[发明专利]处理氧化钒生产废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理氧化钒生产废水的方法，更具体地讲，涉及一种处理氧化钒生产废水蒸发和浓缩后得到的结晶物的方法。

背景技术

目前，氧化钒的生产原料主要是钒钛磁铁矿，而废催化剂、石油烧渣以及含钒石煤等也是氧化钒生产的重要原料来源。对于生产原料是钒钛磁铁矿的情况来说，除少有的采用钙化焙烧-酸浸-水解沉钒工艺(简称石灰法)以外，大多数生产工厂采用钠化焙烧-水浸-铵盐沉钒工艺(简称钠盐法)，该工艺生产的钒产品质量高，生产稳定。对于生产原料是废催化剂、石油烧渣以及含钒石煤等的情况来说，生产厂家为了获得高质量的钒产品也通常采用铵盐沉钒法，因此不可避免产生了NH₄⁺含量达4000mg/L以上的高盐度酸性废水。

考虑到环境保护问题，需要对生产废水进行处理。用于除去废水中氨离子等的常见方法有生物处理法和物理化学法。生物处理法的示例可以是公开号为CN1609016的发明专利申请。由于无机高氨氮氧化钒生产废水含有很高的盐度，所以通常采用物理化学法。物理化学法主要包括空气吹脱和蒸汽汽提法、折点加氯法、离子交换法，化学沉淀法和结晶法等。

空气吹脱和蒸汽汽提法是利用废水中所含的氨、氮等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间存在的差异，在碱性条件下用空气吹脱或用蒸汽汽提，使废水中的氨氮等挥发性物质不断地由液相转移到气相中，从而达到从废水中去除氨氮的目的。该工艺简单，效率高(去除率可达90％以上)，在化工行业的高氨氮废水脱氨氮工艺中应用较多。然而，环境温度较低时，吹脱塔无法运行，并且塔内填料易结垢，严重时影响脱氨效果和设备的运行；蒸汽汽提塔填虽然克服了环境温度的影响，但运行成本高，填料结垢更为严重。一般情况下，只有当水中的氨氮浓度在10000mg/L以上时才考虑使用汽提工艺，否则，经济性较差。

折点加氯法是将足够量的氯气或次氯酸盐投入到废水中，当投入量达到某一点时，废水中所含的氯含量较低，而氨氮含量趋向于零；当氯气通入量或ClO^-加入量超过所述点时水中的游离氯含量上升，此点常称为折点，在此状态下，废水中的氨氮常被氧化成氮气而脱除，通常氯气的加入量与氨氮含量的比为7～12∶1，可使处理过后的水中氨氮浓度小于0.1mg/l。该法适合不同浓度的氨氮废水，但是处理高氨氮运行成本高，同时还存在安全风险。因此，在氨氮废水处理工程中应用较少。

离子交换法选用斜方沸石作为交换树脂，将水中的铵离子与树脂上的钠离子交换，从而达到去除氨的目的。沸石常采用2％的氯化钠溶液再生，再生液经过脱氨处理后再循环使用。一般来讲，离子交换除氨法适用于氨氮浓度在10～100mg/l的废水脱氨，而不适合对氨氮浓度更高的废水进行处理。

化学沉淀脱氮是20世纪60年代兴起的一种新技术，此方法可以处理各种浓度的氨氮废水，尤其适合于高浓度氨氮废水的处理。当某些高浓度的氨氮废水，由于含有大量对微生物有害的物质而不宜采用生化处理时，可以用化学沉淀处理，化学沉淀法通常有90％以上的脱氮效率，工艺也较简单。从上世纪六十年代化学沉淀法就应用于氨氮废水处理。1977年日本KenichiEbats等人在氨氮废水中添加Mg²⁺和PO₄^3-，使之与NH₄⁺反应生成难溶复盐MgNH₄PO₄·6H₂O(MAP)，通过MAP去除废水中的NH4⁺。但由于使用药剂量过大，成本较高。

结晶法是通过对氧化钒生产废水进行蒸发浓缩获得结晶物而达到去除氨离子的目的，该结晶物的主要成分是硫酸钠和硫酸铵。为了对废水中的硫酸钠加以利用，可将一定量的煤炭作为热源和还原剂加入得到的结晶物中，用于生产硫化钠。由于结晶物中含有大量硫酸铵和水，硫酸铵在高温下分解，如果烟气不经处理而排放，其中形成的SO₂等有害气体会造成严重的环境污染，并且也无法对硫酸铵进行回收利用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够基本上解决上述利用结晶法处理氧化钒生产废水工艺中存在的一种或多种问题的方法，即，提供一种利用重介质分离技术处理氧化钒生产废水蒸发浓缩后得到的结晶物的方法，从而能够有效地避免氧化钒废水中的离子以有害气体的形式排出而造成环境污染，此外还可以对从废水中分离的离子进行回收利用。