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高锌高氨氮高硫脲废水处理工艺
浏览: 发布日期:2019-10-07

公开日2019.09.20

IPC分类号C02F9/14; C02F11/12; C02F101/20; C02F101/16; C02F101/30

摘要

本发明公开了一种高锌高氨氮高银河棋牌游戏中心硫脲废水处理工艺,属于废水处理领域。本发明主要包括5个处理过程,分别是除锌、除氨氮、除硫脲、生化处理和深度絮凝沉淀。其中,前三个步骤用于分别除去锌、氨氮和氧化分解硫脲,生化处理用于去除废水中的有机物以及进一步去除前面残留下来的氨氮、总氮和COD,然后通过深度絮凝沉淀除去细小悬浮物,剩余的滤液废水则达标外排,完成整个处理过程。利用本发明的工艺对高锌高氨氮高硫脲废水进行处理,既能有效解决这类废水的锌离子排放问题,又能降低能耗,回收副产物,满足环保要求的同时,还能产生良好的经济效益,符合可持续发展的需求。

权利要求书

1.一种高锌高氨氮高硫脲废水处理工艺,其特征在于,包括:

除锌:将高锌高氨氮高硫脲废水依次通过加热、沉淀、一级除锌和二级除锌,得到除锌废液;其中,加热温度为40-50℃;一级除锌的过程为通过将沉淀后得到的滤液用酸液调节pH值至8-9,然后沉淀使固液分离;二级除锌的过程为向一级除锌后得到的滤液中加入沉淀剂,去除沉淀;

除氨氮:用碱液调节所述除锌废液的pH值至12以上,然后进行一次蒸氨,将得到的氨气用纯水吸收转化为氨水进行回收,剩余液体为除氨氮废液;

除硫脲:将所述除氨氮废液依次进行高级氧化和除臭氧步骤,然后依次加入碱、PAC和PAM,用碱液调节溶液pH值至8-9,经过絮凝沉淀,去除高级氧化步骤中的催化剂,然后向得到的滤液中加入碱液调节pH调至12以上,再进行二次蒸氨,得到除硫脲废液;

生化处理;

深度絮凝沉淀;出水达标外排。

2.根据权利要求1所述的处理工艺,其特征在于,步骤的生化处理的具体过程为:将除硫脲废液和玻璃钻孔废水混合,经水解酸化后采用A/O进行生化处理。

3.根据权利要求1所述的处理工艺,其特征在于,步骤的深度絮凝沉淀的具体过程为:向经过生化处理后的废液中依次加入PAC和PAM,然后经混凝沉淀后去除微小悬浮物质。

4.根据权利要求1所述的处理工艺,其特征在于,步骤还包括在二次蒸氨后进行的深度除锌,深度除锌的过程为:向二次蒸氨后得到的废液依次加入重金属捕捉剂、PAC和PAM,经过絮凝沉淀后去除废水中的锌离子。

5.根据权利要求4所述的处理工艺,其特征在于,步骤中的高级氧化处理步骤的具体过程为:向除氨氮废液中通入臭氧并加入双氧水和催化剂七水合硫酸亚铁。

6.根据权利要求4所述的处理工艺,其特征在于,步骤中的重金属捕捉剂为有机硫重金属捕捉剂。

7.根据权利要求1所述的处理工艺,其特征在于,所述一次蒸氨和所述二次蒸氨为正压蒸氨。

8.根据权利要求1所述的处理工艺,其特征在于,所述酸液为硫酸,碱液为氢氧化钠溶液,所述沉淀剂为硫化钠。

9.根据权利要求2-8任一项所述的处理工艺,其特征在于,所述处理工艺还包括:

污泥处理:将除锌、除氨氮和除硫脲步骤得到的污泥收集于化学污泥储存池中,然后依次对污泥进行脱水和干化处理。

10.根据权利要求9所述的处理工艺,其特征在于,步骤的污泥处理还包括:将水解酸化和生化处理后的到污泥收集于生化污泥储存池中,然后依次对污泥进行脱水和干化处理。

说明书

一种高锌高氨氮高硫脲废水处理工艺

技术领域

本发明涉及一种废水处理领域,具体涉及一种太阳能电池产业废水的处理工艺,且特别涉及一种高锌高氨氮高硫脲废水处理工艺。

背景技术

近年来,我国光伏产业发展迅猛,新一代薄膜太阳能电池由于具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好、光电转换效率高,已成为国内光伏领域投资新的投资热点。薄膜太阳能电池生产过程中会产生含大量金属锌、氨氮以及大分子有机物的废水。传统的处理方式主要采用单一处理方法,如沉淀法、离子交换法、膜分离法、生物法以及吸附法等,重点针对金属锌、氨氮和硫脲进行处理,使其达到《电池工业污染物排放标准》中新建项目间接排放的要求。

高锌高氨氮高硫脲废水主要来源于太阳能电池行业,废水中的主要污染物质为硫酸锌、氨水和硫脲,其对应的浓度均在10000mg/L以上,因有大量氨水存在,废水呈强碱性,pH在12左右。根据资料显示,锌离子在碱性条件下,会与氨水发生络合反应,生成[Zn4]2+,该络合物在碱性条件下,能稳定存在。这类废水的常规处理方法为:首先是去除废水中的锌离子,在废水中加入大量的酸,将废水的pH调至8~9,使锌离子变成氢氧化锌沉淀而除去。这个过程主要是利用氨水的电离反应,在废水中加入H+,会使氨水的电离平衡向NH4+方向移动,氨水浓度降低,锌离子被释放出来,再与废水中的OH-结合形成Zn2,Zn2沉淀能在该pH值条件下稳定存在,经过沉淀池处理后,达到去除锌离子目的。

但是,在实际工程设计中,加酸去除锌离子的方法,因氨水的电离为可逆反应,电离达到平衡之后,废水中依然残存部分锌氨络合物,这部分络合物中的锌离子会导致后段的蒸氨设备堵塞,影响蒸氨系统的稳定运行。另外,外加酸会增加处理体系中的含盐量,从而增加后续废水处理单元的负荷,特别是后段的生化处理单元,大量的盐会导致微生物中毒,使整个生化系统崩溃,使得整个废水处理效果并不理想。

鉴于上述原因,急需寻找一种更优化的工艺方法来处理该类高锌高氨氮高硫脲废水。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高锌高氨氮高硫脲废水处理工艺,以解决现有处理工艺能耗高以及成本高的问题。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种高锌高氨氮高硫脲废水处理工艺,包括:

除锌:将高锌高氨氮高硫脲废水依次通过加热、沉淀、一级除锌和二级除锌,得到除锌废液;其中,加热温度为40-50℃;一级除锌的过程为通过将沉淀后得到的滤液用酸液调节pH值至8-9,然后沉淀使固液分离;二级除锌的过程为向一级除锌后得到的滤液中加入沉淀剂,去除沉淀;

除氨氮:用碱液调节除锌废液的pH值至12以上,然后进行一次蒸氨,将得到的氨气用纯水吸收转化为氨水进行回收,剩余液体为除氨氮废液;

除硫脲:将除氨氮废液依次进行高级氧化和除臭氧步骤,然后依次加入碱、PAC和PAM,用碱液调节溶液pH值至8-9,经过絮凝沉淀,去除高级氧化步骤中的催化剂,然后向得到的滤液中加入碱液调节pH调至12以上,再进行二次蒸氨,得到除硫脲废液;

生化处理;

深度絮凝沉淀;出水达标外排。

本发明针对的高锌高氨氮高硫脲废水,其中锌离子、氨氮以及硫脲含量均在10000mg/L以上,如太阳能电池产业中的镀膜废水和氨气喷淋吸收废水。针对该类废水,本发明主要包括5个处理过程,分别是除锌、除氨氮、除硫脲、生化处理和深度絮凝沉淀。其中,前三个步骤用于分别除去锌、氨氮和硫脲,生化处理用于去除废水中的有机物以及进一步去除前面残留下来的氨氮、总氮和COD,然后通过深度絮凝沉淀将除去细小悬浮物,剩余的滤液废水则达标外排,完成整个处理过程。

在除锌过程中,本发明先将高锌高氨氮高硫脲废水进行加热处理,并且使废液的加热温度保持在40-50℃的范围内,通过保温加热使废液内部的物质先相互预反应,并且一直处于反应状态。镀膜废水从生产工艺段排出时,温度约60℃,从工艺设备排放口直接利用保温管道排入调节池,对调节池采取保温措施后,只需加入少量蒸汽,对废水进行加热即可保持在40~50℃,能够有效节省耗能。采用加热废水除锌的方法,一方面能够让废水中的硫脲继续分解,另一方面分解产生的硫离子与废水中的锌产生沉淀而除锌。既能分解部分硫脲,减少高级氧化单元的加药量和停留时间;还能去除硫脲中部分硫元素,减少高级氧化阶段硫元素转化为硫酸盐的含盐量,保证后端生化系统的正常运行;同时,也去除部分锌,减少后续除锌的加药量。然后,再将预反应后的废水通过沉淀进行固液分离,去除废水中反应产生的硫化锌沉淀。硫化锌沉淀的生成是由于在加热状态下,硫脲会分解产生S2-,锌氨络合物的平衡会往Zn2+移动,S2-与反应Zn2+而产生。如此,本发明通过加热和沉淀这两步骤可以在不加入任何外加剂的情况下将一部分锌优先去除,操作十分方便,并且也能减少原料成本。而且,本发明在进行加热时,可利用产业中的蒸汽对废水直接加热,避免了热能的损失浪费,绿色环保。在经过加热保温和沉淀后,本发明通过两次除锌:一级除锌和二级除锌,将废水中的锌离子去除。在“一级除锌”中,本发明通过酸液调节废水pH值为8-9,以形成氢氧化锌沉淀,从而去除锌离子。在“二级除锌”中,本发明通过添加沉淀剂,将剩余的锌离子转化成硫化锌沉淀去除锌离子。

本发明先后通过两种完全不同方法进行除锌,主要基于以下几点考虑:首先、加酸不能大量去除锌离子,因为氢氧化锌属于两性氢氧化物,稳定存在的pH值为8~9,超过这个pH范围,氢氧化锌会再次溶解;其次、加入大量沉淀剂硫化钠可去除绝大部分锌离子,但硫化钠价格较硫酸贵,使运行成本较高;再者、硫化钠毒性大,对职业健康危害大。因此,综合考虑,本发明采用两种不同的方式分别除锌,既能够达到有效除锌,同时也控制了成本。

在除氨氮过程中,本发明在除锌废液的基础上,用碱液调节废液pH值在12以上,通过对废液进行加热蒸氨,将废液中的氨氮转化为氨气而脱除。水进入蒸氨之前,均需将pH值调节至≥12,在氨水分解过程中,当氢氧根离子浓度增加,平衡向左移动,生成氨水,使脱氨氮效果更好。

在除硫脲过程中,本发明采用高级氧化法将除氨氮废液中的硫脲完全氧化处理,实现硫脲的氧化分解。虽然通过高级氧化法已将废液中的硫脲分解,但是分解的中间产物仍没有去除,考虑到处理工艺的完整性和连续性,本发明在高级氧化后进行了除臭氧步骤,避免臭氧在后续生化过程中引起微生物中毒,从而影响后续生化处理。在脱除臭氧后,本发明通过加入“加入碱、PAC和PAM,用碱液调节溶液pH值至8-9”的方式,使得除臭氧后的废液经过絮凝沉淀,以去除在高级氧化中引入的催化剂,避免引起后续微生物中毒。本发明调节溶液pH值至8-9,该pH值范围是催化剂全部沉淀的最佳范围,否则不能完全去除催化剂,此外,添加PAC与PAM是帮助沉淀,并去除废水中存在的一些悬浮物质。除了考虑高级氧化所引入的杂质以外,本发明还在除硫脲过程中设计了二次蒸氨步骤。这是由于硫脲在氧化分解过程中,硫脲中的氮元素会转化形成氨氮和总氮。因此本发明针对的废水硫脲含量很高的特点,在氧化过程中产生的氨氮和总氮浓度必然也会很高,通过二次蒸氨除去硫脲分解所产生的氨氮和总氮,避免微生物中毒,保证生化单元的正常运行。

经过上述三个过程后,锌、氨氮已经去除以及硫脲完全分解并且引入的外加物质也得到了部分去除,再通过生化处理和深度絮凝后,达到排放标准。

进一步,在本发明较佳的实施例中,步骤的生化处理的具体过程为:将除硫脲废液和玻璃钻孔废水混合,经水解酸化后采用A/O进行生化处理。

本发明在进行生化处理时,将除硫脲废液和玻璃钻孔废水混合,一方面利用玻璃钻孔废液对除硫脲废液进行稀释,便于后续A/O生化处理,另一方面,玻璃钻孔废液也需要进行絮凝沉淀处理后,才能排放。本发明通过将除硫脲废液和玻璃钻孔废水混合而后进入生化处理,有利于高氨氮高硫脲高锌废水的达标排放,又能解决钻孔废水需要絮凝沉淀的要求。

进一步,在本发明较佳的实施例中,步骤的深度絮凝沉淀的具体过程为:向经过生化处理后的废液中依次加入PAC和PAM,然后经混凝沉淀后去除微小悬浮物质。

进一步,在本发明较佳的实施例中,步骤还包括在二次蒸氨后进行的深度除锌,深度除锌的过程为:向二次蒸氨后得到的废液依次加入重金属捕捉剂、PAC和PAM,经过絮凝沉淀后去除废水中的锌离子。

本发明进一步增设“深度除锌”步骤是作为安保措施考虑的。在实际环境中,废水中的氨水和锌离子会形成锌氨络合物,这是一个可逆平衡,废水在除锌过程中始终会有一部分锌离子因为络合物的原因而不能有效去除。废水经过两次蒸氨处理后,氨氮浓度降低,会释放出蒸氨前锌氨络合物中的锌离子。因此,本发明在二次蒸氨后进行深度除锌,更能有效降低废水中的锌离子浓度。另外,微生物对锌离子的耐受极限约为10mg/L,如果二次蒸氨后的锌离子浓度低于10mg/L,则可不采取深度除锌措施。

进一步,在本发明较佳的实施例中,步骤中的高级氧化处理步骤的具体过程为:向除氨氮废液中通入臭氧并加入双氧水和催化剂七水合硫酸亚铁。

进一步,在本发明较佳的实施例中,步骤中的重金属捕捉剂为有机硫重金属捕捉剂。

进一步,在本发明较佳的实施例中,上述一次蒸氨和二次蒸氨为正压蒸氨。

进一步,在本发明较佳的实施例中,上述酸液为硫酸,碱液为氢氧化钠溶液,沉淀剂为硫化钠。

进一步,在本发明较佳的实施例中,上述处理工艺还包括:

污泥处理:将除锌、除氨氮和除硫脲步骤得到的污泥收集于化学污泥储存池中,然后依次对污泥进行脱水和干化处理。

进一步,在本发明较佳的实施例中,步骤的污泥处理还包括:将水解酸化和生化处理后的到污泥收集于生化污泥储存池中,然后依次对污泥进行脱水和干化处理。

本发明的有益效果:

本发明通过对废水加热来除锌,既能分解部分硫脲,减少高级氧化单元的加药量和停留时间;还能去除硫脲中部分硫元素,减少高级氧化阶段硫元素转化为硫酸盐的含盐量,保证后端生化系统的正常运行;同时,也去除部分锌,减少后续除锌的加药量。本发明在除锌后进行除氨氮,考虑到本发明针对的废水含有很高浓度的锌离子和氨水,锌离子和氨水会形成锌氨络合物。本发明在除锌过程中采用多级除锌沉淀,尽量去除废水中的绝大部分的锌离子,以免废水进入蒸氨系统后,废水中的氨氮脱出,引起锌氨络合物中的锌离子释放出来,堵塞蒸氨系统,影响设备的稳定运行。本发明将废水中的氨氮能制成氨水,经精制处理后,除去有机物、重金属和颗粒物,以达到电子级氨水标准,回用于生产或外销。

本发明为达标外排要求,采用了生化法,运行成本低,抗冲击性强,能有效保证出水能达到电子行业要求的排放标准。利用“脱水+干化”的方法处理污泥,实现污泥的减量,减少污泥的处置成本。本发明不仅有效解决太阳能薄膜电池生产加工废水的锌离子等污染物排放问题,还回收副产物氨水,降低企业成本,符合环保要求的同时,产生良好的经济效益,符合可持续发展的需求。本发发明针对的废水污染物浓度均较高,本发明特别考虑了污泥的减量化处理,较少污泥的处置量。

采用本发明所述的处理工艺,可对高锌高氨氮高硫脲废水中的各类污染物进行有针对性的有效处理,在节约能源、降低能耗的情况下,有效去除废水中的锌离子、氨氮和硫脲等污染物。