公布日：2024.12.31
申请日：2024.09.27
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/70(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，步骤：将含有硝酸根的化工高盐废水分盐母液引入作为一级反应单元的结构体系的调节池内，使硝酸根还原为亚硝酸根，再泵入一级反应单元的结构体系的沉淀池内沉淀，沉淀后得到上清液即为处理后的废水；将得到的处理后的废水泵入作为二级反应单元的结构体系的二级调节池内，反应结束后得到脱氮水；先将得到的脱氮废水引入作为后处理单元的结构体系的第三调节池内，继而调节后引入后处理单元的澄清池，再将澄清池内的上清液泵入后处理单元的多介质过滤器过滤，由多介质过滤器过滤的产水泵入后处理单元的结构体系的储存池，得到成品。优点：工艺流程简练、处理成本廉价、满足高盐废水无杂化处理要求。
权利要求书
1.一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将母液中的硝酸根还原为亚硝酸根，将含有硝酸根的化工高盐废水分盐母液引入作为一级反应单元(1)的结构体系的调节池(11)内并且对水温及pH值进行调节，调节后引入一级反应单元(1)的结构体系的一级反应池(12)，在一级反应池(12)中的微电场和催化剂作用下进行微电场催化反应而使硝酸根还原为亚硝酸根，微电场催化反应结束后泵入一级反应单元(1)的结构体系的沉淀池(13)内沉淀，沉淀后得到上清液为本步骤(1)处理后的废水；(2)将由步骤(1)得到的处理后的废水泵入作为二级反应单元(2)的结构体系的二级调节池(21)内并且对水温以及pH值进行调整，调整后引入二级反应单元(2)的结构体系的二级反应池(22)，在二级反应池(22)中的微电场、缓冲剂和还原剂的作用下反应，反应结束后得到脱氮废水；(3)后处理，先将由步骤(2)得到的脱氮废水引入作为后处理单元(3)的结构体系的第三调节池(31)内并且对水温及pH值继而调节，继而调节后引入后处理单元(3)的澄清池(32)澄清，再将澄清池(32)内的上清液泵入后处理单元(3)的多介质过滤器(33)过滤，由多介质过滤器(33)过滤的产水泵入后处理单元(3)的结构体系的储存池(34)，得到去除了硝酸根的化工高盐废水分盐母液。
2.根据权利要求1所述的一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步骤(1)中所述的对水温和pH值进行调节是将所述含有硝酸根的化工高盐废水分盐母液的水温调节为20-50℃，将pH值调节至Ph＝3-6；所述一级反应池(12)中的催化剂的加入量与硝酸根含量的质量比为0.1-0.2∶1；所述微电场催化反应是在曝气状态下进行的，该曝气反应的时间为60-240min，曝气的气水体积比为2-5∶1，其中，当废水中硝酸根含量为500-2000mg/L时，反应时间为60-120min，而当废水中硝酸根含量为2000-5000mg/L时，反应时间为120-240min；所述沉淀池(13)内的沉淀方式为自然沉淀并且时间为大于120min。
3.根据权利要求1或2所述的一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步骤(1)中所述的催化剂为离子液催化剂，该离子液催化剂为三甲胺盐酸盐、四甲基氯化铵、四甲基硫酸氢铵、三丁基甲基氯化铵、四甲基对甲苯磺酸铵、1-羟乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐、羟乙基三甲基铵氯盐、羟乙基三甲基铵醋酸盐、1-胺丙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步骤(2)中所述的对水温及pH值进行调整是将水温调整为20-50℃，将pH值调整为pH＝3-6；所述的在二级反应池(22)中的微电场、缓冲剂和还原剂的作用下反应是在曝气状态下进行的，该曝气反应的时间为60-240min，曝气的气水体积比为2-5∶1，其中，当废水中亚硝酸根含量为200-1000mg/L时，反应时间为60～120min，而当废水中硝酸根含量为1000-2000mg/L时，反应时间为120-240min。
5.根据权利要求1所述的一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步骤(2)中所述缓冲剂的缓冲容量计算公式为β＝(CxV)/(pKa+pH)，其中，β表示缓冲容量，C表示缓冲溶液中缓冲剂的浓度，V表示缓冲溶液的体积，pKa表示缓冲剂的pKa值，pH表示溶液的pH值；所述还原剂的投加量与亚硝酸盐等当量。
6.根据权利要求1或2所述的一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，其特征在于：所述的缓冲剂为弱酸及其盐的混合液，所述的弱酸及其盐的混合液为乙醇-醋酸铵缓冲液、甲酸钠缓冲液、邻苯二甲酸盐缓冲液、枸橼酸-磷酸氢二钠缓冲液、醋酸-醋酸钠缓冲液、醋酸-锂盐缓冲液、醋酸-醋酸铵缓冲液中的一种；所述的还原剂为铵盐，所述铵盐为乙酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氟化铵、溴化铵、硫酸铵钾中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步骤(3)中所述的对水温及pH值继而调整是将水温调整为20-30℃，将pH值调节为pH＝8.5-9；所述澄清池(32)内的澄清方式为自然澄清并且澄清时间为大于120min；在所述的多介质过滤器内装填有滤料，该滤料为精制石英砂，并且该精制石英砂的装填分为上中下三层，该上中下三层石英砂的粒径是自下而上缩小的。
8.根据权利要求1所述的一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步骤(1)和(2)中所述的微电场采用的极板材质包括铁极板、钛钌铱合金极板、钛铱钽合金极板、钛镍钴合金极板中一种或几种；在所述一级反应池(12)中，所述铁电极面积占总电极面积10％-20％，剩余采用的电极板为钛钌铱合金极板、钛铱钽合金极板、钛镍钴合金极板中一种或多种；在所述二级反应池(22)中，铁电极面积占总电极面积5％-10％，剩余采用的电极板为钛钌铱合金极板、钛铱钽合金极板、钛镍钴合金极板中一种或多种。
9.根据权利要求8所述的一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，其特征在于：所述微电场的输入电压为1-2.5V；输入电流为1-3A；极板电流密度为0.01-0.1mA/cm2，极板间距为5-25cm。
发明内容
本发明的任务在于提供一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，该方法能解决母液的硝酸根难以去除的问题，并且具有工艺流程简练、处理成本低廉、得以体现高盐废水的无杂化以及为净化后的母液实现资源化再利用铺平道路的长处。
本发明的任务是这样来完成的，一种化工高盐废水分盐母液的硝酸根去除方法，包括以下步骤：
(1)将母液中的硝酸根还原为亚硝酸根，将含有硝酸根的化工高盐废水分盐母液引入作为一级反应单元的结构体系的调节池内并且对水温及pH值进行调节，调节后引入一级反应单元的结构体系的一级反应池，在一级反应池中的微电场和催化剂作用下进行微电场催化反应而使硝酸根还原为亚硝酸根，微电场催化反应结束后泵入一级反应单元的结构体系的沉淀池内沉淀，沉淀后得到上清液为本步骤(1)处理后的废水；
(2)将由步骤(1)得到的处理后的废水泵入作为二级反应单元的结构体系的二级调节池内并且对水温以及pH值进行调整，调整后引入二级反应单元的结构体系的二级反应池，在二级反应池中的微电场、缓冲剂和还原剂的作用下反应，反应结束后得到脱氮废水；
(3)后处理，先将由步骤(2)得到的脱氮废水引入作为后处理单元的结构体系的第三调节池内并且对水温及pH值继而调节，继而调节后引入后处理单元的澄清池澄清，再将澄清池内的上清液泵入后处理单元的多介质过滤器过滤，由多介质过滤器过滤的产水泵入后处理单元的结构体系的储存池，得到去除了硝酸根的化工高盐废水分盐母液。
在本发明的一个具体的实施例中，步骤(1)中所述的对水温和pH值进行调节是将所述含有硝酸根的化工高盐废水分盐母液的水温调节为20-50℃，将pH值调节至Ph＝3-6；所述一级反应池中的催化剂的加入量与硝酸根含量的质量比为0.1-0.2∶1；所述微电场催化反应是在曝气状态下进行的，该曝气反应的时间为60-240min，曝气的气水体积比为2-5∶1，其中，当废水中硝酸根含量为500-2000mg/L时，反应时间为60-120min，而当废水中硝酸根含量为2000-5000mg/L时，反应时间为120-240min；所述沉淀池内的沉淀方式为自然沉淀并且时间为大于120min。
在本发明的另一个具体的实施例中，步骤(1)中所述的催化剂为离子液催化剂，该离子液催化剂为三甲胺盐酸盐、四甲基氯化铵、四甲基硫酸氢铵、三丁基甲基氯化铵、四甲基对甲苯磺酸铵、1-羟乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐、羟乙基三甲基铵氯盐、羟乙基三甲基铵醋酸盐、1-胺丙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐中的一种或几种组合。
在本发明的又一个具体的实施例中，步骤(2)中所述的对水温及pH值进行调整是将水温调整为20-50℃，将pH值调整为pH＝3-6；所述的在二级反应池22中的微电场、缓冲剂和还原剂的作用下反应是在曝气状态下进行的，该曝气反应的时间为60-240min，曝气的气水体积比为2-5∶1，其中，当废水中亚硝酸根含量为200-1000mg/L时，反应时间为60～120min，而当废水中硝酸根含量为1000-2000mg/L时，反应时间为120-240min。
在本发明的再一个具体的实施例中，步骤(2)中所述缓冲剂的缓冲容量计算公式为β＝(CxV)/(pKa+pH)，其中，β表示缓冲容量，C表示缓冲溶液中缓冲剂的浓度，V表示缓冲溶液的体积，pKa表示缓冲剂的pKa值，pH表示溶液的pH值；所述还原剂的投加量与亚硝酸盐等当量。
在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的缓冲剂为弱酸及其盐的混合液，所述的弱酸及其盐的混合液为乙醇-醋酸铵缓冲液、甲酸钠缓冲液、邻苯二甲酸盐缓冲液、枸橼酸-磷酸氢二钠缓冲液、醋酸-醋酸钠缓冲液、醋酸-锂盐缓冲液、醋酸-醋酸铵缓冲液中的一种；所述的还原剂为铵盐，所述铵盐为乙酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氟化铵、溴化铵、硫酸铵钾中的一种或几种的组合。
在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤(3)中所述的对水温及pH值继而调整是将水温调整为20-30℃，将pH值调节为pH＝8.5-9；所述澄清池内的澄清方式为自然澄清并且澄清时间为大于120min；在所述的多介质过滤器内装填有滤料，该滤料为精制石英砂，并且该精制石英砂的装填分为上中下三层，该上中下三层石英砂的粒径是自下而上缩小的。
在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤(1)和(2)中所述的微电场采用的极板材质包括铁极板、钛钌铱合金极板、钛铱钽合金极板、钛镍钴合金极板中一种或几种；在所述一级反应池中，所述铁电极面积占总电极面积10％-20％，剩余采用的电极板为钛钌铱合金极板、钛铱钽合金极板、钛镍钴合金极板中一种或多种；在所述二级反应池中，铁电极面积占总电极面积5％-10％，剩余采用的电极板为钛钌铱合金极板、钛铱钽合金极板、钛镍钴合金极板中一种或多种。
在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述微电场的输入电压为1-2.5V；输入电流为1-3A；极板电流密度为0.01-0.1mA/cm2，极板间距为5-25cm。
本发明提供的技术方案的技术效果在于：由于仅由将硝酸根还原为亚硝酸根、亚硝酸根还原为氮气和后处理三个步骤而可达到将化工高盐废水分盐母液中的硝酸根去除的目睥，因而得以体现工艺流程的简练性、处理成本的廉价性、满足高盐废水无杂化处理要求并且为处理后的母液的资源化利用奠定良好的基础。此外，由于采用微电场反应池，输入的电压、电流分别为1-2.5V和1-3A，因而既能耗低，又确保安全；加入催化剂、缓冲剂和还原剂，能显著提高处理效率；能适用对于含盐率大于20wt％并且硝酸根含量为2000-5000mg/L的废水进行处理；在微电场条件下得以尽可能避免析氯而造成电化学腐蚀；工艺流程短、常压常温反应、所需药剂来源广并且均为常规原料。
（发明人：俞德仁;叶涛;邓茂盛;秦秀兰;冯党卫）