CN108658305A - 一种微量氨氮的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微量氨氮的处理方法，其特征在于，包括二氧化氯的激活、预氧化和氨氮处理过程、水体PH值的调节和过滤的步骤。本发明采用二氧化氯氨氮处理法，该方法有着比吹脱法和生物法更适用于低浓度的氨氮废水，又解决了折点氯化法的安全性低的问题，通过当前全世界推广使用的绿色水处理剂二氧化氯，利用其强氧化性将废水中的锰离子、铁离子等预氧化，再与氨根离子反应，将水中的氨氮转化为氮气，处理后的水完全达到国家的相关的排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理技术领域，具体涉及一种微量氨氮的处理方法。
背景技术
废水中去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。目前比较实用的方法有：折点加氯法、氨吹脱法、生物法。1. 折点氯化法。折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。2.空气吹脱法与汽提法：空气吹脱法是将废水与气体接触，将氨氮从液相转移到气相的方法。该方法适宜用于高浓度氨氮废水的处理。吹脱是使水作为不连续相与空气接触，利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异，使氨氮转移至气相而去除废水中的氨氮。通常以铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）的状态保持平衡而存在。将废水pH值调节至碱性时，离子态铵转化为分子态氨，然后通入空气将氨吹脱出。吹脱法除氨氮，去除率可达60%-95%。3．生物法去除氨氮：生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下，通过硝化和反硝化等一系列反应，最终形成氮气，从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种，但是机理基本相同。常见的生物脱氮流程可以分为3类：(1)多级污泥系统：多级污泥系统通常被称为传统的生物脱氮流程。此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果，其缺点是流程长，构筑物多，基建费用高，需要外加碳源，运行费用高，出水中残留一定量甲醇。(2)单级污泥系统：单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程，通常称为A/O流程。与传统的生物脱氮工艺流程相比，该工艺特点：流程简单、构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用可大大节省；将脱氮池设置在去碳源，降低运行费用；好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质；缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷。此外，后置式反硝化系统，因为混合液缺乏有机物，一般还需要人工投加碳源，但脱氮的效果高于前置式，理论上可接近100%的脱氮效果。交替工作的生物脱氮流程主要由两个串联池子组成，通过改换进水和出水的方向，两个池子交替在缺氧和好氧的条件下运行。它本质上仍是A/O系统，但利用交替工作的方式，避免了混合液的回流，其脱氮效果优于一般A/O流程。(3)生物膜系统：将上述A/O系统中的缺氧池和好氧池改为固定生物膜反应器，即形成生物膜脱氮系统。此系统中应有混合液回流，但不需污泥回流，在缺氧的好氧反应器中保存了适应于反硝化和好氧氧化及硝化反应的两个污泥系统。
以上的方法各有优点，但缺点也比较明显，特别是对于低浓度的含氨氮废水，吹脱法和生物法处理成本高，效果不明显，大部分采用折点氯化法，但传统的折点氯化法，因存在有氯气，存在一定的安全隐患，同时，因为是折点，在把握的难度大，工业化操作可能性不强。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种微量氨氮的处理方法，采用二氧化氯氨氮处理法，该方法有着比吹脱法和生物法更适用于低浓度的氨氮废水，又解决了折点氯化法的安全性低的问题，通过当前全世界推广使用的绿色水处理剂二氧化氯，利用其强氧化性将废水中的锰离子、铁离子等预氧化，再与氨根离子反应，将水中的氨氮转化为氮气，使处理后的水完全达到国家的相关的排放标准。
本发明是这样实现的：
一种微量氨氮的处理方法，其特征在于，包括二氧化氯的激活、预氧化和氨氮处理过程、水体PH值的调节和过滤，步骤如下：
（1）二氧化氯的激活：利用专用的激活器将A剂和B剂按照重量比为2:1混合均匀，形成且有强氧化性的二氧化氯液态物质，所述A剂的成分为硫酸和氯酸钠混合物，所述硫酸和氯酸钠的重量比为1:5-10，所述B剂为激活剂；
（2）预氧化和氨氮处理过程：预氧化和氨氮处理过程中，采用PLC系统控制药物的投放，用计量泵通过投药控制系统均匀将药投入至待处理的废水系统中，药物投放包括三个环节：二氧化氯的投放、调节pH值的氢氧钠的投放和遮蔽剂的投放；
预氧化是为了把溶于水的二价锰，氧化为不溶于水的高价锰，从而在后续工艺中去除。
氨氮处理是为了把水体中的氨离子在外部条件干预下氧化为氨气体，从而使氨气扩散至空气中，达到去除氨氮的目的。
（3）水体PH值的调节：预氧化过程中，会产生弱酸，为了处理后达到最好的效果，在预氧化后期，设置有pH值自动监测系统和投药联动系统，当pH值超出所设定的范围时，投药系统自动投放碱性物质，中和弱酸，达到调节PH值的效果，设定的pH值为7-9；
（4）过滤：采用锰砂过滤池对废水进行过滤，废水通过弯道引流后，与投入的药剂充分混合反应，然后流经锰砂层及石英砂层过滤，将沉淀物过滤干净，得到达标排放水。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1中的激活剂为双氧水。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤2中的遮蔽剂的成分包括0.35%硫代硫酸钠和饱和的酒石酸钾钠，0.35%硫代硫酸钠和饱和的酒石酸钾钠的质量比为1:1。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤2中的二氧化氯的投放量为5mg/L-7.5mg/L，遮蔽剂的投放量为1mg/L-5mg/L。
本发明处理目的是使污水中氨氮及锰达到国家排放标准，待处理的污水无色，则水体中锰主要是以Mn2+的方式存在，可以利用二氧化氯的强氧化性，将水中的Mn2+氧化成高价的不溶于水的二氧化锰。在氧化的过程中还会生成一定量的水合二氧化锰，其较强的吸附性能将水中的部分锰吸附在其表面，从而通过后续工艺去污，具体化学式如下：
2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2(S)+12H++2Cl-
在特定的PH值范围内ClO2存在以下水解平衡：
4ClO2+2H2O⇋3ClO3 -+HOCl+3H+（1）
3ClO3 -+3H++Cl-⇋2ClO2+HOCl（2）
当水中有NH4+存在时发生下列反应：
NH4 ++HOCl→NH2Cl+H2O+H+（3）
NH2Cl+0.5HOCl→0.5N2↑+0.5H2O+1.5H++1.5Cl-（4）
总反应为NH4 ++1.5HOCl→0.5N2↑+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-（5）
随着反应（1）进行，溶液中（1）（2）一直处于动态平衡体系中，Cl-作为一个电子转移载体最终将体系中氨氮除去，总反应式：
10NH4 ++6ClO2→5N2↑+16H++12H2O+6Cl-（6）
本发明的突出的实质性特点和显著的进步是：
1、采用二氧化氯氨氮处理法，该方法有着比吹脱法和生物法更适用于低浓度的氨氮废水，又解决了折点氯化法的安全性低的问题；通过当前全世界推广使用的绿色水处理剂二氧化氯，利用其强氧化性将废水中的锰离子、铁离子等预氧化，再与氨根离子反应，将水中的氨氮转化为氮气；通过投药系统、监测系统、过滤系统，确保投药的准确性，使处理后的水完全达到国家的相关的排放标准。
2、本发明采用的原料是国际上公认的安全型水处理剂，液态二氧化氯，在整个过程中，均不产生氯气等有毒气体，同时二氧化氯也是一种清洁的水处理剂，故与大部分的污水处理站不同的是，采用本发明处理方法在处理过程中，不产生新的污染物，是一种绿色处理方法。
3、本发明采用PLC自动检测，自动投制投药等一系列过程，不需要人工现场操作，初步实现自动化。
4、本发明通过化学法去除低浓度氨氮，采用直接投药法，在水流动的过程中，利用水流动达到搅拌的效果，减少动力成本，缩短反应时间达到节能降耗的目的。
具体实施方式
实施例1
一种微量氨氮的处理方法，包括二氧化氯的激活、预氧化和氨氮处理过程、水体PH值的调节和过滤，步骤如下：
（1）二氧化氯的激活：利用专用的激活器将A剂和B剂按照重量比为2:1混合均匀，形成且有强氧化性的二氧化氯液态物质，所述A剂的成分为硫酸和氯酸钠混合物，所述硫酸和氯酸钠的重量比为1:5-10，所述B剂为激活剂，所述激活剂为双氧水；
（2）预氧化和氨氮处理过程：预氧化和氨氮处理过程中，采用PLC系统控制药物的投放，用计量泵通过投药控制系统均匀将药投入至待处理的废水系统中，药物投放包括三个环节：二氧化氯的投放、调节pH值的氢氧钠的投放和遮蔽剂的投放，所述遮蔽剂的成分包括0.35%硫代硫酸钠和饱和的酒石酸钾钠，0.35%硫代硫酸钠和饱和的酒石酸钾钠的质量比为1:1，所述二氧化氯的投放量为5mg/L-7.5mg/L，遮蔽剂的投放量为1mg/L-5mg/L；
（3）水体PH值的调节：预氧化过程中，会产生弱酸，为了处理后达到最好的效果，在预氧化后期，设置有pH值自动监测系统和投药联动系统，当pH值超出所设定的范围时，投药系统自动投放碱性物质，中和弱酸，达到调节PH值的效果，设定的pH值为7-9；
（4）过滤：采用锰砂过滤池对废水进行过滤，废水通过弯道引流后，与投入的药剂充分混合反应，然后流经锰砂层及石英砂层过滤，将沉淀物过滤干净，得到达标排放水。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (4)
1.一种微量氨氮的处理方法，其特征在于，包括二氧化氯的激活、预氧化和氨氮处理过程、水体PH值的调节和过滤，步骤如下：
（1）二氧化氯的激活：利用专用的激活器将A剂和B剂按照重量比为2:1混合均匀，形成且有强氧化性的二氧化氯液态物质，所述A剂的成分为硫酸和氯酸钠混合物，所述硫酸和氯酸钠的重量比为1:5-10，所述B剂为激活剂；
（2）预氧化和氨氮处理过程：预氧化和氨氮处理过程中，采用PLC系统控制药物的投放，用计量泵通过投药控制系统均匀将药投入至待处理的废水系统中，药物投放包括三个环节：二氧化氯的投放、调节pH值的氢氧钠的投放和遮蔽剂的投放；
（3）水体PH值的调节：预氧化过程中，会产生弱酸，为了处理后达到最好的效果，在预氧化后期，设置有pH值自动监测系统和投药联动系统，当pH值超出所设定的范围时，投药系统自动投放碱性物质，中和弱酸，达到调节PH值的效果，设定的pH值为7-9；
（4）过滤：采用锰砂过滤池对废水进行过滤，废水通过弯道引流后，与投入的药剂充分混合反应，然后流经锰砂层及石英砂层过滤，将沉淀物过滤干净，得到达标排放水。
2.根据权利要求1所述的一种微量氨氮的处理方法，其特征在于：所述步骤1中的激活剂为双氧水。
3.根据权利要求1所述的一种微量氨氮的处理方法，其特征在于：所述步骤2中的遮蔽剂的成分包括0.35%硫代硫酸钠和饱和的酒石酸钾钠，0.35%硫代硫酸钠和饱和的酒石酸钾钠的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种微量氨氮的处理方法，其特征在于：所述步骤2中的二氧化氯的投放量为5mg/L-7.5mg/L，遮蔽剂的投放量为1mg/L-5mg/L。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113526724A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-22 | 南方锰业集团有限责任公司大新锰矿分公司 | 一种利用锰尾矿的低浓度氨氮锰废水处理系统及方法 |
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2018
- 2018-06-27 CN CN201810677668.8A patent/CN108658305A/zh active Pending
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