[发明专利]一种处理高浓度硫酸铵废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，涉及一种新型的处理高浓度硫酸铵废水的方法。

背景技术

硫酸铵的理化性质：硫酸铵为无色结晶或白色颗粒。无气味。280℃以上分解。水中溶解度：0℃时70.6g，100℃时103.8g。不溶于乙醇和丙酮。

硫酸铵的用途极为广泛：主要用作肥料，适用于各种土壤和作物；还可用于纺织、皮革、医药等方面；食用硫酸铵由工业硫酸铵加入蒸馏水溶解后，加入除砷剂和除重金属剂进行溶液净化、过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥制得，用作食品添加剂、面团调节剂、酵母养料；硫酸铵还被应用于生化，是盐析的常用盐，可以初步从发酵等上游产物中分离纯化出蛋白质等；此外，还有一个重要作用就是开采稀土，开采以硫酸铵作原料，采用离子交换形式把矿土中的稀土元素交换出来，再收集浸出液简单过滤分离后晒干成稀土原矿，每开采生产1吨稀土原矿约需5吨硫酸铵。

硫酸铵用途广泛的同时，生产和利用硫酸铵的同时会产生的大量高浓度硫酸铵废水，也对环境造成极大的危害。通常，硫酸铵废水浓度较高，其中的氨氮，是引起富营养化的指标之一，容易使得水环境质量恶化，其排放受到严格的限制。

1.现有高浓度硫酸铵的处理技术

对于此类高浓度硫酸铵废水的处理，以往通常着眼于脱除氨氮。生物脱氮法普遍受到废水性质的影响，需要在适合的C/N比下进行反应，而由于氨氮浓度过高，反应条件也较为苛刻，故可用的处理方法通常为物化法。

(1)吹脱法

吹脱法是将废水中的离子态铵，通过调节pH值转化为分子态氨，随后被通入废水的空气或蒸汽吹出。吹脱法适用于高浓度氨氮废水，处理效率高，但是吹脱出来的含氮废气会造成二次污染，同时该法需要投加烧碱将废水pH调到11以上，加药量很大，同时用风机吹脱耗能也很高。采用吹脱法虽然方法简单，但产生的氨气从水中转移到空气中，并没有将其最终还原成氮气，只是污染转移而已。

(2)选择性离子交换法

利用选择性阳离子交换剂置换出废水中NH₄⁺的物化脱氮技术，称为选择性离子交换法。

沸石(zeolite)是一种分布广泛开采量很大的天然离子交换物质。由于它的价格低于人工合成的离子交换树脂，并且对于NH₄⁺具有选择吸附能力，因此常用于污水中氨氮的去除。污水连续通过沸石交换柱，使沸石的交换能力趋于饱和而不断下降，当出水中NH₄⁺浓度超过运行要求时，需对沸石进行再生处理。

(3)折点加氯法

利用氯气或次氯酸钠将废水中的氨氧化成氮气的化学脱氮技术，称为折点氯化法，其反应式为：

NH₄⁺+1.5HOCI→0.5N₂+1.5H₂O+2.5H⁺+1.5C1^-

在折点氯化法中，余氯浓度和残留氨氮浓度与氯/氨氮重量之比有关，氯投加量与氨氮重量比为7.6∶1时，化合余氯量最小，称为折点。越过折点，所投加氯产生自由余氯，为了保证反应进行完全，实际投氯量往往超过理论值，通常为8∶1～10∶1。折点氯化法的主要产物为氮气，其它少量副产物为NO₃^-和NCl₃，出水氨氮可小于0.1mg/L，但出水排放前需采用活性碳吸附脱氯或投加SO₂脱氯。

(4)磷酸铵镁沉淀法

MAP法脱除废水中氨氮的基本原理就是通过向废水中投加镁盐和磷酸盐，使Mg²⁺、PO₄^3- (或HPO₄^2-)与废水中的NH₄⁺在合适的pH值下发生化学反应，生成复盐MgNH₄PO₄·6H₂O沉淀，从而将NH₄⁺脱除。磷酸铵镁沉淀法处理氨氮废水的主要影响因素有：pH值、反应物配比、反应时间等，它们都会影响磷酸铵镁的除氮效果。

近年来，对于高浓度硫酸铵废水的处理，也有了不少新方法：

(1)蒸发处理