專利名稱：一種含低濃度氯化銨廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水的處理方法，尤其涉及一種含低濃度氯化銨廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
針對鉀鹽行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生含低濃度氯化銨廢水的處理問題，是所屬行業(yè)面臨的不能不需要迫切解決的問題。由于在鉀鹽行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的低濃度氯化銨廢水，氯化銨平均濃度在4％以下，不具有經(jīng)濟回收價值，因此對這些低濃度氯化銨的廢水處理成了一個十分棘手的問題；若直接排放不僅造成巨大的環(huán)境污染，而且還造成水資源以及原料的巨大浪費，對社會環(huán)境和居民的生活環(huán)境造成巨大的損害。
目前鉀鹽行業(yè)處理低濃度氯化銨廢水的方法，一般是根據(jù)水中氯化銨的含量的不同，將水劃為不同水質(zhì)，然后依據(jù)水質(zhì)分別對水進行處理，如將后期較好水質(zhì)的水作為下一階段前期的預處理用水，或通過離子交換濃縮，或做再生劑用水，或直接蒸發(fā)結(jié)晶等。但這些方法不僅增大了操作的復雜程度，而且只能節(jié)省部分水量，不能完全解決排放問題；如做再生劑用水不僅降低樹脂的交換容量，而且增加了鉀的透過量，造成消耗上升和副產(chǎn)品氯化銨的質(zhì)量下降；直接蒸發(fā)結(jié)晶不僅投資大而且消耗高、成本高，不具有經(jīng)濟價值，因此一直沒有得到根本解決。

發(fā)明內(nèi)容針對上述廢水處理方法的不足，為達到含低濃度氯化銨廢水徹底回收治理，實現(xiàn)產(chǎn)品回收和水資源利用的最大化的目的，本發(fā)明提出了一種含低濃度氯化銨廢水的處理方法，該方法采用膜分離方法濃縮低濃度氯化銨廢水，同時實現(xiàn)水資源再利用，并結(jié)合多效蒸發(fā)的方法回收制備氯化銨產(chǎn)品。
本發(fā)明方法具有能耗低，工藝先進的特點，處理后的純化水能夠達到工藝純水指標，返回鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)利用，氯化銨產(chǎn)品也能實現(xiàn)徹底回收。
本發(fā)明所述的含低濃度氯化銨廢水的處理方法，由以下步驟組成(1)水的分質(zhì)回收將鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)中產(chǎn)生的氯化銨廢水，以氯化銨平均濃度(質(zhì)量百分比濃度)范圍為指標，分為0.01％～0.1％、0.1％～0.4％、2.0％～4.0％，≥5.5％四種水質(zhì)，收集相同水質(zhì)的廢水，各自混合后待處理；(2)氯化銨廢水的反滲透膜濃縮處理，純化水回用將上述濃度為0.01％～0.1％的廢水和氯化銨蒸發(fā)系統(tǒng)冷凝水進低壓反滲裝置統(tǒng)一處理，操作壓力為1.0～1.6Mpa；濃度為0.1％-0.4％的廢水進中壓反滲透裝置處理，操作壓力為1.5～2.0Mpa；濃度為2％-4％的廢水進高壓反滲透裝置處理，操作壓力為5.0～6.5Mpa；濃度≥5.5％的廢水進氯化銨蒸發(fā)系統(tǒng)回收；上述反滲透膜處理中pH為5～11；經(jīng)上述處理后總鹽度低于10ppm的純化水，重新作為工藝純水返回鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)使用；(3)濃縮水多效蒸發(fā)回收氯化銨，冷凝水返回膜處理系統(tǒng)再處理經(jīng)過上述反滲透膜濃縮處理后的濃度≥5.5％的氯化銨溶液與鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)中回收的平均濃度大于8％的氯化銨溶液混合，經(jīng)過預熱、汽提、多效低溫蒸發(fā)、汽液分離、結(jié)晶、離心、干燥過程制得工業(yè)級或農(nóng)業(yè)級氯化銨，蒸發(fā)后排出的含氨冷凝水，再回到低壓反滲透裝置處理回收。
本發(fā)明的技術(shù)方案實施的主要工藝流程如下廢水池(濃度為0.1％～0.4％)→過濾器→超濾(或微濾)裝置→中壓反滲透裝置→中間水箱(濃度為2％～4％)→高壓泵→高壓反滲透裝置→濃水池(濃度＞5.5％)→去蒸發(fā)。
中、高壓反滲透裝置產(chǎn)水及冷凝水(濃度為0.01％～0.1％)→低壓反滲透裝置→凈化水本發(fā)明涉及的反滲透膜濃縮處理主要設備有過濾器、超濾膜裝置(微濾膜裝置)、低壓泵、中壓泵、高壓泵、增壓泵、反滲透膜裝置、壓力管、清洗系統(tǒng)、能量回收裝置(各設備聯(lián)接方式見圖1)；濃縮水多效蒸發(fā)回收氯化銨主要設備有料液槽、汽提塔、預熱器、蒸發(fā)器、汽液分離器、結(jié)晶器、離心機、母液槽、干燥器、泵等。
其中，上述步驟(2)所述的各濃度范圍的氯化銨廢水可以在進行反滲透膜濃縮處理前，采取超濾(或微濾)裝置對廢水進行預處理，以降低對反滲透膜的污染，提高反滲透膜使用壽命。
其中，上述的超濾(或微濾)裝置是0.1％～0.4％低濃度廢水超濾(或微濾)裝置和2％～4％高濃度廢水超濾(或微濾)裝置，超濾裝置出水達到的指標是SDI＜2，濁度＜0.05NTU。
其中，上述步驟(2)所述的反滲透膜濃縮處理中，根據(jù)進出水水質(zhì)、水量的不同，反滲透系統(tǒng)可選擇不同的多級多段組合，可以是低壓(超低壓)、中壓、高壓反滲透裝置的任意組合。
其中，上述步驟(2)所述的反滲透膜濃縮處理中，反滲透系統(tǒng)主要由中壓反滲透置、高壓反滲透裝置、低壓反滲透裝置三部分組成。反滲透膜采用復合膜。
其中，中壓反滲透裝置主要對0.1％～0.4％的廢水進行反滲透處理，設計回收率為70％～90％左右，經(jīng)過該級處理，使NH4CL含量濃縮到1.5％～2％，濃水進高壓反滲透裝置繼續(xù)進行濃縮處理；凈化水側(cè)的NH4CL含量降為0.2％以下，凈化水到低壓反滲透裝置作進一步處理，得到純化水。
其中，高壓反滲透裝置設計回收率為40％～70％左右，經(jīng)過處理后濃縮水達到NH4CL含量5.5％～6％，此濃縮水直接進入后續(xù)工序即蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，凈化水進入中壓反滲透裝置處理。
其中，低壓反滲透裝置設計回收率為70％～90％左右，對氯化銨含量為0.01％～0.1％的廢水和中壓反滲透的凈化水做脫鹽處理，處理后的濃縮水返回到中壓反滲透的進水口進行循環(huán)，繼續(xù)進行濃縮處理；含鹽量低于10ppm的純化水，作為工藝純水重新返回到鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)作脫鹽水用。
其中，上述步驟(2)所述的反滲透膜濃縮處理中，溶液適合的pH為6～9，反滲透裝置設計回收率可根據(jù)需要優(yōu)化確定。
當膜元件長時間運行而造成污染時，會出現(xiàn)反滲透的進出口壓差上升，產(chǎn)水量下降等時，要對反滲透膜進行化學清洗。為節(jié)約投資，本系統(tǒng)的反滲透裝置共用一套化學清洗裝置，兼作反滲透長期停運時保護處理，其工藝流程是清洗溶液箱→清洗泵→超濾裝置→反滲透裝置。
本發(fā)明采用中、低、高壓反滲透的組合處理工藝。通過反滲透處理后，純化水的總含鹽量可小于10ppm，達到純水的指標(指標可根據(jù)工藝用水要求調(diào)整以達到經(jīng)濟運行的目的)，實現(xiàn)了返回鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)的循環(huán)利用。反滲透濃縮水總含鹽量可達5.5％以上，具有工業(yè)回收價值，通過多效蒸發(fā)回收，制得氯化銨產(chǎn)品。本發(fā)明的反滲透具有運行費用低，無污染，能處理含鹽量較高的水，占地少，脫鹽率高等優(yōu)點。
利用本發(fā)明所采用的廢水處理方法，產(chǎn)品可得到全部回收，水能得到徹底回收利用，不僅解決了環(huán)保問題，實現(xiàn)了水的資源化利用和清潔生產(chǎn)的目的，而且具有一定的經(jīng)濟效益和環(huán)保社會效益。
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1是低濃度氯化銨廢水處理工藝流程圖其中1-0.1％～0.4％氯化銨溶液；2-供水泵a；3-低濃度廢水超濾膜裝置；4-中間水箱a；5-中壓泵；6-中壓反滲透裝置a；7-增壓泵；8-中壓反滲透裝置b；9-低壓反滲透裝置；10-2％～4％氯化銨溶液；11-供水泵b；12-高濃度廢水超濾膜裝置；13-中間水箱b；14-高壓泵；15-高壓反滲透裝置；16-濃水去蒸發(fā)系統(tǒng)；17-能量回收裝置；18-中間水箱c；19-低壓泵；20-產(chǎn)品水箱；21-產(chǎn)品水泵；22-純化水去用戶具體實施方式
實施例1(1)水的分質(zhì)回收將鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)中產(chǎn)生的氯化銨廢水，以氯化銨濃度(質(zhì)量百分比濃度)范圍為指標，分為0.01％～0.1％、0.1％～0.4％、2％～4％，≥5.5％四種水質(zhì)，收集相同水質(zhì)的廢水，各自混合；采取0.1％～0.4％低濃度廢水超濾(或微濾)裝置3和2％～4％高濃度廢水超濾(或微濾)裝置12對廢水進行預處理，降低反滲透膜的污染。
(2)氯化銨廢水的反滲透膜濃縮處理，純化水回用將上述濃度為0.01％～0.1％的廢水、蒸發(fā)系統(tǒng)冷凝水和中壓反滲透6、8出凈化水進低壓反滲裝置9統(tǒng)一處理，操作壓力為1.3Mpa；濃度為0.1％-0.4％的廢水1和高壓反滲透15出凈化水進中壓反滲透裝置6、8處理，操作壓力為1.7Mpa；濃度為2％-4％的廢水10進高壓反滲透裝置15處理，操作壓力為6.0Mpa；濃度≥5.5％的濃水進蒸發(fā)系統(tǒng)16回收，上述反滲透膜處理中pH為6～9；經(jīng)上述處理后總鹽度低于10ppm的純化水22，重新作為工藝純水返回鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)使用；(3)濃縮水采用多效蒸發(fā)回收氯化銨，冷凝水返回膜處理系統(tǒng)再處理經(jīng)過上述反滲透膜濃縮處理后的濃度≥5.5％的氯化銨溶液與鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)中回收的平均濃度大于8％的氯化銨溶液混合，經(jīng)過預熱、汽提、多效低溫蒸發(fā)、汽液分離、結(jié)晶、離心、干燥過程制得工業(yè)級氯化銨或農(nóng)業(yè)級氯化銨產(chǎn)品，蒸發(fā)后排出的含氨冷凝水再回到低壓反滲透裝置處理。
實施例2
水的分質(zhì)回收將鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)中產(chǎn)生的氯化銨廢水，以氯化銨濃度(質(zhì)量百分比濃度)范圍為指標，分為0.01％～0.1％、0.1％～0.4％、2％～4％，≥5.5％四種水質(zhì)，收集相同水質(zhì)的廢水，各自混合；采取兩組超濾(或微慮)裝置對廢水進行預處理，以降低對反滲透膜的污染。其中，所述的兩組超濾裝置是0.1％～0.4％低濃度廢水超濾裝置3和2％～4％高濃度廢水超濾裝置12。分質(zhì)后的氯化銨廢水分別進反滲透膜進行濃縮處理。
中壓反滲透裝置6、8分為兩級處理，即對NH4CL濃度0.1％左右廢水進行第一級反滲透處理6，設計回收率約80％，經(jīng)過該級處理，使NH4CL含量濃縮到0.3％～0.5％，凈化水側(cè)的NH4CL含量降為15ppm以下，凈化水到低壓反滲透裝置9作進一步處理，濃縮水經(jīng)過增加泵7增壓進入第二級反滲透膜8，設計回收率為80％左右，經(jīng)過該級處理，使NH4CL含量濃縮到1.5％～2.0％，凈化水側(cè)的NH4CL含量降為0.18％以下，凈化水到低壓反滲透裝置9作進一步處理。
高壓反滲透裝置15為第三級反滲透，設計回收率約55％，經(jīng)過處理后濃縮水達到NH4CL含量5.5％以上，此濃縮水直接進入后續(xù)工序即蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，凈化水進入中壓反滲透裝置8處理。
低壓反滲透裝置9為第四級反滲透，設計回收率80％左右，上述第一、二、三級反滲透出的凈化水，混合后，再進入第四級反滲透做脫鹽處理，處理后的濃縮水返回到第一級反滲透的進水口進行循環(huán)，總鹽度低于10ppm的純化水重新返回到鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)作脫鹽水用。
其中，上述反滲透膜濃縮處理中，pH為6～9。
實施例3濃度為0.1％左右的氯化銨廢水經(jīng)低壓反滲透裝置9濃縮至0.4～0.5％，凈化水作為工藝純水返回生產(chǎn)系統(tǒng)回用(如需提高凈化水水質(zhì)可考慮再加一級低壓或超低壓反滲透裝置)。濃縮水可作其他工藝處理。
實施例4鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)來的2％～4％氯化銨廢水10混合廢后進高壓反滲透裝置15濃縮至6％左右，其濃縮水經(jīng)三效蒸發(fā)結(jié)晶得到產(chǎn)品氯化銨。反滲透裝置凈化水、蒸發(fā)冷凝水和濃度在2％以下的廢水混合回收后可采用離子交換工藝處理(濃縮液進高壓反滲透裝置15)，也可通過其他工藝進行處理。
實施例5將鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)和氯化銨蒸發(fā)系統(tǒng)的全部低濃度氯化銨廢水收集混合后濃度約0.5％～1.5％，直接進中壓反滲透裝置a6濃縮至2％～3％左右，再經(jīng)高壓反滲透裝置15濃縮至5.5％～6％后經(jīng)三效蒸發(fā)結(jié)晶得到產(chǎn)品氯化銨。中壓凈化水進低壓反滲透裝置9進一步處理，低壓凈化水作為工藝純水返回生產(chǎn)系統(tǒng)回用(如需提高凈化水水質(zhì)可考慮再加一級低壓或超低壓反滲透裝置)，濃縮水回中壓反滲透裝置a6；高壓凈化水返回中壓反滲透裝置6處理。
權(quán)利要求
1.一種含低濃度氯化銨廢水的處理方法，由以下步驟組成(1)水的分質(zhì)回收將鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)中產(chǎn)生的氯化銨廢水，以氯化銨平均濃度(質(zhì)量百分比濃度)范圍為指標，分為0.01％～0.1％、0.1％～0.4％、2.0％～4.0％，≥5.5％四種水質(zhì)，收集相同水質(zhì)的廢水，各自混合后待處理；(2)氯化銨廢水的反滲透膜濃縮處理，凈化水回用將上述濃度為0.01％～0.1％的廢水和氯化銨蒸發(fā)系統(tǒng)冷凝水進低壓反滲裝置統(tǒng)一處理，操作壓力為1.0～1.6Mpa；濃度為0.1％-0.4％的廢水進中壓反滲透裝置處理，操作壓力為1.5～2.0Mpa；濃度為2％-4％的廢水進高壓反滲透裝置處理，操作壓力為5.0～6.5Mpa；濃度≥5.5％的廢水進氯化銨蒸發(fā)系統(tǒng)回收；上述反滲透膜處理中pH為5～11；經(jīng)上述處理后總鹽度低于10ppm的純化水，重新作為工藝純水返回鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)使用；(3)濃縮水多效蒸發(fā)回收氯化銨，冷凝水返回膜處理系統(tǒng)再處理經(jīng)過上述反滲透膜濃縮處理后的濃度≥5.5％的氯化銨溶液與鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)中回收的平均濃度大于8％的氯化銨溶液混合，經(jīng)過預熱、汽提、多效低溫蒸發(fā)、汽液分離、結(jié)晶、離心、干燥過程制得工業(yè)級或農(nóng)業(yè)級氯化銨，蒸發(fā)后排出的含氨冷凝水，再回到低壓反滲透裝置處理回收。
2.如權(quán)利要求1所述的含低濃度氯化銨廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)所述的各濃度范圍的氯化銨廢水可以在進行反滲透膜濃縮處理前，采取超濾或微濾裝置對廢水進行預處理，以減輕對反滲透膜的污染壓力。
3.如權(quán)利要求2所述的含低濃度氯化銨廢水的處理方法，其特征在于，所述的兩組超濾或微濾裝置是0.01％～0.4％低濃度廢水超濾或微濾裝置和2.0％～4.0％高濃度廢水超濾或微濾裝置，超濾裝置出水達到的指標是SDI＜2，濁度＜0.05NTU。
4.如權(quán)利要求1所述的含低濃度氯化銨廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)所述的反滲透膜濃縮處理中，根據(jù)進出水水質(zhì)、水量的不同，反滲透系統(tǒng)可選擇不同的多級多段組合，可以是超低壓、低壓、中壓、高壓反滲透裝置的任意組合。
5.如權(quán)利要求1或4所述的含低濃度氯化銨廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)所述的反滲透膜濃縮處理中，反滲透系統(tǒng)主要由中壓反滲透裝置、高壓反滲透裝置、低壓反滲透裝置三部分組成；反滲透膜采用復合膜。
6.如權(quán)利要求5所述的含低濃度氯化銨廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)所述的反滲透膜濃縮處理中，中壓反滲透裝置主要對0.1％～0.4％的廢水進行反滲透處理，設計回收率為70％～90％，經(jīng)過該級處理，使NH4CL含量濃縮到1.5％～2.0％，濃縮水進高壓反滲透裝置繼續(xù)進行濃縮處理；凈化水側(cè)的NH4CL含量降為0.2％以下，凈化水到低壓反滲透裝置作進一步處理，得到純化水。
7.如權(quán)利要求5所述的含低濃度氯化銨廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)所述的反滲透膜濃縮處理中，高壓反滲透裝置設計回收率為40％～70％，經(jīng)過該級處理后的濃縮水NH4CL含量達到5.5％以上，此濃縮水直接進入后續(xù)工序即蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，凈化水進入中壓反滲透裝置處理。
8.如權(quán)利要求5所述的含低濃度氯化銨廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)所述的反滲透膜濃縮處理中，低壓反滲透裝置設計回收率為70％～90％，對氯化銨含量為0.01％～0.1％的廢水和中壓反滲透的凈化水做脫鹽處理，處理后的濃縮水返回到中壓反滲透的進水口進行濃縮處理，含鹽量低于10ppm的純化水，作為工藝純水重新返回到鉀鹽生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)利用。
9.如權(quán)利要求5所述的含低濃度氯化銨廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)所述的反滲透膜濃縮處理中，pH為6～9。
10.如權(quán)利要求5所述的含低濃度氯化銨廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)所述的反滲透膜濃縮處理中，反滲透裝置設計回收率可根據(jù)需要優(yōu)化確定。
全文摘要
本發(fā)明公開一種含低濃度氯化銨廢水的處理方法，由以下步驟組成(1)水的分質(zhì)回收，(2)氯化銨廢水的反滲透膜濃縮處理，純化水回用，(3)濃縮水多效蒸發(fā)回收氯化銨，冷凝水返回膜處理系統(tǒng)再處理。本發(fā)明的方法具有能耗低、生產(chǎn)成本低，工藝先進的特點，處理后的凈化水能夠達到工藝純水指標，氯化銨也能實現(xiàn)徹底回收。
文檔編號C02F1/44GK1491900SQ03139020
公開日2004年4月28日 申請日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者婁蘭亭, 吳永國, 張宗華, 李冬冬, 徐可喜 申請人:兗礦魯南化工科技發(fā)展有限公司