步骤一所得的反应液；

步骤二、步骤一所得的反应液被预热器预热到85-95度，然后进入汽提脱氨装置4进行汽提脱氨；

氨蒸汽通过塔顶出口流出，冷凝后得到质量浓度20％的氨水回用；

塔釜液通过塔底出口流出，进入第一过滤装置5中；

步骤三、步骤二所得的塔釜液在第一过滤装置5中过滤除杂，杂质为重金属氢氧化物(镍、钴、稀土等)、过量的氢氧化钙固体、硫酸钙、氢氧化镁等，得到滤液；

滤液进入第一pH调节装置6中，加入盐酸调节PH在4.5-6.5之间，得到弱酸含氯化钙废水；

步骤四、步骤三所得的弱酸含氯化钙废水采用以下三种方案其中之一进行处理：

方案1：弱酸含氯化钙废水在第二反应装置8中加入中性的质量分数5-30％硫酸钠溶液，两者质量比范围为10：1到1：5，其中废水中的氯化钙与硫酸铵反应生产二水硫酸钙固体和氯化钠；

然后反应液进入第二过滤装置9中过滤二水硫酸钙固体，滤液在第二pH调节装置10中加质量含量为5-30％的碳酸钠溶液或30％液碱，调节pH到中性后达标排放；

方案2：弱酸含氯化钙废水在第一蒸发浓缩装置13中蒸发浓缩到氯化钙质量含量为40-50％，然后浓缩液在沸腾造粒装置14中沸腾造粒，制备无水颗粒氯化钙外售；

方案3：弱酸含氯化钙废水在第二蒸发浓缩装置15中两级蒸发浓缩，第一级浓缩到氯化钙质量含量约40％，第二级浓缩到氯化钙含量65-70％，然后浓缩液冷却结晶装置16冷却结晶，结晶在干燥装置17中干燥得到片状二水氯化钙外售。

在本实施例中均可使用范围值中的中间值。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。