CN102139944A - 一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法，属于污水处理领域。其步骤为：(1)将硫酸铁投加到高浓度氨氮废水中，摩尔比氨氮:硫酸铁为0.1:0.15～0.3；(2)升温至50～95℃，调整其pH值为1～4，在搅拌下维持上述pH值反应3～12小时。本发明将溶液中的高浓度氨氮去除。黄铵铁矾晶体经过干燥热解后，分解产物为Fe2(SO4)3和氨气。Fe2(SO4)3可以重复利用，氨气可以用作肥料的原料。黄铵铁矾晶体也可作为一种黄色颜料使用。本方法采用化学沉淀法去除废水中高浓度的氨氮，避免了生物法去除高浓度氨氮时需要稀释，以及复杂的硝化反硝化过程，实现了高浓度氨氮的一步沉淀去除。

Description

一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法
技术领域
本发明涉及一种处理高浓度氨氮废水方法，更具体的说是一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法。
背景技术
氨氮废水的大量排放已引起环保领域和全球范围的重视。氨氮废水的超标排放容易引水中藻类和其他微生物大量繁殖，导致水体富营养化，除了使水中有异味外，严重时会降低水中溶解氧，使得鱼虾死亡；氨氮还会增大给水消毒和工业循环水杀菌处理的用氯量，造成自来水厂运行困难；对某些金属，特别是对铜具有腐蚀性。
目前，处理高浓度氨氮废水的方法主要有吹脱法、催化湿式氧化、离子交换法、化学沉淀法等。吹脱汽提法流程简单，但是需要在碱性条件下进行，有较高的能耗和碱耗，并且汽提塔内容易结垢。催化湿式氧化具有净化效率高、流程简单、占地面积小等优点，但催化剂容易流失。磷酸铵镁沉淀法运行成本过高，虽能回收磷酸铵镁作为化肥使用，但其受地域和市场限制，未能广泛应用，且引入了新的污染物磷，带来二次污染的风险。离子交换法处理高浓度氨氮废水时，树脂需要频繁再生，处理和再生成本较高。
硫酸铁是一种常用的无机混凝剂，具有较强的絮凝作用，由于其比铝盐重，故形成的絮体更易沉淀。硫酸铁在常温下作为混凝剂使用时，对重金属离子、有机物有较好的去除效果，但去除氨氮效果不明显。随着反应温度的上升，硫酸铁与铵根反应生成黄铵铁矾沉淀，从而去除废水中的氨氮。目前利用硫酸铁通过生成黄铵铁矾类物质去除废水中的高浓度氨氮方面的研究和应用未见文献报道和专利公开。
发明内容
1. 发明要解决的技术问题
针对高浓度氨氮废水处理工艺复杂、处理成本高、二次污染的风险的问题，本发明提供了一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法，利用硫酸铁混凝剂作为药剂，提高反应温度，将废水中的氨氮转化为黄铵铁矾沉淀，通过固液分离从而将废水中的高浓度氨氮去除，为后续深度去除水中的氨氮创造有利条件。
2. 技术方案
本发明的原理是，在含氨氮废水中投加硫酸铁，加热到50-95℃，使氨氮转变为沉淀而达到去除的目的。反应方程式为：
(NH4)2SO4+3Fe2(SO4)3+ 12H2O→2NH4Fe3(SO4)2(OH) 6+ 6H2SO4
本发明的技术方案为：
一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法，其步骤为：
(1) 将硫酸铁投加到高浓度氨氮废水中，摩尔比氨氮:硫酸铁为0.1:0.15～0.3；
(2) 升温至50～95℃，调整其pH值为1～4，在搅拌下维持上述pH值反应3～12小时。
步骤（1）中高浓度氨氮废水中的氨氮含量为700 mg/L以上。
最终产生黄铵铁矾沉淀，固液分离后高浓度氨氮得到去除。
通过投加硫酸铁，高浓度氨氮废水中的铵离子得到有效去除，出水中残余的氨氮可以通过常规污水处理工艺得到有效地去除。
3.  有益效果
本发明提供了一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法。将硫酸铁与氨氮反应生成沉淀，然后固液分离，高浓度氨氮废水中的大部分氨氮得到去除，为后续利用常规方法处理创造了有利条件。主要益处有：
1）硫酸铁是常规的水处理混凝剂，来源广，价格低；
2）方法简单，生成的黄铵铁矾为晶体，容易固液分离；
3）产物黄铵铁矾是一种良好的黄色颜料，有良好的利用价值；
4）黄铵铁矾有较强的吸附能力，可去除废水中有毒有害重金属元素；
5）黄铵铁矾高温分解后得到的硫酸铁可以重复利用，得到的氨气可以制作氮肥。
本发明方法去除氨氮效率高，反应速度快，工艺简单，二次污染风险低。通过黄铵铁矾晶体的利用成本也可降低，实现废物再利用。
具体实施方式
实施例1
反应池中氨氮废水的氨氮浓度为2800mg/L，向废水中投加硫酸铁，反应体系中各成分的摩尔比为氨氮:硫酸铁=0.1:0.3，加热至50～95℃，然后投加碳酸钙调整其pH值为1～3，在搅拌条件下反应6小时，废水中的氨氮浓度降低为531 mg/L，氨氮去除率为81%。
实施例2
反应池中氨氮废水的氨氮浓度为2800mg/L，向废水中投加硫酸铁，反应体系中各成分的摩尔比为氨氮:硫酸铁=0.1:0.15，加热至50～95℃，然后投加碳酸钙调整其pH值为1～3，在搅拌条件下反应6小时，废水中的氨氮浓度降低为890 mg/L，氨氮去除率为68%。
实施例3
反应池中废水为某垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液，氨氮浓度为1432 mg/L，向废水中投加硫酸铁，反应体系中各成分的摩尔比为氨氮:硫酸铁为0.1:0.2，加热至50～95℃，然后投加碳酸钙调整其pH值为1～3，在搅拌条件下反应6小时，废水中的氨氮浓度降低为523 mg/L，氨氮去除率为65%。
实施例4
反应池中废水为某皮革厂产生的皮革废水，氨氮浓度为706 mg/L，向废水中投加硫酸铁，反应体系中各成分的摩尔比为氨氮：硫酸铁为0.1:0.25，加热至50～95℃，然后投加碳酸钙调整其pH值为1～3，在搅拌条件下反应6小时，废水中的氨氮浓度降低为256 mg/L，氨氮去除率为64%。

Claims (2)

1.一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法，其步骤为：
(1) 将硫酸铁投加到高浓度氨氮废水中，摩尔比氨氮:硫酸铁为0.1:0.15～0.3；
(2) 升温至50～95℃，调整其pH值为1～4，在搅拌下维持上述pH值反应3～12小时。
2.根据权利书要求1所述的处理高浓度氨氮废水的方法，其特征在于步骤（1）中高浓度氨氮废水中的氨氮含量为700 mg/L以上。
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