浓硝酸及硝酸铵生产废水综合利用技术研究

作者:未知

  摘 要:随着我国经济的快速发展,化学工业在国民经济中发挥的作用越来越重要,而化学工业的发展也会给环境带来一定破坏,比如在浓硝酸以及硝酸铵的生产过程中,会产生大量的废水,如果直接外排会给周边环境带来不良影响。本文以此为背景,对浓硝酸以及硝酸铵的废水处理现状进行研究,并提出相应的回收利用措施,希望能够加强浓硝酸以及硝酸铵生产过程中废水的处理与利用,对环境起到一定的改善作用。
  关键词:浓硝酸;硝酸铵;废水;回收;综合利用
  浓硝酸以及硝酸铵是重要化学用品之一,同时也是重要的工业用品,对于我国化学事业以及工业的发展具有非常重要的作用。但是在生产浓硝酸以及硝酸铵的过程中,会产生大量的废水,如果处理不当将会对环境造成一定的影响。因此对我国当前浓硝酸以及硝酸铵生产过程中所产生的废水进行处理研究,不仅能够保护环境,还可以提高资源利用效率,具有一定的理论与现实意义。
  1 国内硝酸铵以及浓硝酸废水的处理现状
  ①我国对于硝酸铵以及浓硝酸的处理,使用的方法相对比较落后。在对硝酸铵的处理装置方面,我国使用的大多是工艺落后的设备,对环境保护的作用不大,并且在生产过程中还会产生出一定的工業废水。尤其是在生产硝酸铵时,当稀硝酸的水分通过中和、挥发以及结晶后将会以二次蒸汽的形式排除,产生的工艺冷凝液中也会含有硝酸铵和部分氮,这些水分是硝酸铵生产过程中产生的主要废水。如果将这些不经处理的硝酸铵以及浓硝酸不经处理就排出,将会导致环境中氨超标,使得水体出现富营养化现象,对环境造成污染。由于目前并没有很好的方法来处理这些硝酸铵废水,因此部分厂家通过加水稀释的方法,使得排放的硝酸铵能够达标,这进一步浪费了水资源。目前我国部分硝酸铵厂家是通过电渗析、反渗透的方法来处理废弃硝酸铵,虽然能够取得一定的效果,但是最大的弊端就是投入和运行费用较高。
  ②浓硝酸的废水主要来自浓硝酸生产过程,提浓硝酸镁时产生的酸性废水,由于产生的酸性废水酸浓度较低,浓硝不能直接回用,因此部分厂家采用的酸碱中和的办法进行处理,但是产生的大量的硝酸盐类,最后还是采用加水稀释的方法外排,这样造成双重浪费。部分厂家也有采用中和后的废水电渗析方法处理,但是成本运行更高。
  2 浓硝酸酸性废水和硝酸铵废水处理
  2.1 浓硝酸酸性废水的精馏处理
  在浓硝酸生产过程,主要是利用浓度约76%浓硝酸镁溶液提浓稀硝酸,浓硝酸镁因吸收了稀硝酸的水形成了稀硝酸镁溶液,再将稀硝酸镁容易通过泵注入到相应的蒸发器中,蒸发器将会在特定的压强下降温度上升到160℃左右,使得稀硝酸镁中的大部分酸性水蒸气能够被蒸发,留下的浓硝酸镁溶液还可以继续循环使用。蒸出的酸性水蒸气的温度能够达到160℃左右,这些酸性气体通过精馏塔底部进入精馏塔中,使用浓度约为0.05%的镁尾水进行吸收酸蒸汽,使得精馏塔中的温度能够得到有效控制。从精馏塔中底部则能够流出15%左右的酸性废水,精馏塔部分未吸收的气体进入间冷器进行冷却,这几部分水进入酸水的储槽。
  2.2 硝酸铵废水的吸附处理
  硝酸铵废水是加压中和装置在一系列的化学反应过后产生碱性蒸汽,这些碱性蒸汽通过不同的冷凝器进入到相应的冷凝液槽,最后有泵被注入到氨回收塔塔顶。冷凝液循环泵将塔地的溶液注入到塔的中部,通过调节稀硝酸的流量控制溶液的pH,从而消除硝酸铵废水的氨含量,通过保持循环液密度不变的方法,一些溶液将会被采出到中和冷却槽中,其余被除去大部分溶液将会进入到工艺水槽,溶液中硝酸铵含量控制在<1.5×10-3,这些硝铵废水将会通过废水泵首先送入一级A床,此时溶液中的大部分NH+4离子将会被吸附到一级B床。经过一级B床将会吸附大部分的NO-3离子,这时废水会进入到二级A床,其作用是继续吸收废水中的残留的NH+4离子,之后这些废水将会被送入二级B床,二级B床将会对废水中的NO-3离子进行吸附,二级B床的出水的硝酸铵含量基本降为零,进入废水界区的除盐水罐,指标优于反渗透出水的指标。
  3 处理后的浓硝酸、硝酸铵废水的回收利用
  3.1 处理后的浓硝酸废水的回用
  浓硝酸废水在经过处理后,将会生成浓度为15%和浓度在0.05%两种酸性水。通过分析吸收塔各层的酸浓度,吸收塔的15层的酸浓度约在15%左右,吸收塔33层浓度为0.8%;根据分析吸收塔的各层酸浓情况,把浓硝产生的酸性废水分别打入吸收塔15层和33层。
  3.2 处理后的硝酸铵废水的回用
  硝酸铵废水经AB床吸附处理后,经过分析完全检测不出硝酸铵的含量,Cl-含量<3×10-6,pH为6.5~7.0,总硬度<0.01mmol/L,电导<2μs/cm,优于脱盐水指标相当。完全可以替代吸收塔37层加的脱盐水。但是要注意硝酸废水的温度,如果温度超过室温,可以采用降温或者控制加压中和过来的硝酸铵废水的温度,温度合适后再向吸收塔加水。
  4 结束语
  浓硝酸以及硝酸铵的生产过程中会产生大量的废水,这些废水中含有大量的硝酸和硝酸铵,如果处理不当将会对周围的环境造成重大影响。我国的处理方式一直比较落后,虽然可以通过电渗析、反渗透的方式来解决,但是这种方法投入成本高,运行成本大。通常一些厂家都是通过加入大量的清水稀释,而使得排出的废水中化学物质的含量达标,但是这种做法会造成大量资源浪费。因此本文的研究对于现实生产具有较强的理论以及现实意义,可以有效解决浓硝酸以及硝酸铵生产过程中产生的废水。
  参考文献:
  [1]张俊杰,聂宝军.浓硝酸及硝酸铵生产废水综合利用技术研究[J].河北化工,2013(3):67-68.
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