[发明专利]一种含尿素的高浓度铜氨废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含尿素的高浓度铜氨废水的处理方法，属于工业废水处理领域。

背景技术

随着我国经济的高速发展，伴随而来的是人口的剧增和工农业规模迅猛扩大，水污染日趋严重，其中由于氨氮废水大量排放，特别是高浓度氨氮废水排放量不断增大，造成海洋出现赤潮现象，湖泊出现水华现象，这种富营养化的藻类和微生物的大量繁殖，水中的溶解氧过度消耗，复氧速率明显小于耗氧效率，最终导致鱼类大量的死亡，甚至出现湖泊的干涸灭亡。另外由于一些工业排放的氨氮废水成分复杂，毒性强，又具有很强的致癌性，加深水体的污染。与此同时水体中的铜元素不能被微生物分解，且与人体中某些组织的亲和力较强，结合后会抑制某些酶的活力，从而对人体产生毒害作用。

由于某些工业废水中含有大量铜氨离子，形成稳定的铜氨络合物，导致废水颜色呈深蓝色，不符合污水综合排放标准中色度的排放标准。铜氨废水是一类较难处理的工业废水，高浓度铜氨的存在严重影响废水的处理过程。铜和氨作为单项污染物，有较成熟的处理方法，但以铜氨络合物形式稳定存在时，去除难度增加，普通碱沉淀法无法有效地沉淀铜离子。

现在对于废水中含铜离子的处理主要有铁置换法和硫化钠沉淀法。铁置换法是利用酸性条件破坏铜氨离子的结合，再利用铁的还原性将铜置换出来，但是在工业化规模中利用工业铁屑除铜，去除铜离子效果不能达到要求，同时由于消耗大量的浓硝酸，沉淀难以一次过滤完成。因此铁屑置换法不适合含尿素的高浓度铜氨废水的处理。

对于氨氮废水处理方法有很多种，物理化学方法包括蒸氨法，化学沉淀法(MAP法)，空气吹脱法，膜分离技术，化学氧化法，折点加氯法，电渗析，电化学处理，催化湿式氧化法等。生物法有硝化和反硝化法，厌氧氨氧化和全程自养脱氮等。但是由于水质的差异和自身条件的限制，所以在现代工业中应用的主要有：蒸氨法，硝化和反硝化法，化学沉淀法(MAP法)等。蒸氨法在国内外已广泛应用于高浓度氨氮水预处理，去除效果较好。蒸氨法去除氨氮主要通过调节pH值使NH₄⁺转化为游离NH₃，然后加热升温促使水中NH₃解吸向大气中转移，以达到去除氨氮的目的，这一工艺中温度与pH是重要控制因素，但是由于某些废水中含有一定量的尿素，在升温过程中，尿素分解形成新的氨氮，导致蒸汽处理氨氮效果缓慢，因此对于含尿素的铜氨废水采用蒸氨法处理效果差，能耗高。生物硝化和反硝化是利用专性的好氧硝化菌和兼性反硝化菌的联合作用，将水中的氨氮转化为氮气方法。但是有关研究表明高浓度铜氨离子的存在严重影响废水的生化处理过程。向厌氧体系连续引入铜离子且每日铜离子浓度高于20mg/L时，对厌氧生物过程产生抑制作用。当氨氮浓度高于1000mg/L时，厌氧处理效率会迅速降低。同时，当进水氨氮浓度高于300mg/L时，厌好氧出水的氨氮指标通常难以达标。因此生物脱氮法并不适合含尿素的高浓度铜氨废水的处理。

发明内容

针对现有废水中铜氨络合物存在形式稳定，废水pH在8-11，去除难度大，铁屑置换法和普通碱沉淀法无法有效地沉淀铜离子，现有的高浓度氨氮废水处理工艺在处理后的氨氮不能回收再利用的不足，同时尿素的存在使得操作工艺流程复杂，存在处理成本高，能耗高的问题。本发明提供了一种含尿素的高浓度铜氨废水的处理方法，采用碱金属硫化物作为沉淀剂除铜离子和化学沉淀法除氨氮相结合的工艺，具体技术方案如下：

一种含尿素的铜氨废水的处理方法，包括如下步骤：

1)向含尿素的铜氨废水中加入碱金属硫化物，搅拌，使其充分反应形成硫化铜沉淀，并使上清液中Cu²⁺含量小于5mg/L；

2)鼓风曝气0.5-1.5h后，加入絮凝剂，在絮凝剂的作用下使硫化铜沉淀沉降、分离得澄清液；

3)按照Mg²⁺∶NH₄⁺∶PO₄^3-＝(0.6～1.8)∶1∶(0.6～1.8)的摩尔比，常温下，将磷酸盐和镁盐加入到步骤2)所得澄清液中，搅拌，然后重力沉降10～30min，所得上清液排出体系完成废水净化。