CN102001721B - 一种处理氨氮废水的方法 - Google Patents
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Abstract
一种处理氨氮废水的方法，包括在微波场辐照进行脱除氨氮；在脱除氨氮处理之前，顺序进行测量氨氮废水的氨氮浓度和添加改性活性炭的操作，改性活性炭与氨氮废水中的氨氮质量比为2-212∶1，加入了改性活性炭的氨氮废水形成液固混合液；所述液固混合液在微波场辐照脱除氨氮。所述改性活性炭为由氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钠、氯化钾、九水硅酸钠、盐酸和硫酸的一种或者几种对活性炭进行改性处理的活性炭。所述微波场辐照脱除氨氮的时间为为4-15分钟，温度为摄氏50-117度。本发明的方法还可以通过固载改性活性炭的方法，对废水进行连续处理。本发明具有以下优点：工艺科学合理，操作简单易行，投资和运行成本低，去除效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理技术，特别是涉及一种利用微波场处理氨氮废水的方法。
背景技术
很多的工业过程中都能产生氨氮废水，如食品加工、皮革制造业和催化剂的制备等，特别是在催化剂的制备过程中直接加入氨水。大量的高浓度氨氮废水被排放出去的严重后果是：江河湖泊出现水华、海洋出现赤潮。这些现象会导致水体缺氧、鱼类死亡等，同时降低了水体的自净能力，严重危害了人类的生存环境。因此，世界各国非常重视对水污染的治理。
目前氨氮废水的处理方法有物理方法、化学法和微生物处理法。物理方法主要是反渗透、土地灌溉等措施，适合处理低浓度的氨氮废水。化学法主要有化学沉淀、吹脱法等技术，其中的化学沉淀法要加入沉淀剂，从而引入其他药剂，并产生了固体废物，造成二次污染；现在许多工业上用吹脱的工艺来处理氨氮废水，此工艺用于高浓度的氨氮废水处理效果明显，但此法使用的设备大，消耗大量的蒸汽，运行成本高，而且只适于高浓度的氨氮废水的处理。生物法处理氨氮废水要求水力停留时间要30小时左右，处理时间过长，长时间不流动的水质遗留的问题更多。吸附法也是使用较多的处理氨氮废水的方法，适用于低浓度的氨氮废水处理，保加利亚科学院等用斜发沸石对250mg/L以下的低浓度氨氮废水进行吸附，去除率在80％左右(Paunka Vassileva，DimitrinkaVoikova，Journal of Hazardous Materials 170(2009)948-953)。
近几年由于微波技术的引入，许多的研究者用微波直接辐射处理废水。如《Journal of Hazardous Materials 168(2009)》第862-867页，公开了华中科技大学和环境科学研究所的林莉、陆晓华、袁松虎的《用微波直接辐射处理焦化厂氨氮废水》，其去除的最好效率在85％左右。其不足之处是：效率低，成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种成本低、效率高的，在微波场作用下处理氨氮废水的方法。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现：包括在微波场辐照进行脱除氨氮；在脱除氨氮处理之前，顺序进行测量氨氮废水的氨氮浓度和添加改性活性炭的操作，改性活性炭与氨氮废水中的氨氮质量比为2-212∶1，加入了改性活性炭的氨氮废水形成液固混合液；所述液固混合液在微波场辐照脱除氨氮。
所述改性活性炭为由氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钠、氯化钾、九水硅酸钠、盐酸和硫酸的一种或者几种对活性炭进行改性处理的活性炭。
所述微波场辐照脱除氨氮的时间为为4-15分钟，温度为摄氏50-117度。
所述微波场辐照脱除氨氮的时间为为6-10分钟，温度为摄氏90-110度。
本发明的目的还可以通过下述另外一种技术方案予以实现：包括在微波场辐照进行脱除氨氮；所述微波场中固载改性活性炭，氨氮废水连续流过载有改性活性炭的微波场辐照脱除氨氮，辐照时间为4-15分钟。
所述改性活性炭为由氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钠、氯化钾、九水硅酸钠、盐酸和硫酸的一种或者几种对活性炭进行改性处理的活性炭。
所述微波场辐照脱除氨氮的温度为摄氏50-117度。
所述微波场辐照脱除氨氮的温度为摄氏90-110度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：工艺科学合理，操作简单易行，投资和运行成本低，去除效率高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
本方法包括在微波场辐照进行脱除氨氮；在脱除氨氮处理之前，顺序进行测量氨氮废水的氨氮浓度和添加改性活性炭的操作，改性活性炭与氨氮废水中的氨氮质量比为2-212∶1，加入了改性活性炭的氨氮废水形成液固混合液；所述液固混合液在微波场辐照脱除氨氮。
所述改性活性炭为由氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钠、氯化钾、九水硅酸钠、盐酸和硫酸的一种或者几种对活性炭进行改性处理的活性炭。
所述微波场辐照脱除氨氮的时间为为4-15分钟，温度为摄氏50-117度。
所述微波场辐照脱除氨氮的时间为为6-10分钟，温度为摄氏90-110度。
还有一种处理氨氮废水的方法，该方法包括在微波场辐照进行脱除氨氮；其特征在于：所述微波场中固载改性活性炭，氨氮废水连续流过载有改性活性炭的微波场辐照脱除氨氮，辐照时间为4-15分钟。
所述改性活性炭为由氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钠、氯化钾、九水硅酸钠、盐酸和硫酸的一种或者几种对活性炭进行改性处理的活性炭。
所述微波场辐照脱除氨氮的温度为摄氏50-117度。
所述微波场辐照脱除氨氮的温度为摄氏90-110度。
在以下实施例中，所述改性活性炭为由氢氧化钠和九水硅酸钠进行改性处理的活性炭。
实施例1：氨氮废水的氨氮浓度为5000mg/L，初始体积为100mL，加入8.0g改性活性炭，放入微波功率为600W，温度为117℃的微波反应器中辐射8min，测定出水氨氮浓度为227mg/L，体积为20mL左右，处理前废水中NH3-N绝对含量为500mg，处理后废水中NH3-N绝对含量为4.54mg，氨氮去除率为99.09％。
实施例2：氨氮废水的氨氮浓度为2000mg/L，初始体积为100mL，加入6.0克的改性活性炭，放入微波功率为600W，温度为117℃的微波反应器中辐射8min，测定出水氨氮浓度为30.2mg/L，体积为30mL左右，氨氮去除率为98.5％。
实施例3：氨氮浓度为1000mg/L，初始体积为100mL，加入1.5g的改性活性炭，放入微波功率为500W，温度为117℃的微波反应器中辐射6min，测定出水氨氮浓度为11.4mg/L，体积为50mL左右，氨氮去除率为98.6％。
实施例4：氨氮浓度为500mg/L，初始体积为100mL，加入1.5g的改性活性炭，放入微波功率为450W，温度为117℃的微波反应器中辐射6min，测定出水氨氮浓度为19.5mg/L。
实施例5：氨氮浓度为500mg/L，加入1.5g的改性活性炭，放入微波功率为500W，温度为115℃的微波反应器中辐射6min，测定出水氨氮浓度为17.5mg/L。
实施例6：氨氮浓度为500mg/L，加入1.5g的改性活性炭，放入微波功率为500W，温度为115℃的微波反应器中辐射8min，测定出水氨氮浓度为4mg/L，达到一级排放标准。
实施例7：氨氮浓度为456mg/L，加入1.5g的改性活性炭，放入微波功率为450W，温度为117℃的微波反应器中辐射6min，测定出水氨氮浓度为13.7mg/L。
实施例8：氨氮浓度为303mg/L，加入1.5g的改性活性炭，放入微波功率为600W，温度为117℃的微波反应器中辐射6min，测定出水氨氮浓度为0.6mg/L。
实施例9：氨氮浓度为285mg/L，加入1.5g的改性活性炭，放入微波功率为600W，温度为117℃的微波反应器中辐射6min，测定出水氨氮浓度为0.74mg/L。
实施例10：从催化剂厂取得的氨氮废水浓度为541mg/L，初始pH值为5.13，加入1.5g的改性活性炭，放入微波功率为400W的微波反应器中辐射10min，检测出水氨氮浓度为2.65mg/L，达到一级排放标准。
实施例11：从催化剂厂取得的氨氮废水浓度为527mg/L，初始pH值为5.84，加入1.5g的改性活性炭，放入微波功率为600W的微波反应器中辐射6min，检测出水氨氮浓度为7.378mg/L，达到一级排放标准。
实施例12：从催化剂厂取得的氨氮废水浓度为70.7mg/L，初始pH值为6.06，加入1.5g的改性活性炭，放入微波功率为600W的微波反应器中辐射6min，检测出水氨氮浓度为3.535mg/L，达到一级排放标准。
以下是对照例：
对照例1：氨氮浓度500mg/L，不调节pH值，不加入改性活性炭，直接放入微波功率为450W，温度为117℃的微波反应器中辐射6min，氨氮几乎没有去除。
对照例2：氨氮浓度500mg/L，调节pH值为9.0，不加入改性活性炭，直接放入微波功率为450W，温度为117℃的微波反应器中辐射6min，氨氮去除率为15.2％。
对照例3：氨氮浓度500mg/L，加入1.5g的改性活性炭，放入油浴锅内加热6min，氨氮去除率为69.6％。
对照例4：氨氮浓度500mg/L，加入1.5g未改性活性炭，放入微波功率为600W，温度为117℃的微波反应器中辐射6min。
对照例5：氨氮浓度为5000mg/L，初始体积为100mL，不加改性活性炭，调节pH值为11.00，放入微波功率为600W，温度为117℃的微波反应器中辐射8min，测定出水氨氮浓度为1625mg/L，氨氮去除率为67.5％。
本说明的方法的最好去除率达到99.09％，明显高于现有技术的处理效果。
上述实施例和对照例的数据对比结果参见表1和表2。
表1、表2说明：
处理前含量：是指处理前NH3-N的含量，单位为mg/L。
残余含量：是指处理后NH3-N的含量，单位为mg/L。
去除率：是指处理后，处理前废水中NH3-N绝对含量与处理后废水中NH3-N的绝对含量之差，再与处理前废水中NH3-N绝对含量的百分比。单位％。由于水的蒸发，实际废水出水浓度有所提高。
表1
| 序号 | 条件 | 处理前含量 | 残余含量 | 去除率 |
| 实施例1 | 微波+改性活性炭 | 5000 | 227 | 99.09 |
| 实施例2 | 微波+改性活性炭 | 2000 | 0.96 | 99.95 |
| 实施例3 | 微波+改性活性炭 | 1000 | 0.57 | 99.04 |
| 实施例5 | 微波+改性活性炭 | 500 | 17.5 | 96.5 |
| 实施例7 | 微波+改性活性炭 | 303 | 0.6 | 99.8 |
| 对照例1 | 无活性炭 | 500 | 500 | 0 |
| 对照例2 | 无活性炭，pH值9.0 | 500 | 424 | 15.2 |
| 对照例3 | 油浴+改性活性炭 | 500 | 152 | 69.6 |
| 对照例4 | 微波+未改性活性炭 | 500 | 556.2 | —— |
| 对照例5 | 微波，pH值11.0 | 5000 | 1625 | 67.5 |
表2：催化剂厂取得的氨氮废水
| 序号 | 条件 | 处理前含量 | 残余含量 | 去除率 |
| 实施例10 | 微波+改性活性炭 | 541 | 2.65 | 99.5 |
| 实施例11 | 微波+改性活性炭 | 527 | 7.378 | 98.6 |
| 实施例12 | 微波+改性活性炭 | 70.7 | 3.535 | 95.0 |
Claims (6)
1.一种处理氨氮废水的方法，包括在微波场辐照进行脱除氨氮；其特征在于：在脱除氨氮处理之前，顺序进行测量氨氮废水的氨氮浓度和添加改性活性炭的操作，改性活性炭与氨氮废水中的氨氮质量比为2-212∶1，加入了改性活性炭的氨氮废水形成液固混合液；所述液固混合液在微波场辐照脱除氨氮；所述改性活性炭为由氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钠、氯化钾、九水硅酸钠、盐酸和硫酸的一种或者几种对活性炭进行改性处理的活性炭。
2.根据权利要求1所述的处理氨氮废水的方法，其中，所述微波场辐照脱除氨氮的时间为4-15分钟，温度为摄氏50-117度。
3.根据权利要求1所述的处理氨氮废水的方法，其中，所述微波场辐照脱除氨氮的时间为6-10分钟，温度为摄氏90-110度。
4.一种处理氨氮废水的方法，包括在微波场辐照进行脱除氨氮；其特征在于：所述微波场中固载改性活性炭，氨氮废水连续流过载有改性活性炭的微波场辐照脱除氨氮，辐照时间为4-15分钟；所述改性活性炭为由氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钠、氯化钾、九水硅酸钠、盐酸和硫酸的一种或者几种对活性炭进行改性处理的活性炭。
5.根据权利要求4所述的处理氨氮废水的方法，其中，所述微波场辐照脱除氨氮的温度为摄氏50-117度。
6.根据权利要求4所述的处理氨氮废水的方法，其中，所述微波场辐照脱除氨氮的温度为摄氏90-110度。
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