CN108033592A - 一种高氨氮废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种高氨氮废水的处理方法，包括以下步骤：(1)将氨氮浓度为1000～5000mg/L的氨氮废水中投入改性粉煤灰搅拌混匀，反应60～90min，所述改性粉煤灰的投入量为每升氨氮废水3～5g；(2)然后升温40～45℃，调节废水pH值为6.3～6.5，加入晶体氯化亚铁搅拌30～60min，接着加入2～3％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸盐搅拌60～90min(3)将经步骤(2)处理后的高氨氮废水通过微滤膜进行过滤，微滤膜滤后出水即为脱除氨氮后的废水。本发明的优点在于氨氮去除率高、投资小、运行成本低、稳定性高。

Description

一种高氨氮废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法，具体涉及一种高氨氮废水的处理方法。
背景技术
近年来，随着我国国民经济的迅速发展，工业生产过程中产生了大量的“三 废”，给我们赖以生存的生态环境带来了严重的威胁，其中工业废水中有一类 高氨氮废水，这些废水存在来源广、成分复杂、排放量大、生化性差、处理难 度大等问题，使得氨氮废水的污染及其治理一直受到全世界环保领域的高度重 视。基于可持续发展观念，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，还要追求节能减耗、避免二次污染、充分回收有价值的氮资 源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的比较理想的技 术发展方向。
目前，处理高氨氮废水的方法主要有汽提法和磷酸铵镁沉淀法。其中，汽 提法比较适合于处理1000mg/L以上的高浓度氨氮废水，但是常规的汽提废水脱 氮技术蒸汽消化量大，处理废水单耗较高。磷酸铵镁沉淀法具有工艺简单、操 作简便、反应速度快、不受温度影响、设备投资较少，一定程度上降低了处理 费用，但脱氮效率低，用药量大、成本较高。近年来，现有技术特采用了间歇 超声技术降解高浓度氨氮，成本较高，氨氮去除率低。例如CN 101624245公开 了一种高浓度有机氨氮废水的处理方法，尽管提高了超声波的空化效应,优化了 反应传质,降低了有机废水超声处理的能耗,但是有机氨氮的去除效率低，且调节pH为7～13将消耗大量碱，产生大量氢氧化物沉淀，也更容易导致钙镁的 沉淀结垢，容易造成堵塞的问题，难以长期稳定运行，同时也不适用于实际工 业化中大量氨氮废水的处理。因此，探索开发一种成本低、工艺简单且脱氮效 率高的高氨氮废水的处理方法必将是氨氮废水处理的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种高氨氮废水的处理方法， 包括以下步骤：
(1)将氨氮浓度为1000～5000mg/L的氨氮废水中投入改性粉煤灰搅拌混匀， 反应60～90min，所述改性粉煤灰的投入量为每升氨氮废水3～5g；
(2)然后升温40～45℃，调节废水pH值为6.3～6.5，加入晶体氯化亚铁搅拌 30～60min，接着加入2～3％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸盐搅拌60～90min；其中， 晶体氯化亚铁，2～3％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸盐的投入量分别为每升氨氮废水 1～3g，50～100ml，1～3g；
(3)将经步骤(2)处理后的高氨氮废水通过微滤膜进行过滤，微滤膜滤后出 水即为脱除氨氮后的废水。
进一步，步骤(1)中，所述改性粉煤灰是将粉煤灰与1～2mol/L的弱碱性 无机盐溶液、30～40％过氧化氢、1mol/L饱和氯化钠按1∶3～5∶5～ 10∶3～5的固液比g∶ml配制成混合液，然后在50～60℃下微波反应20～ 30min，接着用去离子水清洗、95％乙醇清洗，最后在50～55℃恒温烘干，即 得改性粉煤灰。该改性粉煤灰首选通过弱碱性无机盐溶液、过氧化氢、饱和氯 化钠共同络合改性，促进形成规则晶体和球形颗粒，使得粉煤灰具有稳定选择 吸附氨氮的性能，然后利用微波反应提高了粉煤灰的比表面积，增大了吸附量。
进一步，所述粉煤灰为火力发电厂副产物Ⅱ级粉煤灰。
进一步，所述弱碱性无机盐为碳酸氢钠。
进一步，步骤(2)中，所述高铁酸盐为高铁酸钾或高铁酸钠。
进一步，步骤(3)中，所述微滤膜过滤方式为错流过滤。
本发明首先利用多空结构改性粉煤灰极大的比表面积显著地提高了对氨氮 的吸附效果，而且也达到了以废治废的效果，然后利用晶体氯化亚铁，壳聚糖 醋酸溶液，高铁酸盐三者的协同作用，构建一个具有超强吸附-絮凝能力和强氧 化能力的体系，达到高效去除废水中氨氮的效果，最后加之采用微滤膜代替沉 淀池减少氨氮废水处理占地面积，降低处理成本。由此，本发明各工序之间相 互联系、互为补充，极大地发挥了各个处理工序的优势，大大降低了氨氮废水 的处理成本，提高了去除氨氮的效果，增强了工序操作的稳定性，提高了去除 氨氮的实用性。
本发明的优点在于氨氮去除率高、投资小、运行成本低、稳定性高。
具体实施方式
下面将参照更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然显示了本公开的 示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐 述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公 开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例1
一种高氨氮废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)将氨氮浓度为1000mg/L的氨氮废水中投入改性粉煤灰搅拌混匀，反应 60min，所述改性粉煤灰的投入量为每升氨氮废水3g；其中，所述改性粉煤灰 是将火力发电厂副产物Ⅱ级粉煤灰与2mol/L的碳酸氢钠溶液、30％过氧化氢、 1mol/L饱和氯化钠按1∶5∶5∶5的固液比g∶ml配制成混合液，然后 在60℃下微波反应20min，接着用去离子水清洗、95％乙醇清洗，最后在50℃ 恒温烘干，即得改性粉煤灰；
(2)然后升温40℃，调节废水pH值为6.5，加入晶体氯化亚铁搅拌60min， 接着加入3％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸钾搅拌60min；其中，晶体氯化亚铁，3％ 壳聚糖醋酸溶液，高铁酸钾的投入量分别为每升氨氮废水1g，100ml，3g； (3)将经步骤(2)处理后的高氨氮废水通过微滤膜进行错流过滤，微滤膜滤 后出水即为脱除氨氮后的废水。
实施例2
一种高氨氮废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)将氨氮浓度为2000mg/L的氨氮废水中投入改性粉煤灰搅拌混匀，反应 90min，所述改性粉煤灰的投入量为每升氨氮废水5g；所述改性粉煤灰是将火 力发电厂副产物Ⅱ级粉煤灰与2mol/L的碳酸氢钠溶液、40％过氧化氢、1mol/L 饱和氯化钠按1∶3∶10∶3的固液比g∶ml配制成混合液，然后在50℃下 微波反应30min，接着用去离子水清洗、95％乙醇清洗，最后在55℃恒温烘干， 即得改性粉煤灰；
(2)然后升温45℃，调节废水pH值为6.3，加入晶体氯化亚铁搅拌30min， 接着加入2％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸钾搅拌90min；其中，晶体氯化亚铁，2％ 壳聚糖醋酸溶液，高铁酸钾的投入量分别为每升氨氮废水3g，100ml，3g；
(3)将经步骤(2)处理后的高氨氮废水通过微滤膜进行错流过滤，微滤膜滤 后出水即为脱除氨氮后的废水。
实施例3
一种高氨氮废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)将氨氮浓度为3000mg/L的氨氮废水中投入改性粉煤灰搅拌混匀，反应 70min，所述改性粉煤灰的投入量为每升氨氮废水4g；所述改性粉煤灰是将火 力发电厂副产物Ⅱ级粉煤灰与1.5mol/L的碳酸氢钠溶液、35％过氧化氢、 1mol/L饱和氯化钠按1∶4∶8∶4的固液比g∶ml配制成混合液，然后 在55℃下微波反应25min，接着用去离子水清洗、95％乙醇清洗，最后在52℃ 恒温烘干，即得改性粉煤灰；
(2)然后升温42℃，调节废水pH值为6.5，加入晶体氯化亚铁搅拌40min， 接着加入2.5％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸钾搅拌80min；其中，晶体氯化亚铁， 2.5％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸钾的投入量分别为每升氨氮废水2g，80ml，2g； (3)将经步骤(2)处理后的高氨氮废水通过微滤膜进行错流过滤，微滤膜滤 后出水即为脱除氨氮后的废水。
实施例4
一种高氨氮废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)将氨氮浓度为4000mg/L的氨氮废水中投入改性粉煤灰搅拌混匀，反应 80min，所述改性粉煤灰的投入量为每升氨氮废水3.5g；所述改性粉煤灰是将 火力发电厂副产物Ⅱ级粉煤灰与1.5mol/L的碳酸氢钠溶液、35％过氧化氢、 1mol/L饱和氯化钠按1∶5∶10∶4的固液比g∶ml配制成混合液，然 后在50℃下微波反应30min，接着用去离子水清洗、95％乙醇清洗，最后在50℃ 恒温烘干，即得改性粉煤灰；
(2)然后升温45℃，调节废水pH值为6.5，加入晶体氯化亚铁搅拌50min， 接着加入3％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸钾搅拌70min；其中，晶体氯化亚铁，3％ 壳聚糖醋酸溶液，高铁酸钾的投入量分别为每升氨氮废水2.5g，60ml，3g；
(3)将经步骤(2)处理后的高氨氮废水通过微滤膜进行错流过滤，微滤膜滤 后出水即为脱除氨氮后的废水。
实施例5
一种高氨氮废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)将氨氮浓度为5000mg/L的氨氮废水中投入改性粉煤灰搅拌混匀，反应 90min，所述改性粉煤灰的投入量为每升氨氮废水4g；所述改性粉煤灰是将火 力发电厂副产物Ⅱ级粉煤灰与2mol/L的碳酸氢钠溶液、30％过氧化氢、1mol/L 饱和氯化钠按1∶4∶8∶5的固液比g∶ml配制成混合液，然后在55℃ 下微波反应25min，接着用去离子水清洗、95％乙醇清洗，最后在55℃恒温烘 干，即得改性粉煤灰；
(2)然后升温40℃，调节废水pH值为6.4，加入晶体氯化亚铁搅拌45min， 接着加入2.5％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸钾搅拌90min；其中，晶体氯化亚铁， 2.5％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸钾的投入量分别为每升氨氮废水3g，100ml，2.5g； (3)将经步骤(2)处理后的高氨氮废水通过微滤膜进行错流过滤，微滤膜滤 后出水即为脱除氨氮后的废水。
对实施例1-5中改性前后的粉煤灰比表面积进行测定，实验结果见表1。
表1-火力发电厂副产物Ⅱ级粉煤灰改性前后比表面积对照
由表1可知，实施例1-5中粉煤灰改性后比表面积增大了近90倍。
对实施例1-5方法处理不同浓度氨氮废水后，废水最终残留氨氮浓度和氨 氮去除率实验结果见表2。
表2-实施例1-5处理不同浓度氨氮废水实验结果
由表2可知，实施例1-5处理方法，氨氮去除率可达99.90～99.96％，均 可达到《GB8978-2002污水综合排放标准》中对氨氮排放的Ⅰ级标准(不得超 过15mg/L)。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种高氨氮废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氨氮浓度为1000～5000mg/L的氨氮废水中投入改性粉煤灰搅拌混匀，反应60～90min，所述改性粉煤灰的投入量为每升氨氮废水3～5g；
(2)然后升温40～45℃，调节废水pH值为6.3～6.5，加入晶体氯化亚铁搅拌30～60min，接着加入2～3％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸盐搅拌60～90min；其中，晶体氯化亚铁，2～3％壳聚糖醋酸溶液，高铁酸盐的投入量分别为每升氨氮废水1～3g，50～100ml，1～3g；
(3)将经步骤(2)处理后的高氨氮废水通过微滤膜进行过滤，微滤膜滤后出水即为脱除氨氮后的废水。
2.根据权利要求1所述的高氨氮废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述改性粉煤灰是将粉煤灰与1～2mol/L的弱碱性无机盐溶液、30～40％过氧化氢、1mol/L饱和氯化钠按1∶3～5∶5～10∶3～5的固液比g∶ml配制成混合液，然后在50～60℃下微波反应20～30min，接着用去离子水清洗、95％乙醇清洗，最后在50～55℃恒温烘干，即得改性粉煤灰。
3.根据权利要求2所述的高氨氮废水的处理方法，其特征在于，所述粉煤灰为火力发电厂副产物Ⅱ级粉煤灰。
4.根据权利要求2所述的高氨氮废水的处理方法，其特征在于，所述弱碱性无机盐为碳酸氢钠。
5.根据权利要求1或2所述的高氨氮废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高铁酸盐为高铁酸钾或高铁酸钠。
6.根据权利要求1、2和5之一所述的高氨氮废水的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，所述微滤膜过滤方式为错流过滤。
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