一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法，包括：步驟一：將含高氨氮廢水通過堿化、沉淀和過濾進行預處理；步驟二：將經(jīng)過預處理的廢水通入廢水預熱器進行預熱；步驟三：將經(jīng)過預熱的廢水通入蒸氨塔進行蒸氨，形成濃度為13%~20%的濃氨水；當塔底廢水的氨氮濃度≤100ppm時排出蒸氨塔，并通入廢水預熱器筒體作為熱流體；步驟四：將經(jīng)換熱后的廢水進行深度處理，當氨氮濃度≤10ppm時向外排放廢水。本發(fā)明實施例還公開了一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置。采用本發(fā)明，采用蒸氨法和深度處理方法兩級處理不同濃度的氨氮廢水，使得高氨氮廢水資源化利用率達95%以上，并降低了處理能耗，延長了設備結(jié)垢時間，減小排放廢水的熱污染。
【專利說明】一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法及裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理領域，尤其涉及一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法，相應地，還涉及一種實施濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]稀土材料在現(xiàn)代新興綠色能源技術(shù)、高新技術(shù)和國防體系中發(fā)揮著不可或缺的關鍵作用，如電動汽車、風力發(fā)電機、照明與顯示、計算機硬盤驅(qū)動器、移動通訊、導彈制導、智能炸彈。國際上稱這些技術(shù)為“稀土依賴性技術(shù)”，沒有其他材料可以替代，因此稀土材料成為實現(xiàn)技術(shù)、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不可缺少的戰(zhàn)略物資。稀土工業(yè)迅速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，但在快速發(fā)展的同時，也存在不少問題，如生態(tài)環(huán)境嚴重破壞、資源綜合利用程度低等。
[0003]氨氮是稀土冶煉廢水的主要污染物，該類廢水是稀土濕法冶金過程中產(chǎn)生的主要廢水，占稀土企業(yè)廢水總量的60%~70%，只要涉及稀土濕法冶金幾乎都要產(chǎn)生氨氮廢水。目前，我國大部分稀土冶煉企業(yè)由于廢水處理技術(shù)水平及處理成本的限制面臨著嚴重的環(huán)保壓力，僅有部分企業(yè)僅對高濃度氨氮廢水采用簡單的蒸發(fā)濃縮結(jié)晶工藝回收氯化銨，設備使用壽命短、能耗高、運行費用高，同時由于預處理不徹底，所回收的氯化銨產(chǎn)品純度低，經(jīng)濟效益差，企業(yè)運行積極性不高；另一方面，對于稀土濕法冶煉廢水中的中低濃度氨氮廢水，大部分企業(yè)僅簡單的投加石灰調(diào)節(jié)PH后直接排放，對生態(tài)環(huán)境造成極大的污染，目前還沒有綜合考慮稀土濕法冶煉廢水資源回收及廢水零排放技術(shù)的相關報道。 [0004]為了能解決稀土冶煉產(chǎn)生含高氨氮廢水，重新回收利用廢水中的氨氮，現(xiàn)有技術(shù)如中國專利CN 102030438 B公開一種氨氮廢水的處理方法，采用吹脫法與樹脂吸附的方法除去廢水中的氨氮，雖然相對于傳統(tǒng)單純的吹脫法脫氨效果更好，但此種方法由于采用樹脂吸附氨氣，需頻繁洗脫樹脂，工藝復雜且成本較高。
[0005]中國專利CN 101863597 B公開一種高氨氮污水處理方法，其主要包括如下步驟:
(I)氨氮污水儲存及均合，⑵利用制備的活性污泥生物降解污水中的COD、BOD及NH3-N污染物，(3)對污水進行泥水分離，(4)對污水進行膜分離處理，可對污水進行泥水分離及膜分離處理，對氨氮、COD、BOD的降解效果好，但膜再生成本大，經(jīng)濟效益不佳。
[0006]由于稀土冶煉行業(yè)產(chǎn)生的高氨氮廢水，具有高氯根、高氨量、高鹽分、強酸性，但資源回收價值高的特點，使得稀土冶煉企業(yè)面臨一次投資大、運行費用高的問題，已嚴重制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)的氨氮廢水處理方法如空氣吹脫法、蒸氨法、精餾法、生物硝化-反硝化法等，這些方法存在二次污染、能耗高、處理能力有限、設備內(nèi)部易結(jié)晶結(jié)垢影響操作等問題，且很難回收氨資源。因此，亟需針對稀土冶煉行業(yè)廢水特點，開發(fā)出綠色、高效的資源化處理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法，采用蒸氨法和深度處理方法兩級處理不同濃度的氨氮廢水，使得高氨氮廢水資源化利用率達95%以上，并降低了處理能耗，延長了設備結(jié)垢時間，減小排放廢水的熱污染。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法，包括以下步驟:
步驟一:將含高氨氮廢水通過堿化、沉淀和過濾進行預處理；
步驟二:將經(jīng)過預處理的廢水通入廢水預熱器進行預熱；
步驟三:將經(jīng)過預熱的廢水通入蒸氨塔進行蒸氨，產(chǎn)生的氨氣從塔頂排出，經(jīng)冷卻回流形成濃度為13%~20%的濃氨水，回收精制濃氨水；當塔底廢水的氨氮濃度< IOOppm時排出蒸氨塔，并通入廢水預熱器筒體作為熱流體；
步驟四:將經(jīng)過熱交換后的塔底廢水排入廢水處理池進行深度處理，當氨氮濃度(IOppm時向外排放廢水。
[0009]作為所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法的優(yōu)選實施方式，所述步驟一包括以下步驟:
向含高氨氮廢水投加燒堿溶液堿化含高氨氮廢水；
將堿化后的廢水投加ΡΑΜ，沉淀廢水中的顆粒物質(zhì)；
將沉淀后的廢水通過廂式壓濾機截留泥渣。
[0010]作為所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法的優(yōu)選實施方式，所述步驟四深度處理包括以下步驟:將熱交換后的塔底廢水經(jīng)吹脫處理后，采用折點氯化法進一步降低氨氮含量，當氨氮濃度< IOppm時向外排放廢水。
[0011]作為所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法的優(yōu)選實施方式，所述步驟三中蒸氨塔內(nèi)廢水PH值保持在l(Tll范圍內(nèi)，通入蒸氨塔的蒸汽壓力為0.3^0.5MPa，蒸汽溫度為120~160°C。
[0012]作為所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法的優(yōu)選實施方式，所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法還包括采用冶煉生產(chǎn)后的酸性高氨氮廢水輸送至蒸氨塔中進行回灌洗滌，除去塔內(nèi)結(jié)垢，酸洗周期為90-120天。
[0013]相應地，本發(fā)明實施例還提供了一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置，包括:
廢水預處理單元，用于對含高氨氮廢水進行堿化、沉淀和過濾處理；
蒸氨塔循環(huán)回收利用單元，與所述廢水預處理單元相連，用于回收廢水中的氨，制成13%~20%的濃氨水；
熱交換單元，設有廢水預熱器，所述廢水預熱器的換熱管與所述廢水預處理單元相連，所述廢水預熱器的筒體進口與所述蒸氨塔循環(huán)回收利用單元相連；
綜合處理單元，與所述廢水預熱器的筒體出口相連，用于對排入廢水處理池的廢水進行深度處理，處理后排放的廢水氨氮濃度< lOppm。
[0014]作為所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置的優(yōu)選實施方式，包括: 所述廢水預處理單元包括:收集池、第一提升泵、管道混合器、第一攪拌反應罐、箱式壓
濾機、第二攪拌反應罐、第二提升泵、燒堿投加裝置、PAM投加裝置，所述收集池、所述第一提升泵、所述管道混合器、所述第一攪拌反應罐、所述箱式壓濾機、所述第二攪拌反應罐及所述第二提升泵通過管道依次相連，所述燒堿投加裝置與所述收集池和所述第一提升泵連通的管道相連，所述PAM投加裝置與所述管道混合器相連；
所述蒸氨塔循環(huán)回收利用單元包括:蒸氨塔、分縮器、冷卻器、濃氨水冷凝器、氨水儲存器和第三提升泵，所述蒸氨塔頂部設有所述分縮器，所述分縮器與所述冷卻器相連，所述分縮器頂部與所述濃氨水冷凝器的換熱管一端相連，所述冷卻器與所述濃氨水冷凝器的筒體相連，所述濃氨水冷凝器的換熱管另一端與所述氨水儲存器相連，所述蒸氨塔塔底通過所述第三提升泵與所述廢水預熱器的換熱管相連；
所述綜合處理單元包括:汽提裝置、折點投氯反應器和廢水冷凝器，所述汽提裝置與所述廢水預熱器的筒體出口相連，且所述汽提裝置、所述折點投氯反應器和所述廢水冷凝器的換熱管依次相連，所述廢水冷凝器的筒體與所述冷卻器相連。
[0015]作為所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置的優(yōu)選實施方式，所述冷卻器設有第一進口、第二進口、第一出口和第二出口，所述第一進口與所述分縮器的出口相連，所述第一出口與所述分縮器的進口相連；
所述第二出口與所述濃氨水的筒體相連，所述廢水冷凝器與所述第二進口相連。
[0016]作為所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置的優(yōu)選實施方式，所述蒸氨塔采用高效斜孔塔板。
[0017]作為所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置的優(yōu)選實施方式，所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置還包括酸洗裝置。
[0018]實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果:
本發(fā)明所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法采用先通過蒸氨法處理高氨氮濃度的廢水，回收廢水中大部分的氨氮，經(jīng)蒸氨處理后產(chǎn)出的低氨氮濃度廢水再進行深度處理，使排放時廢水的濃度< lOppm，達到相關規(guī)定的排放標準。
[0019]另外，本發(fā)明利用蒸氨后產(chǎn)生高溫的低氨氮濃度廢水對進入蒸氨塔的廢水進行預熱，節(jié)省蒸汽加熱廢水的熱能，縮短蒸氨時間，實現(xiàn)對高溫塔底廢水的熱能回用；并且通過蒸氨產(chǎn)生的冷凝液作為冷源，冷卻高溫廢水和濃氨水，有利于熱能多級交換，實現(xiàn)能源利用的最大化。
[0020]再者，本發(fā)明采用冶煉生產(chǎn)后的酸性高氨氮廢水加入鹽酸導入蒸氨塔中，周期為90-120天，遠超過傳統(tǒng)清洗方法，而且酸洗方法步驟簡單，清洗蒸氨塔結(jié)垢效果顯著。
[0021]最后，本發(fā)明所述蒸氨塔采用高效斜孔塔板，既能提高蒸氨的分離效率，又能降低蒸氨熱耗，在相同條件下比浮閥塔污水處理能力約高30%~40%，通過調(diào)整塔板高度可回收到15%~17%的濃氨水。同時以蒸汽循環(huán)加熱，提高了蒸氨效率，降低了生產(chǎn)能耗，同時降低了處理成本，節(jié)能和環(huán)保效果顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法的工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法的又一工藝流程圖；
圖3是本發(fā)明濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置的廢水預處理單元結(jié)構(gòu)示意
圖；
圖5是本發(fā)明濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
[0024]如圖1所述，本發(fā)明提供一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法，包括以下步驟:
SlOO將含高氨氮廢水通過堿化、沉淀和過濾進行預處理。
[0025]SlOl將經(jīng)過預處理的廢水通入廢水預熱器進行預熱。
[0026]S102將經(jīng)過預熱的廢水通入蒸氨塔進行蒸氨，產(chǎn)生的氨氣從塔頂排出，經(jīng)冷卻回流形成濃度為13%~20%的濃氨水，回收精制濃氨水；當塔底廢水的氨氮濃度< IOOppm時排出蒸氨塔，并通入廢水預熱器筒體作為熱流體。
[0027]S103將經(jīng)過熱交換后的塔底廢水排入廢水處理池進行深度處理，當氨氮濃度(IOppm時向外排放廢水。
[0028]稀土冶煉的生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水中氨氮濃度很高，氨氮是排放廢水中的主要污染物之一，以處理600000kg氧化鈷為例，產(chǎn)生的廢水中氨氮濃度可達到24800ppm。根據(jù)《稀土工業(yè)污染物排放標準》的規(guī)定，直接排放的廢水中氨氮濃度不得超過lOppm，間接排放的廢水中氨氮濃度不得超過25ppm。傳統(tǒng)的氨氮廢水處理方法會單獨采用蒸氨法進行處理，但由于廢水的初始氨氮濃度高，如要使廢水的氨氮濃度到達排放標準，則需要較長的蒸氨時間和更大的蒸汽量，處理效率低，不利于工廠大量處理廢水。由此，本發(fā)明所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利 用方法采用先通過蒸氨法處理高氨氮濃度的廢水，回收廢水中大部分的氨氮，經(jīng)蒸氨處理后產(chǎn)出的低氨氮濃度廢水再進行深度處理，使排放時廢水的濃度(IOppm,達到《稀土工業(yè)污染物排放標準》的規(guī)定。
[0029]此外，本發(fā)明所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法采用蒸氨后產(chǎn)生高溫的低氨氮濃度廢水對進入蒸氨塔的廢水進行預熱，使進入蒸氨塔的廢水溫度達到900C~95°C，節(jié)省蒸汽加熱廢水的熱能，縮短蒸氨時間，實現(xiàn)對高溫塔底廢水的熱能回用，同時降低塔底廢水的溫度，避免排放廢水對環(huán)境產(chǎn)生熱污染。
[0030]如圖2所述，本發(fā)明提供一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法的優(yōu)選實施方式，包括以下步驟:
S200向含高氨氮廢水投加燒堿溶液堿化含高氨氮廢水。
[0031]通過實驗得出不同pH溶液中游離氨占總氨的百分數(shù)如表1所示，可以看出廢水堿性越強，越有利于氨水的分離，但要達到PH=12的水環(huán)境，需要較大的投入，當廢水pH=l(Tll時，即取得很好的效果。因此在進入蒸氨塔前定量添加燒堿溶液，控制蒸氨塔中廢水pH=l(Tll，使溶液中游離氨占總氨的80%以上，有利于提高蒸氨的效率和效果。
[0032]表1不同pH溶液中游離氨占總氨的百分數(shù)
pH |5|6|7|8 |9 IlO 111 Il2

~ /% I。.0056 |θ.0555 |θ.5525 丨5.26 丨35.71 丨84.74 丨98.23 丨99.82
此外，本發(fā)明控制廢水PH值采用燒堿溶液，而非傳統(tǒng)的石灰石，可減少在蒸氨塔塔內(nèi)
結(jié)垢的程度，延長結(jié)垢時間。
[0033]S201將堿化后的廢水投加PAM，沉淀廢水中的顆粒物質(zhì)。
[0034]PAM中文名稱為聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺分子能與分散于溶液中的懸浮粒子架橋吸附，有著極強的絮凝作用。當吸附的顆粒聚合成團即發(fā)生沉降，實現(xiàn)沉淀廢水中的顆粒物質(zhì)的功能。
[0035]S202將沉淀后的廢水通過廂式壓濾機截留泥潘。
[0036]通過廂式壓濾機截留S201中沉淀的顆粒物質(zhì)和其他濾渣，至此完成廢水的預處理。
[0037]S203將經(jīng)過預處理的廢水通入廢水預熱器進行預熱。
[0038]S204將經(jīng)過預熱的廢水通入蒸氨塔進行蒸氨，產(chǎn)生的氨氣從塔頂排出，經(jīng)冷卻回流形成濃度為13%~20%的濃氨水，回收精制濃氨水；當塔底廢水的氨氮濃度< IOOppm時排出蒸氨塔，并通入廢水預熱器筒體作為熱流體，蒸氨塔內(nèi)廢水PH值保持在l(Tll范圍內(nèi)，通入蒸氨塔的蒸汽壓力為0.3^0.5MPa，蒸汽溫度為12(Tl60°C。
[0039]蒸氨法是使溶解于循環(huán)水中的 氨氣通過熱載體的傳熱而揮發(fā)釋放出來。本發(fā)明采用載熱體水蒸汽作為加熱劑，含氨預處理廢水被提升到蒸氨塔中上部，同時將蒸汽(P=0.3^0.5MPa，T=12(Tl6(TC )引入蒸氨塔底部，形成蒸汽自下而上和廢水自上而下運動，中部設置多級塔板，使循環(huán)水液面上氨氣的平衡蒸汽壓大于熱載體中氨氣的分壓，汽液兩相逆流接觸，進行傳質(zhì)傳熱，從而使氨氣逐漸從循環(huán)水中釋放出來。
[0040]在蒸氨塔塔頂設有分縮器，蒸汽從塔底部進入塔內(nèi)，與廢水逆流接觸而上至塔頂進入分縮器中，蒸汽中的氨濃度逐步提高，含氨蒸汽在分縮器中被部分冷凝回流至塔頂，出分凝器的氨蒸汽達到所要求的回用濃度，再經(jīng)濃氨水冷凝器做進一步的冷凝，冷凝液(13%~20%的濃氨水，T=40°C )自流至氨水儲存罐儲存，根據(jù)生產(chǎn)需要由提升泵提升至精加工工段，實現(xiàn)高氨氮廢水對氨的回用。
[0041]蒸氨過程中除了產(chǎn)出含氨蒸汽外，塔底廢水在蒸氨后氨氮濃度大大降低，當塔底廢水的氨氮濃度≤IOOppm時排出蒸氨塔，此時塔底廢水溫度達到99°C~103°C，利用高溫塔底廢水對經(jīng)過預處理的廢水預熱，使進入蒸氨塔的廢水溫度達到90°C~95°C，節(jié)省蒸汽加熱廢水的熱能，縮短蒸氨時間，實現(xiàn)對高溫塔底廢水的熱能回用，同時降低塔底廢水的溫度，避免排放廢水對環(huán)境產(chǎn)生熱污染。
[0042]S205將熱交換后的塔底廢水經(jīng)吹脫處理后，采用折點氯化法進一步降低氨氮含量，當氨氮濃度< IOppm時向外排放廢水。
[0043]待深度處理的廢水氨氮濃度< lOOppm，氨氮回收價值不高，不影響回收率，但待深度處理廢水的氨氮濃度未達到排放標準，因此本發(fā)明采用吹脫法和折點氯化法進一步降低
氨氮含量。
[0044]吹脫法的基本原理是:將空氣通入廢水中，改變氨氣溶解于水中所建立的氣液平衡關系，使氨氣由液相轉(zhuǎn)為氣相，然后予以收集或者擴散到大氣中去。吹脫過程屬于傳質(zhì)過程，其推動力為廢水中氨氣濃度與大氣中氨氣的濃度差。
[0045]經(jīng)吹脫處理后的廢水中氨氮濃度低，采用折點氯化法進行處理，處理后的廢水氨氮含量≤lOppm，能達標排放。根據(jù)本發(fā)明運行情況，得出最佳加氯條件為:lmg氨氮加擴IOmg的氯氣，pH值為6~7，接觸時間為0.5~2h。在此條件下，氯化法的處理率達90%-100%，處理效果穩(wěn)定，不受水溫影響，且投資較少。
[0046]此外，本發(fā)明所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法還包括酸洗方法，采用冶煉生產(chǎn)后的酸性高氨氮廢水輸送至蒸氨塔中進行回灌洗滌，除去塔內(nèi)結(jié)垢，酸洗周期為90~120天。
[0047]冶煉生產(chǎn)后的酸性高氨氮廢水ρΗ=0.廣1，具有很強的酸性，可與塔內(nèi)的結(jié)垢反應，到達清洗除垢的目的。
[0048]優(yōu)選地，將冶煉生產(chǎn)后的酸性高氨氮廢水引入酸洗池，再向酸洗池中加入10%的鹽酸，回灌洗滌后的酸液可重新導回酸洗池中存儲，可多次重復使用。投加一次鹽酸約可使用擴10個月，酸液利用時間長。傳統(tǒng)清洗氨氮廢水處理設備采用人工鏟除結(jié)垢的方法，該方法安全性低、效率慢、效果差，清洗周期僅為30天，影響氨氮廢水處理設備的使用。而本發(fā)明酸洗方法的周期為90-120天，遠超過傳統(tǒng)除垢方法，而且酸洗方法步驟簡單，清洗蒸氨塔結(jié)垢效果顯著。
[0049]相應地，本發(fā)明還提供一種實施所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法的裝置，能實現(xiàn)熱能多級回收利用，提高蒸氨效率。
[0050]如圖3所示，本發(fā)明所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置，包括:
廢水預處理單元1，用于對含高氨氮廢水進行堿化、沉淀和過濾處理；
蒸氨塔循環(huán)回收利用單元2，與所述廢水預處理單元I相連，用于回收廢水中的氨，制成13%~20%的濃氨水；
熱交換單元3，設有廢水預熱器21，所述廢水預熱器21的換熱管與所述廢水預處理單元I相連，所述廢水預熱器21的筒體進口與所述蒸氨塔循環(huán)回收利用單元2相連；
綜合處理單元4，與所述廢水預熱器21的筒體出口相連，用于對排入廢水處理池的廢水進行深度處理，處理后排放的廢水氨氮濃度< lOppm。
[0051]如圖4所示，圖中為所述廢水預處理單元1，包括:收集池5、第一提升泵6、管道混合器7、第一攪拌反應罐8、箱式壓濾機9、第二攪拌反應罐10、第二提升泵11、燒堿投加裝置12、PAM投加裝置13，所述收集池5、所述第一提升泵6、所述管道混合器7、所述第一攪拌反應罐8、所述箱式壓濾機9、所述第二攪拌反應罐10及所述第二提升泵11通過管道依次相連，所述燒堿投加裝置12與所述收集池5和所述第一提升泵6連通的管道相連，所述PAM投加裝置13與所述管道混合器相連。
[0052]優(yōu)選地，所述廢水預處理單元I還設有事故池14，可用于在設備出現(xiàn)故障時，將待預處理的廢水引入事故池14，等排除事故后再將廢水從事故池14排入收集池5。
[0053]高氨氮濃度的廢水經(jīng)第一提升泵6從收集池5中提升至管道混合器7時，同時通過計量泵從燒堿投加裝置12定量投加燒堿溶液，控制進入蒸氨塔15中廢水pH=l(Tll，使廢水中游離氨占總氨的80%以上；管道混合器7還與PAM投加裝置13相連，PAM投加裝置13可向高氨氮濃度廢水投加ΡΑΜ，管道混合器7使高氨氮濃度廢水、燒堿溶液和PAM快速高效混合；混合溶液排入第一攪拌反應罐8中攪拌均勻，充分反應，廢水中的小顆粒物質(zhì)團聚沉降，除去廢水中易沉淀的金屬離子；廢水經(jīng)箱式壓濾機9截留泥渣后流至所述第二攪拌反應罐10，通過第二提升泵11增壓后進入蒸氨塔循環(huán)回收利用單元2。
[0054]如圖5所示，圖中為濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 其中，蒸氨塔循環(huán)回收利用單元2包括:蒸氨塔15、分縮器16、冷卻器17、濃氨水冷凝
器18、氨水儲存器19和第三提升泵20，所述蒸氨塔15頂部設有所述分縮器16，分縮器16設有分縮器出口 16a、分縮器進口 16b、分縮器頂部出口 16c ;濃氨水冷凝器18設有第一換熱管進口 18a、第一換熱管出口 18b、第一筒體進口 18c、第一筒體出口 18d ;所述冷卻器17設有第一進口 17a、第二進口 17b、第一出口 17c和第二出口 17d，所述第一進口 17a與所述分縮器出口 16a相連，所述第一出口 17c與所述分縮器進口 16b相連，含氨蒸汽在分縮器16中被部分冷凝，通過分縮器出口 16a流向冷卻器17第一進口 17a ;冷卻器17中的冷凝液經(jīng)冷卻后溫度降低至20°C ^50°C，本發(fā)明利用溫度相對較低的冷凝液通入濃氨水冷凝器18筒體，作為濃氨水冷凝器18的冷源，降低從分縮器頂部出口 16c排出通向濃氨水冷凝器18第一換熱管進口 18a的含氨蒸氣的溫度，到達冷凝效果，形成13%~20%的濃氨水。
[0055]圖5中還包括熱交換單元3的廢水預熱器21，廢水預熱器21包括第二換熱管進口21a、第二換熱管出口 21b、第二筒體進口 21c、第二筒體出口 21d ；
綜合處理單元4的汽提裝置22、折點投氯反應器23和廢水冷凝器24，廢水冷凝器24包括第三換熱管進口 24a、第三換熱管出口 24b、第三筒體進口 24c、第三筒體出口 24d。
[0056]冷凝液從濃氨水冷凝器18第一筒體出口排出后通向綜合處理單元4的廢水冷凝器24第三筒體進口 24c，進一步冷卻從廢水預熱器21排出的高溫塔底廢水，有利于熱能多級交換，實現(xiàn)能源利用的最大化。冷凝液經(jīng)第三筒體出口 24d后回流至冷卻器17第二進口17b，達到冷凝液可循環(huán)利用的效果。
[0057]從分縮器出口 16a排出的冷凝液氨濃度在5%~?2%，未到達回收利用的標準，因此通過冷卻器17的第一出口 17c，將冷凝液回流至分縮器進口 16b，繼續(xù)蒸氨。
[0058]另外，蒸氨塔15塔底廢水溫度達到99°C ^103°C，將高溫塔底廢水通過第三提升泵20通入廢水預熱器21的第二換熱管進口 21a，作為廢水預熱器21的熱源，對經(jīng)過預處理的廢水預熱，使進入蒸氨塔15的廢水溫度達到90°C ^95°C，節(jié)省蒸汽加熱廢水的熱能，縮短蒸氨時間，結(jié)合上述對冷凝液的熱交換利用，實現(xiàn)對高溫塔底廢水的熱能多級回用。
[0059]本發(fā)明所述蒸氨塔15采用高效斜孔塔板，既能提高蒸氨的分離效率，又能降低蒸氨熱耗，在相同條件下比浮閥塔污水處理能力約高30%~40%，通過調(diào)整塔板高度可回收到15%~17%的濃氨水。同時以蒸汽循環(huán)加熱，提高了蒸氨效率，降低了生產(chǎn)能耗，同時降低了處理成本，節(jié)能和環(huán)保效果顯著。
[0060]采用本發(fā)明所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法及裝置處理600000kg氧化鈷為例，稀土冶煉過程中約需投加75000kg的14%氨水及12400kg的5%鹽酸。以排放廢水中的氨氮濃度為24800ppm為例計算，經(jīng)本發(fā)明蒸氨處理后，廢水氨氮濃度為98ppm，氨氮綜合利用率達到99.6%，廢水經(jīng)深度處理后氨氮濃度為9.5ppm，達到排放標準。
[0061]最后所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:將含高氨氮廢水通過堿化、沉淀和過濾進行預處理； 步驟二:將經(jīng)過預處理的廢水通入廢水預熱器進行預熱； 步驟三:將經(jīng)過預熱的廢水通入蒸氨塔進行蒸氨，產(chǎn)生的氨氣從塔頂排出，經(jīng)冷卻回流形成濃度為13%~20%的濃氨水，回收精制濃氨水；當塔底廢水的氨氮濃度< IOOppm時排出蒸氨塔，并通入廢水預熱器筒體作為熱流體； 步驟四:將經(jīng)過熱交換后的塔底廢水排入廢水處理池進行深度處理，當氨氮濃度(IOppm時向外排放廢水。
2.如權(quán)利要求1所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法，其特征在于，所述步驟一包括以下步驟: 向含高氨氮廢水投加燒堿溶液堿化含高氨氮廢水； 將堿化后的廢水投加ΡΑΜ，沉淀廢水中的顆粒物質(zhì)； 將沉淀后的廢水通過廂式壓濾機截留泥渣。
3.如權(quán)利要求1所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法，其特征在于，所述步驟四深度處理包括以下步驟:將熱交換后的塔底廢水經(jīng)吹脫處理后，采用折點氯化法進一步降低氨氮含量，當氨氮濃度< IOppm時向外排放廢水。
4.如權(quán)利要求1所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法，其特征在于，所述步驟三中蒸氨塔內(nèi)廢水PH值保持在l(Tll范圍內(nèi)，通入蒸氨塔的蒸汽壓力為0.3^0.5MPa，蒸汽溫度為12(Tl60°C。
5.如權(quán)利要求1所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法，其特征在于，所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用方法還包括采用冶煉生產(chǎn)后的酸性高氨氮廢水輸送至蒸氨塔中進行回灌洗滌，除去塔內(nèi)結(jié)垢，酸洗周期為90-120天。
6.一種實施權(quán)利要求1的濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置，其特征在于，包括: 廢水預處理單元，用于對含高氨氮廢水進行堿化、沉淀和過濾處理； 蒸氨塔循環(huán)回收利用單元，與所述廢水預處理單元相連，用于回收廢水中的氨，制成13%~20%的濃氨水； 熱交換單元，設有廢水預熱器，所述廢水預熱器的換熱管與所述廢水預處理單元相連，所述廢水預熱器的筒體進口與所述蒸氨塔循環(huán)回收利用單元相連； 綜合處理單元，與所述廢水預熱器的筒體出口相連，用于對排入廢水處理池的廢水進行深度處理，處理后排放的廢水氨氮濃度< lOppm。
7.如權(quán)利要求6所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置，其特征在于，包括: 所述廢水預處理單元包括:收集池、第一提升泵、管道混合器、第一攪拌反應罐、箱式壓濾機、第二攪拌反應罐、第二提升泵、燒堿投加裝置、PAM投加裝置，所述收集池、所述第一提升泵、所述管道混合器、所述第一攪拌反應罐、所述箱式壓濾機、所述第二攪拌反應罐及所述第二提升泵通過管道依次相連，所述燒堿投加裝置與所述收集池和所述第一提升泵連通的管道相連，所述PAM投加裝置與所述管道混合器相連； 所述蒸氨塔循環(huán)回收利用單元包括:蒸氨塔、分縮器、冷卻器、濃氨水冷凝器、氨水儲存器和第三提升泵，所述蒸氨塔頂部設有所述分縮器，所述分縮器與所述冷卻器相連，所述分縮器頂部與所述濃氨水冷凝器的換熱管一端相連，所述冷卻器與所述濃氨水冷凝器的筒體相連，所述濃氨水冷凝器的換熱管另一端與所述氨水儲存器相連，所述蒸氨塔塔底通過所述第三提升泵與所述廢水預熱器的換熱管相連； 所述綜合處理單元包括:汽提裝置、折點投氯反應器和廢水冷凝器，所述汽提裝置與所述廢水預熱器的筒體出口相連，且所述汽提裝置、所述折點投氯反應器和所述廢水冷凝器的換熱管依次相連，所述廢水冷凝器的筒體與所述冷卻器相連。
8.如權(quán)利要求7所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置，其特征在于，所述冷卻器設有第一進口、第二進口、第一出口和第二出口，所述第一進口與所述分縮器的出口相連，所述第一出口與所述分縮器的進口相連； 所述第二出口與所述濃氨水的筒體相連，所述廢水冷凝器與所述第二進口相連。
9.如權(quán)利要求7所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置，其特征在于，所述蒸氨塔采用高效斜孔塔板。
10.如權(quán)利要求6所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資源化利用裝置，其特征在于，所述濕法稀土冶煉高氨氮廢水資 源化利用裝置還包括酸洗裝置。
【文檔編號】C02F9/10GK104003564SQ201410176474
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】辛永光, 嚴丹燕, 張平, 梁謨強 申請人:佛山市新泰隆環(huán)保設備制造有限公司