申请日2012.04.28
公开(公告)日2012.08.15
IPC分类号C02F1/58; C02F101/16; C02F1/48
摘要
本发明公开了一种处理化工废水中高浓度氨氮方法。将粉碎、过筛后的褐铁矿颗粒，依次经浓盐酸、饱和氢氧化钾甲醇溶液浸泡，在外加磁场下分离、沉淀，然后用氧丙二腈对沉淀物进行极化处理，并浸入由聚醋酸乙烯酯、异丁基苯、二羟乙基苯胺、乙二醇甲丁醚等组成的有机复合脱氮剂中30～50min，用去离子水清洗三遍，并在氮气保护条件下烘干，即可得有机复合脱氮剂磁性吸附纳米材料。本发明在有机复合脱氮剂处理高浓度氨氮废水的基础上，采用磁性纳米吸附材料相结合，在保持原有氨氮去除率的条件下，解决了有机复合脱氮剂吹脱过程中由于氨气的排放而导致的二次污染问题。
权利要求书
1.一种处理化工废水中高浓度氨氮方法，其特征在于：
(1)取适量褐铁矿，经粉碎、过筛后得100～120目颗粒;
(2)将粉碎的颗粒依次经浓盐酸、饱和氢氧化钾、甲醇溶液浸泡，并在外加磁场下分离，得沉淀物;
(3)往沉淀物中加入氧丙二腈进行极性化，以增强沉淀物表面氢键作用力;
(4)将上述经过酸洗、碱浸和极化后的纳米材料浸入有机复合脱氮剂中，搅拌30～60min后，得沉淀物;
(5)将沉淀后的物质用去离子水清洗3遍，并在氮气的保护条件下进行烘干;
(6)将烘干后的磁性纳米材料按质量比为50～100ppm投加到含有高浓度氨氮的化工废水中，搅拌15～30min后，在外加磁场下分离，即可。
2.根据权利要求1所述一种处理高浓度氨氮废水中高浓度氨氮方法，其特征在于：所述有机复合脱氮剂聚醋酸乙烯酯、异氰酸酯、季戊四硬脂酸酯、鲸蜡棕榈酯、异丁基苯、均四甲苯、二羟乙基苯胺、乙二醇甲丁醚的三种或三种以上。
3.根据权利要求2所述一种处理化工废水中高浓度氨氮方法，其特征在于：所述有机复合脱氮剂，以质量比计：
聚醋酸乙烯酯15%～55% 异氰酸酯10%～50% 季戊四硬脂酸酯15%～50%
鲸蜡棕榈酯10%～45% 异丁基苯11%～55% 均四甲苯18%～58%
二羟乙基苯胺15%～50% 乙二醇甲丁醚15%～45%。
说明书
一种处理化工废水中高浓度氨氮方法
技术领域
本发明涉及一种处理高浓度氨氮方法，特别是一种处理化工废水中高浓度氨氮方法，属于污水处理领域。
背景技术
近年来，随着经济的发展，石油、化工等重工业发展迅速，各地化工企业如雨后春笋般涌出，随之而来的空气、水污染问题也日益为人们所重视，由此而产生的高氨氮废水也成为行业发展制约因素之一。而为了保持企业的可持续发展，减少水资源的浪费和环境污染、提高企业经济效益和社会效，对化工废水进行深度处理势在必行。
氨氮废水是由于氨水和无机氮共同存在造成的，一般pH值在中性以上的废水氨氮的主要来源是无机氮和氨水，pH值为酸性时时主要来源于无机氨。化工废水中的氮主要是以氨态氮(N-NH3)的形式存在，氨氮含量在10g/L以上，有些甚至高达100g/L。
目前，对含高浓度氨氮的化工废水的处理多种多样，例如生物法、物化法、吹脱法等。其中生物法最有效最经济，但不能处理高浓度氨氮废水;物化法处理效果虽好，但成本昂贵、能耗大且易产生二次污染;吹脱法脱氮率高，但需要消耗较高的能耗，实际中的应用受到限制，且不能回收利用;其他比如蒸氨法：采用板式塔作为解吸设备，以蒸气为解吸气流对废水进行吹脱，达到脱氮效果，工艺简单、脱氮效率稳定，但设备阻力大、氨氮去除效率低，成本高、耗能大，又比加热蒸发冷凝吸收，废水中绝大多数的氨被脱并得到回收，但处理后的废水达不到排放标准，且成本也较高，设备容易结垢。另外，公开号为CN1367147A名称为“一种高浓度按氮废水处理方法”，该方法向废水中加入生石灰和过氧化钙，经搅拌、曝气，加入氢氧化钠和过硼酸钠搅拌，最后加入絮凝剂沉淀后分离即可，但此种方法在处理过程中需要反复加药、搅拌及沉淀，运行费用也较高。公开号为CN101372370，名称为“一种处理高浓度氨氮废水的有机脱氮剂和脱氮方法”所述的方法中将由50%～80%的有酯类，10%～50%的胺类和10%～50%烷烃类组成有机脱氮剂加入到高浓度氨氮废水中，调节好废水pH 值调后曝气2个小时即可。该发明尤其适用于高浓度无机氨氮的去除，可把30000mg/L的高浓度氨氮废水降到0.5mg/L以下，去除率高达99.999%，虽然大大提高了氨氮去除率，但仍然无法解决在吹脱过程中由于氨气的排放而导致的二次污染问题。
基于可持续发展理念，在高浓度氨氮废水处理方面，不仅要追求高效脱氮的环境治理目标，还要追求节能省耗、避免二次污染等更高层次的环境经济效益目标，才是治理高浓度氨氮废水比较理想的技术发展方向。
发明内容
为了解决原有技术中存在的：单独使用有机复合脱氮剂在氨氮去除率高的条件下对大气造成了二次污染和生成沉淀物淀等问题，本发明的处理方法是这样实现的：
一种处理化工废水中高浓度氨氮方法，其特征在于：
(1)取适量褐铁矿，经粉碎、过筛后得100～120目颗粒;
(2)将粉碎的颗粒依次经浓盐酸、饱和氢氧化钾、甲醇溶液浸泡，并在外加磁场下分离，得沉淀物;
(3)往沉淀物中加入氧丙二腈进行极性化，以增强沉淀物表面氢键作用力;
(4)将上述经过酸洗、碱浸和极化后的纳米材料浸入有机复合脱氮剂中，搅拌30～60min后，得沉淀物;
(5)将沉淀后的物质用去离子水清洗3遍，并在氮气的保护条件下进行烘干;
(6)将烘干后的磁性吸附纳米材料按质量比为50～100ppm投加到含有高浓度氨氮的化工废水中，搅拌15～30min后，在外加磁场下分离，即可。
所述有机复合脱氮剂为聚醋酸乙烯酯、异氰酸酯、季戊四硬脂酸酯、鲸蜡棕榈酯、异丁基苯、均四甲苯、二羟乙基苯胺、乙二醇甲丁醚的三种或三种以上。
所述有机复合脱氮剂，以质量比计：
聚醋酸乙烯酯15%～55% 异氰酸酯10%～50% 季戊四硬脂酸酯15%～50%
鲸蜡棕榈酯10%～45% 异丁基苯11%～55% 均四甲苯18%～58%
二羟乙基苯胺15%～50% 乙二醇甲丁醚15%～45%
本发明与有机复合脱氮剂结合吹脱法处理高浓度氨氮废水所具有的明显优势是：
(1)采用本发明方法对含有高浓度的氨氮废水的处理中，不产生任何氨气，避免了二次污染，处理完毕后也不会生成任何沉淀物，出水即可达到国家一级标准;
(2)本方法通过氧丙二腈对磁性纳米材料进行的极化，增强了纳米材料表面氢键的作用力以及与废水中氨气或氨根离子的结合能力;
(3)针对含有高浓度氨氮的废水水质情况，选用了以聚醋酸乙烯酯、异氰酸酯、季戊四硬脂酸酯、鲸蜡棕榈酯、异丁基苯、均四甲苯、二羟乙基苯胺、乙二醇甲丁醚的三种或三种以上为主要成分的有机复合脱氮剂对其磁性纳米材料进行改性，针对性强。
具体实施方式：
一种处理化工废水中高浓度氨氮方法，其特征在于：
(1)取适量褐铁矿，经粉碎、过筛后得100～120目颗粒;
(2)将粉碎的颗粒依次经浓盐酸、饱和氢氧化钾、甲醇溶液浸泡，并在外加磁场下分离，得沉淀物;
(3)往沉淀物中加入氧丙二腈进行极性化，以增强沉淀物表面氢键作用力;
(4)将上述经过酸洗、碱浸和极化后的纳米材料浸入有机复合脱氮剂中，搅拌30～60min后，得沉淀物;
(5)将沉淀后的物质用去离子水清洗3遍，并在氮气的保护条件下进行烘干;
(6)将烘干后的磁性吸附纳米材料按质量比为50～100ppm投加到含有高浓度氨氮的化工废水中，搅拌15～30min后，在外加磁场下分离，即可。
所述有机复合脱氮剂为聚醋酸乙烯酯、异氰酸酯、季戊四硬脂酸酯、鲸蜡棕榈酯、异丁基苯、均四甲苯、二羟乙基苯胺、乙二醇甲丁醚的三种或三种以上。
所述有机复合脱氮剂，以质量比计：
聚醋酸乙烯酯15%～55% 、 异氰酸酯10%～50%、 季戊四硬脂酸酯15%～50%、
鲸蜡棕榈酯10%～45%、 异丁基苯11%～55%、 均四甲苯18%～58% 、
二羟乙基苯胺15%～50%、 乙二醇甲丁醚15%～45%。
实例1：
先取适量经粉碎、100目过筛后的褐铁矿颗粒，依次浸泡在浓盐酸、饱和氢氧化钾和甲醇溶液中，再在外加磁场下分离、沉淀，然后用氧丙二腈对上述沉淀物进行极性化处理，并浸入由35g聚醋酸乙烯酯、25g均四甲苯、20g二羟乙基苯胺和20g乙二醇甲丁醚组成的有机复合脱氮剂中搅拌、沉淀，再将该沉淀物用去离子水清洗三遍后在氮气保护下进行烘干，最后将烘干的纳米材料按质量比50ppm投加到含有高浓度氨氮的废水中，搅拌，然后在外加磁场下分离、即可。使用本方法对常州某制药公司的废水进行处理之后，该废水中的氨氮浓度从10000mg/L降低到0.2mg/L，氨氮去除率为99.98%。
实例2：
先取适量经粉碎、120目过筛后的褐铁矿颗粒，依次浸泡在浓盐酸、饱和氢氧化钾和甲醇溶液中，再在外加磁场下分离、沉淀，然后用氧丙二腈对上述沉淀物进行极性化处理，并浸入由35g异氰酸酯、35g异丁基苯、15g二羟乙基苯胺和15g乙二醇甲丁醚组成的有机复合脱氮剂中搅拌、沉淀，再将该沉淀物用去离子水清洗三遍后在氮气保护下进行烘干，最后将烘干的纳米材料按质量比100ppm投加到含有高浓度氨氮的废水中，搅拌，然后在外加磁场下分离、即可。使用本方法对无锡某制药厂的废水进行处理之后，该废水中的氨氮浓度从15000mg/L降低到0.2mg/L，氨氮去除率为99.99%。
实例3：
先取适量经粉碎、110目过筛后的褐铁矿颗粒，依次浸泡在浓盐酸、饱和氢氧化钾和甲醇溶液中，再在外加磁场下分离、沉淀，然后用氧丙二腈对上述沉淀物进行极性化处理，并浸入由40g鲸蜡棕榈酯、20g异丁基苯、20g二羟乙基苯胺和20g乙二醇甲丁醚组成的有机复合脱氮剂中搅拌、沉淀，再将该沉淀物用去离子水清洗三遍后在氮气保护下进行烘干，最后将烘干的纳米材料按质量比100ppm投加到含有高浓度氨氮的废水中，搅拌，然后在外加磁场下分离、即可。使用本方法对无锡某制药厂的废水进行处理之后，该废水中的氨氮浓度从18000mg/L降低到0.2mg/L，氨氮去除率为99.99%。
法律状态详细>>
20120815公开20121003实质审查的生效20140312发明专利申请公布后的视为撤回引证
无引证文献数据
同族详细>>