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钨钼冶金过程中氨氮废水的治理研究

纪宏巍  
【摘要】:氨氮可引起水体富营养化和水质恶化,国家对氨氮废水的排放严格控制。国内外很多科研工作者对氨氮废水的处理进行了大量深入的研究,目前还没有经济高效的处理方法。针对生活废水、农业废水和化工废水中氨氮的处理方法主要包括吹脱法、化学沉淀法及生物法等方法,而离子交换法、膜法、化学催化法等方法仍处于实验室阶段。 本文对钨钼冶金过程中产生的高浓度氨氮废水的处理方法进行了研究,并且取得了较好的效果,有望应用到冶金工业废水的处理中。具体研究过程如下: 以氨氮浓度为31.474g/L、pH=6.1的钼冶金酸沉母液为原料液,先用碱转化,用喷射脱氨法脱去大部分氨,再试验用化学沉淀法和氧化法深度处理低浓度含氨溶液,达到氨氮浓度低于国家规定的排放标准。 首先在自制的喷射脱氨装置中进行喷射脱氨实验,考察料液的流速,料液的pH值,脱氨瓶内真空度,料液温度和喷射脱氨时间对脱氨率的影响。实验结果表明,在废水流量10L/h,pH值为12,脱氨瓶内真空度0.0018MPa,温度60℃,循环喷射脱氨80分钟的条件下,可以将废水中氨氮浓度脱除至382mg/L以下,脱氨率达98.7%。 再采用磷酸铵镁(MAP)化学沉淀法处理喷射脱氨后液,考察料液的pH值,反应温度,反应物配比等因素对深度脱氨效果的影响。将得到的MAP沉淀放在管式炉中热解,用MAP热解产物对喷射脱氨后液中的氨氮进行吸附,考察料液pH值,料液初始氨氮浓度,MAP热解产物投加量对氨氮吸附效果的影响,并且研究了MAP的热解循环再生过程。实验结果表明,用MgCl2·6H20和Na3PO4·12H20作为沉淀剂,在喷射脱氨后液中先加入Na3PO4·12H20溶解后,再加入MgCl2·6H20,最佳的投加比例为n(Mg):n(N):n(P)=1.1:1:1,在反应温度为25℃,初始pH值为9.0,搅拌时间为30min,可以将氨氮浓度为301mg/L喷射脱氨后液的氨氮浓度脱至159mg/L。 通过磷酸铵镁(MAP)热解可以制备以MHP为主要成分的氨氮吸附剂。在一定程度上提高热解温度,有利于MAP中氨氮的脱出,磷酸铵镁(MAP)热解实验表明在105℃下MAP热解产物对喷射脱氨后液的氨氮吸附效果较好,可以将氨氮浓度为381mg/L的喷射脱氨后液中的氨氮浓度脱至82mg/L。实验证明,当溶液中含有大量钠离子及其他金属离子的情况下,MAP法处理氨氮废水还是难达到国标排放标准。 探索研究了采用氧化法处理喷射脱氨后液,以漂白粉(主要成分:Ca(C10)2)为氧化剂,考察料液的pH值,氧化剂投加方式、投加量和氧化反应时间对深度脱氨效果的影响。实验结果表明,氨氮浓度为469mg/L的喷射脱氨后液,用2mol/L盐酸调pH值为6.0,加入按n(N):n(C10)=1:3.0称取的氧化剂中搅拌氧化反应,搅拌速度100rpm,在室温下反应50min后,溶液中剩余氨氮浓度可降至9mg/L,达到排放标准以下。 综上所述,采用喷射脱氨-氧化法联合处理钨钼冶金过程中产生的高浓度废水,在一定条件下,可以将废水的氨氮浓度降到排放标准以下。


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