[发明专利]一种高浓度氨氮废水中重金属氨络合物的解络合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种络合物解络合的方法，特别是涉及一种将高浓度氨氮废水中重金属氨络合物解络合并实现水中金属与氨同时去除的方法，属于工业废水处理领域。

背景技术

在化工、冶金、电池、电镀等行业的生产过程中，常产生大量高浓度氨氮废水，这种废水氨氮浓度大于1000mg/L，最高可达100000mg/L以上，且同时含有高浓度无机盐和重金属。关于此类废水的处理，有效的处理方法是：首先将pH调节至碱性，将水中的氨氮全部转化为氨分子的形式，然后采用汽提法将氨分子转移至气相，从而实现水中氨氮的脱除，例如CN 101161596A提出了使用精馏塔来进行氨的汽提脱除并实现氨氮资源化回收的方法。实践证明，采用精馏塔对氨进行汽提脱除，在一般情况下对高浓度氨氮废水具有较好的效果，能够实现氨氮废水的达标排放（处理后的外排水氨氮浓度小于15mg/L）。

然而当水中存在能够发生氨络合的重金属时，致使分子态的氨在与液相分离时不仅需要克服分子间作用力，还需要破坏配位键，分离难度大大提高，导致此类氨氮废水处理难以达标。因此在处理此类废水时，首先需要将重金属与氨氮的络合物进行解络合处理，然后再进行汽提脱氨。目前，常用的氨络合物解络合方法有调节pH至中性或酸性（如CN 101423240A）、电解沉积重金属（如CN 101928827A）和加入螯合剂（如CN 102249388A）等。由于在进行汽提脱氨时需调节pH至碱性，因此调节pH至中性或酸性来解络合的方法不适用；电解沉积重金属在重金属浓度较低时效果较差，难以将重金属沉积完全；加入螯合剂的方法虽然效果明显，但由于螯合剂本身属于有机物，易造成水中化学需氧量指标超标，形成二次污染。因此，需要一种有效的解络合方法，以满足含重金属氨络合物的废水处理需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有含重金属的氨氮废水处理中重金属与氨氮络合而难以去除的问题，从而提供一种用于重金属氨络合物的解络合方法，此方法具有同时适用于不同浓度的重金属氨氮废水、简便易行和无二次污染的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高浓度氨氮废水中重金属氨络合物的解络合方法，包括如下步骤：

1）向含重金属的高浓度氨氮废水中加入碱性物质，将其pH值调节至碱性，使废水中的铵离子转化为氨分子，并存在多余的氢氧根离子；

2）将步骤1）所述的碱性高浓度氨氮废水引入汽提塔，使重金属氨络合物分解，重金属离子与废水中多余的氢氧根离子结合，生成沉淀。

其中，步骤1）发生的化学反应为：

步骤2）发生的化学反应为：

其中M为重金属，n为配位数，k为重金属阳离子电荷数。

本发明通过在含重金属的高浓度氨氮废水中加入碱，使铵离子转化为氨分子，并存在多余的氢氧根离子；通过控制输入汽提塔的蒸汽流量与蒸汽压力来控制汽提塔的温度分布，使液体在汽提塔内一定的温度区域保持一定的停留时间，使重金属氨络合物分解，并与废水中多余的氢氧根离子结合，生成沉淀，从而完成重金属氨络合物的解络合。在汽提塔将氨分子转移至气相，从而同时实现废水中氨氮的脱除。

本发明所述的重金属氨络合物分解并与氢氧根离子结合的过程，可以通过控制输入汽提塔的蒸汽流量与蒸汽压力来控制汽提塔的温度分布，使液体在汽提塔内一定温度区域保持一定停留时间来完成。所述的一定温度区域及一定停留时间均可由本领域技术人员根据公知常识及经验进行设计、选择。

本发明所述重金属为能够与氨形成络合物的金属，优选为铜、钼、镍、锌、锰、银、铂、钴、镉、铌、钽、镓或稀土元素中的一种或至少两种的混合物，典型但非限制性的例子包括：铜，镍，镉，铒，钴，铜和钼的组合，锌和铌的组合，钽和钐的组合，钴、镉和锰的组合，镍、铌和钇的组合，银、铂、钴和镉的组合等，进一步优选镍和/或钴。

本发明步骤1）中所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的一种或至少两种的组合，例如氢氧化钠，碳酸钠，碳酸钾，氧化钙和氢氧化钾，氢氧化钠和氢氧化钾，碳酸钠和氢氧化钾等，优选氢氧化钠和/或氢氧化钾。能够将高浓度氨氮废水调节为碱性且不改变废水的其他性质的物质皆可用于实施本发明。

本发明步骤1）向高浓度氨氮废水中加入碱性物质，将其pH值调节至11~14，例如11.02~13.8，11.5~13.2，11.85~13，12~12.6等，优选为12。