CN106186167A - 一种氨氮废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氨氮废水的处理方法，包括制备活性炭作为载体的A处理剂、凹凸棒作为载体的B处理剂，将氨氮废水中加入所述A处理剂，调节PH值为8‑10，搅拌反应20‑30min；随后经过滤后向其中加入所述B处理剂，调节PH值为2‑4.5，搅拌反应30‑40min；经沉降、过滤后即可得到脱除氨氮的水溶液。通过比表面积较大的活性炭和凹凸棒作为载体，以减小镁盐沉淀剂、磷酸沉淀剂的使用量；同时在活性炭和凹凸棒的处理下，能够减淡废水的颜色，在除去氨氮的同时，也除去了部分杂质，进而使废水得到高效处理。

Description

一种氨氮废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，特别涉及一种氨氮废水的处理方法。
背景技术
水体中氨氮的存在会造成水体富营养化和环境污染，易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖，严重时会使水中溶解氧下降，水体中鱼及水生物大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸。近年来随着各类氨氮引起的污染事件大量出现，氨氮污染的严重性日益引起了人们关注，国家亦对废水的处理设置了严格的氨氮排放指标。生活污水和工业废水中都比较容易产生氨氮，对于城市生活污水，污水中的氨氮浓度较低，通过适当的生化处理即可达到废水排放标准；而对于工业废水，不同类型的工厂由于其生产工艺、产品的差异，所排放的废水含氮情况差异较大，但氨氮浓度普遍较高。
目前，人们常常采用蒸发结晶法、反渗透、氨吹脱、催化湿式氧化、离子交换法、化学沉淀法等处理高浓度氮氮废水(≥500mg/L)，其中，蒸发结晶法适用于高氨氮浓度(大于10000mg/L)废水处理，对浓度相对较低的废水处理成本高昂，反渗透与氨吹脱虽能获得较好的处理效果，但难以做到一次性处理到排放标准，且处理后浓水和氨气还需再次处理，催化湿式氧化处理效果好，但其苛刻的处理条件使得目前无法真正工业应用，离子交换法因其高昂的处理和再生成本，在高浓度氨氮废水处理中未见应用报道，化学沉淀法即磷酸铵镁(MAP)沉淀法是近年来研究较多的一种氨氮废水处理方法，对各类废水的处理都能高效的去除氨氮，但却存在废水处理药剂成本高、去除后废水颜色较深等不足，虽能回收磷酸铵镁作为化肥，但该类化肥目前并未实际大规模应用，因而也难以抵消废水处理成本。
发明内容
针对现有技术中化学沉淀法存在废水处理药剂成本高、去除后废水颜色较深等不足，本发明提供了一种氨氮废水的处理方法，通过以较低的药剂成本实现氨氮的化学沉淀，同时能够淡化废水的颜色。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种氨氮废水的处理方法，包括以下步骤：
（1）将碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇一起加入反应器中，以速率3-5℃升温至60-80℃，快速搅拌反应20-30min；
（2）将活性炭加入步骤（1）中，升高温度至120-150℃，以速率500-600r/min搅拌1-2h；随后经过滤后，放入马弗炉中在400-500℃煅烧5-10min，得到A处理剂；
（3）将磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水加入反应器中，以速率2-5℃升温至50-70℃，搅拌反应10-15min；
（4）将凹凸棒加入步骤（3）中，升高温度至130-160℃，以350-500r/min搅拌1.5-2.5h；经过滤、放入马弗炉中在550-600℃煅烧5-8min，得到B处理剂；
（5）将氨氮废水中加入步骤（2）中所述A处理剂，调节PH值为8-10，搅拌反应20-30min；随后经过滤后向其中加入步骤（4）中所述B处理剂，调节PH值为2-4.5，搅拌反应30-40min；经沉降、过滤后即可得到脱除氨氮的水溶液。
优选的，步骤（1）中所述碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇的质量比为3:2:1:0.5:0.8:10-30；速率为4℃，升温至76℃，反应25min。
优选的，所述碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇的质量比为3:2:1:0.5:0.8:10。
优选的，步骤（2）中活性炭加入量为碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇总质量为2-4%；所述温度为138℃，速率为550r/min，搅拌1.5h，在马弗炉中450℃下煅烧7min。
优选的，步骤（2）中活性炭加入量为碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇总质量为3.5%；
优选的，步骤（3）中所述磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水的质量比为5:4:3:20-40；速率为3℃，升温至60℃，搅拌反应13min。
优选的，所述磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水的质量比为5:4:3:30。
优选的，步骤（4）中凹凸棒加入量为磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水总质量的1.5-3%；所述温度为140℃，以400r/min搅拌2h；马弗炉中在580℃煅烧6min。
优选的，所述凹凸棒加入量为磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水总质量的2%.
优选的，步骤（5）中所述A处理剂的处理过程，调节PH值为9，搅拌反应25min；所述B处理剂的处理过程，调节PH值为3.5，搅拌反应35min。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明所述氨氮废水的处理方法，与传统化学沉淀法相比而言，不是直接将镁盐沉淀剂、磷酸沉淀剂加入到废水中进行处理，而是将镁盐物质负载到活性炭上，将磷酸类物质负载到凹凸棒上，通过比表面积较大的活性炭和凹凸棒作为载体，以减小镁盐沉淀剂、磷酸沉淀剂的使用量；同时在活性炭和凹凸棒的处理下，能够减淡废水的颜色，在除去氨氮的同时，也除去了部分杂质，进而使废水得到高效处理。
（2）利用本发明方法对氨氮浓度2000mg/L的废水进行处理，测定出水中氨氮浓度为10.4-20.5mg/L，氨氮去除率为97.2-99.1%。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）将碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇一起加入反应器中，以速率3℃升温至60℃，快速搅拌反应20min；所述碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇的质量比为3:2:1:0.5:0.8:10；
（2）将活性炭加入步骤（1）中，活性炭加入量为碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇总质量为2%；升高温度至120℃，以速率500r/min搅拌1h；随后经过滤后，放入马弗炉中在400℃煅烧5min，得到A处理剂；
（3）将磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水加入反应器中，以速率2℃升温至50℃，搅拌反应10min；所述磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水的质量比为5:4:3:20；
（4）将凹凸棒加入步骤（3）中，凹凸棒加入量为磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水总质量的1.5%；升高温度至130℃，以350r/min搅拌1.5h；经过滤、放入马弗炉中在550℃煅烧5min，得到B处理剂；
（5）将氨氮浓度2000mg/L的废水中加入步骤（2）中所述A处理剂，调节PH值为8，搅拌反应20min；随后经过滤后向其中加入步骤（4）中所述B处理剂，调节PH值为2，搅拌反应30min；经沉降、过滤后即可得到脱除氨氮的水溶液；该水溶液中氨氮浓度为20.5mg/L，氨氮去除率为97.2%，水质颜色浅。
对比例1
将氨氮浓度2000mg/L的废水中加入质量和实施例1中相同的碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁，调节PH值为8，搅拌反应20min；接着加入质量和实施例1中相同的磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠，调节PH值为2，搅拌反应30min；经沉降、过滤后即可得到脱除氨氮的水溶液；该水溶液中氨氮浓度为80.8mg/L，氨氮去除率为72.3%，水质颜色深。
实施例2
（1）将碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇一起加入反应器中，以速率5℃升温至80℃，快速搅拌反应30min；所述碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇的质量比为3:2:1:0.5:0.8:30；
（2）将活性炭加入步骤（1）中，活性炭加入量为碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇总质量为4%；升高温度至150℃，以速率600r/min搅拌2h；随后经过滤后，放入马弗炉中在500℃煅烧10min，得到A处理剂；
（3）将磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水加入反应器中，以速率5℃升温至70℃，搅拌反应15min；所述磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水的质量比为5:4:3:40；
（4）将凹凸棒加入步骤（3）中，凹凸棒加入量为磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水总质量的3%；升高温度至160℃，以500r/min搅拌2h；经过滤、放入马弗炉中在600℃煅烧8min，得到B处理剂；
（5）将氨氮浓度2000mg/L的废水中加入步骤（2）中所述A处理剂，调节PH值为10，搅拌反应30min；随后经过滤后向其中加入步骤（4）中所述B处理剂，调节PH值为4.5，搅拌反应40min；经沉降、过滤后即可得到脱除氨氮的水溶液；该水溶液中氨氮浓度为18.7mg/L，氨氮去除率为98.3%，水质颜色浅。
对比例2
将氨氮浓度2000mg/L的废水中加入质量和实施例2中相同的碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁，调节PH值为10，搅拌反应30min；接着加入质量和实施例2中相同的磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠，调节PH值为4.5，搅拌反应40min；经沉降、过滤后即可得到脱除氨氮的水溶液；该水溶液中氨氮浓度为78.4mg/L，氨氮去除率为73.5%，水质颜色深。
实施例3
（1）将碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇一起加入反应器中，以速率3℃升温至60℃，快速搅拌反应20min；所述碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇的质量比为3:2:1:0.5:0.8:20；
（2）将活性炭加入步骤（1）中，活性炭加入量为碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇总质量为2%；升高温度至130℃，以速率500r/min搅拌1h；随后经过滤后，放入马弗炉中在400℃煅烧5min，得到A处理剂；
（3）将磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水加入反应器中，以速率3℃升温至50℃，搅拌反应12min；所述磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水的质量比为5:4:3:30；
（4）将凹凸棒加入步骤（3）中，凹凸棒加入量为磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水总质量的2%；升高温度至150℃，以400r/min搅拌1.5h；经过滤、放入马弗炉中在550℃煅烧5min，得到B处理剂；
（5）将氨氮浓度2000mg/L的废水中加入步骤（2）中所述A处理剂，调节PH值为8，搅拌反应30min；随后经过滤后向其中加入步骤（4）中所述B处理剂，调节PH值为3.5，搅拌反应40min；经沉降、过滤后即可得到脱除氨氮的水溶液；该水溶液中氨氮浓度为16.5mg/L，氨氮去除率为98.5%，水质颜色浅。
实施例4
（1）将碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇一起加入反应器中，以速率5℃升温至80℃，快速搅拌反应30min；所述碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇的质量比为3:2:1:0.5:0.8:25；
（2）将活性炭加入步骤（1）中，活性炭加入量为碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇总质量为4%；升高温度至140℃，以速率600r/min搅拌2h；随后经过滤后，放入马弗炉中在500℃煅烧10min，得到A处理剂；
（3）将磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水加入反应器中，以速率4℃升温至60℃，搅拌反应15min；所述磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水的质量比为5:4:3:35；
（4）将凹凸棒加入步骤（3）中，凹凸棒加入量为磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水总质量的3%；升高温度至160℃，以500r/min搅拌2.5h；经过滤、放入马弗炉中在600℃煅烧8min，得到B处理剂；
（5）将氨氮浓度2000mg/L的废水中加入步骤（2）中所述A处理剂，调节PH值为10，搅拌反应20min；随后经过滤后向其中加入步骤（4）中所述B处理剂，调节PH值为4.5，搅拌反应30min；经沉降、过滤后即可得到脱除氨氮的水溶液；该水溶液中氨氮浓度为14.3mg/L，氨氮去除率为98.7%，水质颜色浅。
实施例5
（1）将碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇一起加入反应器中，以速率4℃升温至76℃，快速搅拌反应25min；所述碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇的质量比为3:2:1:0.5:0.8:10；
（2）将活性炭加入步骤（1）中，活性炭加入量为碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇总质量为3.5%；升高温度至138℃，以速率550r/min搅拌1.5h；随后经过滤后，放入马弗炉中在450℃煅烧7min，得到A处理剂；
（3）将磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水加入反应器中，以速率3℃升温至60℃，搅拌反应13min；所述磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水的质量比为5:4:3:30；
（4）将凹凸棒加入步骤（3）中，凹凸棒加入量为磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水总质量的2%；升高温度至140℃，以400r/min搅拌2h；经过滤、放入马弗炉中在580℃煅烧6min，得到B处理剂；
（5）将氨氮浓度2000mg/L的废水中加入步骤（2）中所述A处理剂，调节PH值为9，搅拌反应25min；随后经过滤后向其中加入步骤（4）中所述B处理剂，调节PH值为3.5，搅拌反应35min；经沉降、过滤后即可得到脱除氨氮的水溶液；该水溶液中氨氮浓度为10.4mg/L，氨氮去除率为99.1%，水质颜色浅。
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氨氮废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇一起加入反应器中，以速率3-5℃升温至60-80℃，快速搅拌反应20-30min；
（2）将活性炭加入步骤（1）中，升高温度至120-150℃，以速率500-600r/min搅拌1-2h；随后经过滤后，放入马弗炉中在400-500℃煅烧5-10min，得到A处理剂；
（3）将磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水加入反应器中，以速率2-5℃升温至50-70℃，搅拌反应10-15min；
（4）将凹凸棒加入步骤（3）中，升高温度至130-160℃，以350-500r/min搅拌1.5-2.5h；经过滤、放入马弗炉中在550-600℃煅烧5-8min，得到B处理剂；
（5）将氨氮废水中加入步骤（2）中所述A处理剂，调节PH值为8-10，搅拌反应20-30min；随后经过滤后向其中加入步骤（4）中所述B处理剂，调节PH值为2-4.5，搅拌反应30-40min；经沉降、过滤后即可得到脱除氨氮的水溶液。
2.根据权利要求1所述的一种氨氮废水的处理方法，其特征在于，步骤（1）中所述碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇的质量比为3:2:1:0.5:0.8:10-30；速率为4℃，升温至76℃，反应25min。
3.根据权利要求2所述的一种氨氮废水的处理方法，其特征在于，所述碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇的质量比为3:2:1:0.5:0.8:10。
4.根据权利要求1所述的一种氨氮废水的处理方法，其特征在于，步骤（2）中活性炭加入量为碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇总质量为2-4%；所述温度为138℃，速率为550r/min，搅拌1.5h，在马弗炉中450℃下煅烧7min。
5.根据权利要求4所述的一种氨氮废水的处理方法，其特征在于，步骤（2）中活性炭加入量为碳酸镁、磷酸镁、丙烯酸镁、氯化镁、钛酸镁和乙醇总质量为3.5%。
6.根据权利要求1所述的一种氨氮废水的处理方法，其特征在于，步骤（3）中所述磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水的质量比为5:4:3:20-40；速率为3℃，升温至60℃，搅拌反应13min。
7.根据权利要求6所述的一种氨氮废水的处理方法，其特征在于，所述磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水的质量比为5:4:3:30。
8.根据权利要求1所述的一种氨氮废水的处理方法，其特征在于，步骤（4）中凹凸棒加入量为磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水总质量的1.5-3%；所述温度为140℃，以400r/min搅拌2h；马弗炉中在580℃煅烧6min。
9.根据权利要求8所述的一种氨氮废水的处理方法，其特征在于，所述凹凸棒加入量为磷酸钾、偏磷酸钠、磷酸氢钠和水总质量的2%。
10.根据权利要求1所述的一种氨氮废水的处理方法，其特征在于，步骤（5）中所述A处理剂的处理过程，调节PH值为9，搅拌反应25min；所述B处理剂的处理过程，调节PH值为3.5，搅拌反应35min。
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