[发明专利]一种用于氯化铵废水资源化处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氯化铵废水处理工艺领域，具体地，涉及以双极膜电渗析技术为核心，把废水中氯化铵转化为盐酸和氨水的资源化处理方法。

背景技术

化肥、稀土、印刷、电镀等产品生产过程中会产生一定量的氯化铵废水，这种废水中的氨氮和氯离子会对水体产生污染。随着我国社会经济的快速发展，行业生产规模化，所产生的氯化铵废水量也在不断增加。若该废水直接排放，不仅使企业生产成本提高，同时对环境也会造成污染。随着国家环保力度的加强以及近年来能源价格的攀升，企业面临巨大的压力。

氯化铵废水对环境的危害主要体现在(1)氨氮消耗水体的溶解氧，加速水体的富营养化过程，造成藻类迅速繁殖和降低水质；(2)氨氮在水中微生物作用下转变为硝态氮和亚硝态氮，硝态氮和亚硝态氮均为强化学致癌物质-亚硝基化合物的前体物质，有致癌、致突变、致畸的性质，对人体危害十分严重；(3)氨氮会与消毒液体中的氯气作用生成氯胺，而氯胺的杀菌效果较差会降低消毒效果；另外，氯化铵的大量排放会对土壤氯离子浓度和pH值带来不良影响，如导致土壤氯离子的积累，土壤pH值下降和改变土壤粒径结构等，国内外有关氯离子对农作物危害也有大量报道和研究。由于氯化铵废水处理普遍采用的反渗透和蒸发浓缩技术，存在能耗高、设备腐蚀严重，且获得低价值产品等问题，因此需要探讨适用于氯化铵废水处理的高效、低成本技术。

目前，工业上氯化铵废水主要采用反渗透和蒸发浓缩技术处理。以钾盐生产系统中产生的氯化铵废水为例，按氯化铵平均浓度(质量百分比浓度)范围分为0.01％～0.1％、0.1％～0.4％、2.0％～4.0％，≥5.5％四种水质。通常，浓度为0.01％～0.1％废水和氯化铵蒸发系统冷凝水进低压反渗装置统一处理，操作压力为1.0～1.6Mpa；浓度为0.1％-0.4％废水进中压反渗透装置处理，操作压力为1.5～2.0Mpa；浓度为2％-4％废水进高压反渗透装置处理，操作压力为5.0～6.5Mpa；浓度≥5.5％氯化铵废水进蒸发系统回收。其中经反渗透处理后总盐度低于10ppm的淡水，重新作为工艺纯水返回生产系统使用。氯化铵浓溶液经过预热、汽提、多效低温蒸发、汽液分离、结晶、离心、干燥等过程，制得工业级或农业级氯化铵。

不同行业产生的氯化铵废水处理大多采用反渗透、电渗析、蒸发浓缩等技术进行处理，但普遍存在能耗高、高Cl^-离子对蒸发系统腐蚀严重，运行风险较大，最终获得的工业级或农业级氯化铵是一种低价值产品。为了改进氯化铵废水处理技术与工艺、降低处理成本、提高处理效率等，有关这种废水处理有许多研究报道。如徐永平等(工业水处理,2005,25(2):29-30)以碳酸钾生产过程中产生大量高浓度氯化铵废水为研究对象，考察采用反渗透技术处理时不同压力下废水浓度对脱盐率和产水率的影响；孟范平(水处理技术,2006,32(9):29-30)针对化肥工业排放的氯化铵废水具有浓度高和数量大等特点，研究构建NMHD-2510型纳米材料复合膜，在实现化肥工业氯化铵废水零排放和资源化利用方面具有良好的应用前景；潘旗和陆晓华(湖北化工,2002,6:15-16)研究采用电渗析法处理稀土生产过程中产生的NH₄Cl废水的问题，表明二级电渗析法可经济地将NH₄Cl溶液从6％提高到13％，对降低氯化铵废水的蒸发浓缩能耗具有重要意义；赵斌(无机盐工业,2006,38(8):35-37)探讨采用三效错流降膜真空蒸发工艺处理氯化铵工业废水，可以解决常规蒸发浓缩过程中能耗过高、设备腐蚀严重、氯化铵升华等问题；刘彩娟和王志芳(石油和化工设备,2008,1:24-26)针对氯化铵废水特点，探讨采用双效降膜加热泵的蒸发工艺回收氯化铵，可以解决氯化铵溶液对设备材质的腐蚀问题、环境污染问题、氯化铵的回收问题。整体而言，目前关于氯化铵废水处理的研究基本上都是改进目前已有的反渗透、电渗析和蒸发浓缩技术，虽然在降低能耗、防止设备腐蚀、减小废水排放量等取得了一定进展，但并没有彻底改变目前氯化铵废水处理过程中要求高压反渗透、废水蒸发相变过程能耗高、获得低价值的工业级或农业级氯化铵产品的问题。电渗析技术虽然在提高氯化铵废水浓度具有一定优势，但仍需要进一步解决含高浓度氯化铵浓水的资源化处理问题。