CN103086558A - 一种碱式氯化铜生产废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碱式氯化铜生产废水的处理方法，包括如下步骤：将所述生产废水进行固液分离处理获得第一上清液，向所述第一上清液中加入氨水形成混合体系，调节pH值为4.5～5.5；对所述混合体系进行氧化，使亚铜离子完全转化为铜离子，获得第一废水；将所述第一废水转入离子交换***吸附除去游离铜离子，获得第二废水；其中，所述离子交换***包括多根填充有活性树脂的串联的反应柱，控制第一废水在所述反应柱中的流量为8～10m³/h；将所述第二废水转入蒸发***进行蒸发获得浓缩液，浓缩液经过冷却结晶，固液分离处理后获得氯化铵。本发明有效提高生产废水中资源回收利用率，又能提高生产效益，同时对环境友好，具有良好的应用前景。

Description

一种碱式氯化铜生产废水的处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其是一种对碱式氯化铜生产废水中的铜、氮元素进行处理的方法。

背景技术

氮元素是植物不可缺少的营养元素，但如果排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖，形成富营养化污染，大量消耗水中的溶解氧，使水体生态环境恶化，造成水体的“富营养化现象”。

碱式氯化铜(BCC)生产废水的主要成分为氯化铵及少量的铜离子、硫酸铵、氯化钠，此种废水的处理难度集中体现在废水中氨氮的去除问题，且因其中含有重金属铜等其余杂质而增加了其处理难度。

现有的对此类废水的处理方法主要有：离子交换法、膜分离法、电解法、蒸发法等。但是，现有的处理方法缺乏对亚铜离子的回收处理，使得部分含铜化合物流入环境，不仅浪费资源，还会对环境造成污染；另外，现有技术对于氨氮的处理效率不高，迫切需要一种更高效、高环保的处理方法，

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种碱式氯化铜生产废水的处理方法，包括如下步骤：

步骤I：将所述生产废水进行固液分离处理获得第一上清液，想所述第一上清液中加入氨水形成混合体系，调节pH值为4.5～5.5；

步骤II：对所述混合体系进行氧化，使亚铜离子完全转化为铜离子，获得第一废水；

步骤III：将所述第一废水转入离子交换***吸附除去游离铜离子，获得第二废水；其中，所述离子交换***包括多根填充有活性树脂的串联的反应柱，控制第一废水在所述反应柱中的流量为8～10m³/h；

步骤IV：将所述第二废水转入蒸发***进行蒸发获得浓缩液，浓缩液经过冷却结晶，固液分离处理后获得氯化铵。

其中，所述步骤II是通过射流曝气装置及鼓风塔使所述混合体系进行氧化，控制射流曝气装置曝气量为280m³/h、混合体系的流量为10m³/h。

其中，所述蒸发***是MVR蒸发器。

其中，所述步骤IV中固液分离处理后获得的滤液利用折点加氯法去除氨氮。

其中，所述离子交换***所填充的活性树脂为大孔螯合性树脂或大孔强酸性树脂。

有益效果：本发明提供的碱式氯化铜生产废水处理方法，能有效去除废水中各种价态的铜离子，提高资源回收利用效率；另一方面，本发明改进了氨氮的去除方法，采用单一的MVR蒸发器，不仅能节省能源，降低成本，且能大大提高氨氮的回收效率。本发明通过对废水处理方法的改进，有效提高资源回收利用率，又能提高生产效益，同时对环境友好，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明碱式氯化铜生产废水处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面，将结合具体实施例对本发明作详细说明。

碱式氯化铜(BCC)生产废水的主要成分为氯化铵及一定量的铜离子(Cu²⁺)、亚铜离子(Cu⁺)、硫酸铵、氯化钠，废水的处理难度集中体现在氨氮的去除问题及铜离子回收问题。

本发明提供的这种针对碱式氯化铜生产废水的处理方法，能提高各种价态的铜离子回收效率，进一步使铜资源得到循环利用；还大大提高了氨氮的处理效率，产生高效的经济效益。

如图1所示，这种针对碱式氯化铜生产废水的处理方法，包括如下步骤：

步骤I：将所述BCC生产废水进行固液分离处理获得第一上清液，向所述第一上清液中加入氨水形成混合体系，调节pH值为4.5～5.5。

首先，将BCC生产废水及清洗废水转移进入澄清桶，沉淀稍大的颗粒及少量悬浮物。沉淀后获得的沉泥转移至车间回用。沉泥中含有较大量的含铜化合物，可将含铜化合物回用于车间生产，在降低废水处理难度的同时产生经济效益。

沉淀后获得的第一上清液进入贮存池1，待第一上清液达到一定量后转移入净化罐。在贮存池1与净化罐之间的管道设置有自动加药装置，用于往第一上清液中加入氨水形成混合体系。该自动加药装置中包括有与反应液接触的pH探头，能在线监测第一上清液的pH值。根据pH探头的监测值，自动加药装置在管道中方便地多次分批地添加氨水，调节混合体系pH值的稳定在4.5～5.5范围。氨水自动加药装置的使用，提高了机械自动化，降低了人工操作的误差；并且氨水分级加入的工艺，使其中的铜沉降更加完全，氨水的加入使***生成NH₃·H₂O-NH₄Cl缓冲***，利于控制混合体系的pH变化。

步骤II：经过净化罐反应后的混合体系转移至贮存池2，此时再次加入氨水使pH稳定在6～7。采用射流曝气装置，对混合体系进行曝气，控制曝气量为280m³/h、混合体系的流量为10m³/h。这一步骤用于代替现有的搅拌装置，成本低廉，不仅能促进氨水混合均匀，平衡溶液pH，还能并促进Cu⁺的转化。

控制混合体系流量为10m³/h，将上述混合体系转入鼓风塔，鼓入空气进行深度的氧化，使其中的Cu⁺完全被氧化为Cu²⁺，防止排放水质Cu⁺残留。另一方面，由于加入氨水后的混合体系将升温达60～70℃，不利于后续处理，因此鼓风塔鼓入大量空气同时能对混合体系进行降温，有效防止后续离子交换步骤中树脂的中毒。本步骤中可以采用抽样检测的方法，即在混合体系的温度降至50℃以下时，在抽取的混合体系样品中加入强酸或强氧化剂，及铜试剂等，经过颜色对比判断Cu⁺是否完全转化为Cu²⁺。完成步骤II后获得第一废水。

步骤III：将上述第一废水泵入离子交换***，用以吸附其中剩余的铜离子。本实施例离子交换***采用3～4根串联的反应柱，其中填充活性树脂是采用大孔螯合性树脂或大孔强酸性树脂，控制第一废水经过离子交换***的流量为8～10m³/h。经过离子交换***处理后的第一废水水质重金属含量已能达到国家排放标准。其中，树脂吸附饱和后经盐酸解析出氯化铜，可用氨水再生，树脂可以重复利用。解析出的氯化铜，可回用于车间生产；另一方面树脂在解析、再生过程中收集的残酸残碱可重复利用，降低酸耗碱耗。离子交换***出水形成第二废水进入净化母液池。

步骤IV：将所述第二废水转入蒸发***进行蒸发获得浓缩液及余液，浓缩液冷却结晶获得氯化铵。

净化母液池中的第二废水含有大量氨氮，如果就这样排放到环境，会造成极大的环境污染，且不利于资源重复利用，降低成本，需要将第二废水泵入蒸发***进行蒸发浓缩，回收氨氮。本实施例的蒸发***是采用MVR蒸发器(mechanical vapor recompression)，是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，蒸汽压缩机对再生蒸汽进行再压缩后重新利用，从而减少对外界能源的需求的一项技术。本实施例比现有的多效蒸发工艺大大降低了能耗，节约了处理成本。经过MVR蒸发器处理后获得浓缩液和余液，其中，浓缩液经过冷却、结晶，再抽滤、离心处理可以获得氯化铵产品。抽滤、离心处理后的滤液均采用折点加氯法再转移至上述蒸发***深度去除其中的氨氮。蒸发后的蒸馏水达到排放标准，进入循环水池，可以经冷却后再利用。

经过多次试验摸索，多效蒸发***采用单独的MVR蒸发，使用电能代替蒸汽，对节能减排、降低成本大有裨益。

采用上述步骤处理了四个批次的BCC生产废水，经检测：铜、氨氮等各种污染物均得到了较为有效的去除，pH值也达到排放要求，运行结果如表1所示：

表1BCC生产废水各项检测结果

从以上数据来看，废水在经过处理后排放水中的各项污染物参数均达到废水排放标准的要求，实现达标排放，同时也达到了预期的设计要求。

Claims (5)

1.一种碱式氯化铜生产废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤I：将所述生产废水进行固液分离处理获得第一上清液，向所述第一上清液中加入氨水形成混合体系，调节pH值为4.5～5.5；

步骤II：对所述混合体系进行氧化，使亚铜离子完全转化为铜离子，获得第一废水；

步骤III：将所述第一废水转入离子交换***吸附除去游离铜离子，获得第二废水；其中，所述离子交换***包括多根填充有活性树脂的串联的反应柱，控制第一废水在所述反应柱中的流量为8～10m³/h；

步骤IV：将所述第二废水转入蒸发***进行蒸发获得浓缩液，浓缩液经过冷却结晶，固液分离处理后获得氯化铵。

2.根据权利要求1所述的碱式氯化铜生产废水的处理方法，其特征在于，其中，所述步骤II是通过射流曝气装置及鼓风塔使所述混合体系进行氧化，控制所述射流曝气装置曝气量为280m³/h、所述混合体系的流量为10m³/h。

3.根据权利要求1所述的碱式氯化铜生产废水的处理方法，其特征在于，所述蒸发***是MVR蒸发器。

4.根据权利要求1所述的碱式氯化铜生产废水的处理方法，其特征在于，所述步骤IV中固液分离处理后获得的滤液利用折点加氯法去除氨氮。

5.根据权利要求1所述的碱式氯化铜生产废水的处理方法，其特征在于，所述离子交换***所填充的活性树脂为大孔螯合性树脂或大孔强酸性树脂。