CN108793305A - 一种氨氮去除剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氨氮去除剂,属于环保领域。本发明采用盐酸对沸石进行改性活化,通过超声后焙烧的方法将氯化镁、氯化钠分散在沸石上,增加了沸石的比表面积,使其获得碱性活性位并保留了沸石的微孔结构,镁离子、钠离子置换了沸石中原有的半径较大的钙离子,使沸石有效孔径变大,内扩散速度加快,交换容量增大,从而提高对废水中氨氮的吸附能力,适用于高低浓度的含氨氮废水。本发明解决了目前国内制水工艺中投加过量氯气,产生三卤甲烷的问题。
Description
技术领域
本发明属于环保领域,具体涉及一种氨氮去除剂。
背景技术
氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4 +)形式存在的氮,而氨氮对人体健康和生态环境都有很大的影响。高浓度氨氮废水来源甚广且排放量大,如化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等均产生大量高浓度氨氮废水。大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭,而且将增加给水处理的难度和成本,甚至对人群及生物产生毒害作用。治理污染、节能减排已成为我国实施可持续发展战略的重要课题,氨氮废水作为水体富营养化的重要污染物成为了治理的重点。氨氮废水排入湖泊、水库、河口、海湾等水体后,将造成水体的富 营养化,水生生物特别是藻类将大量繁殖,破坏水体的生态平衡,导致水质恶化、鱼类死亡。 因此,去除氨氮技术正成为废水处理领域中研究开发和应用的热点。所以必须对废水中的氨氮进行处理。
近20年来,国内外对氨氮废水处理方面开展了较多的研究,其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺,虽然有一定效果,但是目前国内制水工艺中大部分的做法是投加氯气氧化去除氨氮,当原水中氨氮特别是NH3含量过高时,为了达到出水余氯和表面上除氨氮的效果,就需要投加过量的氯气,正常情况下通常氯气的投加量为1~2mg/L,当有NH3存在时,比如氨氮含量为2mg/L时,则需要额外投加氯气14~20mg/L。这样不仅造成大量氯气的浪费,更严重的是,投加的大量氯气和原水中的腐殖质反应,产生的挥发性三卤甲烷是致癌物质,而目前自来水厂尚无去除三卤甲烷的有效方法。因此,生产出一种能解决上述问题的氨氮去除剂则有很大的市场需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对目前国内制水工艺中投加过量氯气,产生三卤甲烷的问题,提出一种氨氮去除剂。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
一种氨氮去除剂,按重量份数计包括以下组分:次氯酸钠15~30份、磷酸镁15~25份,其特征在于,按重量份数计还包括以下组分:混合物10~15份、絮凝化合物6~10份、改性沸石20~35份、改性粘土15~30份。
所述反应混合物的制备方法为:按重量比1~3:5~7取三羟甲基丙烷、羧甲基纤维素钠混合,粉碎过筛,得混合物。
所述絮凝化合物的制备方法为:将铝酸钙粉与盐酸溶液按重量比10~15:50~80混合搅拌,再加入铝酸钙粉重量20~30%的硫酸亚铁,搅拌反应1~2h,过滤,烘干,得絮凝化合物。
所述改性沸石的制备方法为:按重量比2~4:15~18取沸石加入盐酸溶液中,搅拌5~6h,清洗3~5次,80~90℃烘干,105~110℃活化2~2.5h;再按重量比5~8:12~15:20~28取氯化镁、氯化钠、沸石粉混合,超声处理后,加入去离子水搅拌,在高温下焙烧,冷却后得改性沸石。
所述改性沸石的制备方法中,焙烧温度为480~560℃。
所述改性粘土的制备方法为:按重量比3~5:12~15取壳聚糖加入盐酸溶液中搅拌,再按重量比2~5:7~9加入高温处理后的粘土与磷酸钠,在65~75℃下水浴加热,用无水乙醇洗涤后过滤,干燥,得改性粘土。
所述改性粘土的制备方法中,粘土处理温度为150~180℃。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)本发明采用盐酸对沸石进行改性活化,通过超声后焙烧的方法将氯化镁、氯化钠分散在沸石上,增加了沸石的比表面积,使其获得碱性活性位并保留了沸石的微孔结构,镁离子、钠离子置换了沸石中原有的半径较大的钙离子,使沸石有效孔径变大,内扩散速度加快,交换容量增大,从而提高对废水中氨氮的吸附能力,适用于高低浓度的含氨氮废水。
本发明利用高温活化的粘土为原料,采用磷酸钠对粘土进行改性,加入废水后,磷酸根与镁离子、氨发生化学沉淀反应,生成磷酸铵镁沉淀。反应中不仅可以去除废水中的氨,还可以去除由于使用改性沸石而产生的游离镁离子。为防止沉淀效果不够理想,本发明加入了絮凝化合物,有效解决了这个问题。
具体实施方式
(1)混合物的制备方法为:按重量比1~3:5~7取三羟甲基丙烷、羧甲基纤维素钠混合,粉碎过筛,得混合物。
絮凝化合物的制备方法为:将铝酸钙粉与盐酸溶液按重量比10~15:50~80混合搅拌,再加入铝酸钙粉重量20~30%的硫酸亚铁,搅拌反应1~2h,过滤,在40~45℃下烘干3~4h,收集干燥物,得絮凝化合物。
改性沸石的制备方法为:按重量比2~4:15~18取沸石加入浓度为1mol/L盐酸溶液中,搅拌5~6h,用无水乙醇清洗3~4次,在80~90℃下烘干,105~110℃活化2~2.5h;再按重量比5~8:12~15:20~28取氯化镁、氯化钠、沸石粉混合,超声1~2h处理后,在高温480~560℃下焙烧2~3h,冷却后得改性沸石。
改性粘土的制备方法为:按重量比3~5:12~15取壳聚糖加入盐酸溶液中搅拌30~45min,再按重量比2~5:7~9加入高温处理后的粘土与磷酸钠,在65~75℃下水浴加热2~3h,用无水乙醇洗涤后过滤,在40~45℃下干燥4~5h,收集干燥物,得改性粘土。
一种氨氮去除剂,按重量份数计包括以下组分:次氯酸钠15~30份、磷酸镁15~25份、混合物10~15份、絮凝化合物6~10份、改性沸石20~35份、改性粘土15~30份。
混合物的制备方法为:按重量比1:5取三羟甲基丙烷、羧甲基纤维素钠混合,粉碎过筛,得混合物。
絮凝化合物的制备方法为:将铝酸钙粉与盐酸溶液按重量比10:50混合搅拌,再加入铝酸钙粉重量20%的硫酸亚铁,搅拌反应1h,过滤,在40℃下烘干3h,收集干燥物,得絮凝化合物。
改性沸石的制备方法为:按重量比2:15取沸石加入浓度为1mol/L盐酸溶液中,搅拌5h,用无水乙醇清洗3次,在80℃下烘干,105℃活化2h;再按重量比5:12:20取氯化镁、氯化钠、沸石粉混合,超声1h处理后,在高温480℃下焙烧2h,冷却后得改性沸石。
改性粘土的制备方法为:按重量比3:12取壳聚糖加入盐酸溶液中搅拌30min,再按重量比2:7加入高温处理后的粘土与磷酸钠,在65℃下水浴加热2h,用无水乙醇洗涤后过滤,在40℃下干燥4h,收集干燥物,得改性粘土。
一种氨氮去除剂,按重量份数计包括以下组分:次氯酸钠15份、磷酸镁15份、混合物10份、絮凝化合物6份、改性沸石20份、改性粘土15份。
混合物的制备方法为:按重量比3:7取三羟甲基丙烷、羧甲基纤维素钠混合,粉碎过筛,得混合物。
絮凝化合物的制备方法为:将铝酸钙粉与盐酸溶液按重量比15:80混合搅拌,再加入铝酸钙粉重量30%的硫酸亚铁,搅拌反应2h,过滤,在45℃下烘干4h,收集干燥物,得絮凝化合物。
改性沸石的制备方法为:按重量比4:18取沸石加入浓度为1mol/L盐酸溶液中,搅拌6h,用无水乙醇清洗4次,在90℃下烘干,110℃活化2.5h;再按重量比8:15:28取氯化镁、氯化钠、沸石粉混合,超声2h处理后,在高温560℃下焙烧3h,冷却后得改性沸石。
改性粘土的制备方法为:按重量比5:15取壳聚糖加入盐酸溶液中搅拌45min,再按重量比5:9加入高温处理后的粘土与磷酸钠,在75℃下水浴加热3h,用无水乙醇洗涤后过滤,在45℃下干燥5h,收集干燥物,得改性粘土。
一种氨氮去除剂,按重量份数计包括以下组分:次氯酸钠30份、磷酸镁25份、混合物15份、絮凝化合物10份、改性沸石35份、改性粘土30份。
混合物的制备方法为:按重量比2:6取三羟甲基丙烷、羧甲基纤维素钠混合,粉碎过筛,得混合物。
絮凝化合物的制备方法为:将铝酸钙粉与盐酸溶液按重量比13:65混合搅拌,再加入铝酸钙粉重量25%的硫酸亚铁,搅拌反应1h,过滤,在43℃下烘干3h,收集干燥物,得絮凝化合物。
改性沸石的制备方法为:按重量比3:16取沸石加入浓度为1mol/L盐酸溶液中,搅拌5h,用无水乙醇清洗3次,在85℃下烘干,107℃活化2h;再按重量比6:13:24取氯化镁、氯化钠、沸石粉混合,超声1h处理后,在高温520℃下焙烧2h,冷却后得改性沸石。
改性粘土的制备方法为:按重量比4:14取壳聚糖加入盐酸溶液中搅拌37min,再按重量比4:8加入高温处理后的粘土与磷酸钠,在70℃下水浴加热2h,用无水乙醇洗涤后过滤,在43℃下干燥4h,收集干燥物,得改性粘土。
一种氨氮去除剂,按重量份数计包括以下组分:次氯酸钠22份、磷酸镁20份、混合物13份、絮凝化合物8份、改性沸石27份、改性粘土22份。
对比例1:与实施例2的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少絮凝化合物。
对比例2:与实施例2的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少改性沸石。
对比例3:与实施例2的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少改性粘土。
对比例4:南京市某公司生产的氨氮去除剂。
取相同量的实施例和对比例获得的氨氮去除剂对废水进行试验。其中实验前COD为234mg/L,氨氮为51mg/L,测试后的结果如表1所示。
表1:
测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
三卤甲烷mg/L | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5.1~5.3 |
COD mg/L | 15 | 17 | 14 | 20.4 | 24.6 | 24.8 | 32.1~36.2 |
氨氮mg/L | 5.1 | 5.4 | 5.3 | 7.8 | 10.1 | 10.4 | 21.4~23.7 |
综合上述,本发明的氨氮去除剂在使用后对废水的处理效果更好,值得推广。
Claims (7)
1.一种氨氮去除剂,按重量份数计包括以下组分:次氯酸钠15~30份、磷酸镁15~25份,其特征在于,按重量份数计还包括以下组分:混合物10~15份、絮凝化合物6~10份、改性沸石20~35份、改性粘土15~30份。
2.根据权利要求1所述的一种氨氮去除剂,其特征在于,所述反应混合物的制备方法为:按重量比1~3:5~7取三羟甲基丙烷、羧甲基纤维素钠混合,粉碎过筛,得混合物。
3.根据权利要求1所述的一种氨氮去除剂,其特征在于,所述絮凝化合物的制备方法为:将铝酸钙粉与盐酸溶液按重量比10~15:50~80混合搅拌,再加入铝酸钙粉重量20~30%的硫酸亚铁,搅拌反应1~2h,过滤,烘干,得絮凝化合物。
4.根据权利要求1所述的一种氨氮去除剂,其特征在于,所述改性沸石的制备方法为:按重量比2~4:15~18取沸石加入盐酸溶液中,搅拌5~6h,清洗3~5次,80~90℃烘干,105~110℃活化2~2.5h;再按重量比5~8:12~15:20~28取氯化镁、氯化钠、沸石粉混合,超声处理后,加入去离子水搅拌,在高温下焙烧,冷却后得改性沸石。
5.据权利要求4所述的一种氨氮去除剂,其特征在于,所述改性沸石的制备方法中,焙烧温度为480~560℃。
6.根据权利要求1所述的一种氨氮去除剂,其特征在于,所述改性粘土的制备方法为:按重量比3~5:12~15取壳聚糖加入盐酸溶液中搅拌,再按重量比2~5:7~9加入高温处理后的粘土与磷酸钠,在65~75℃下水浴加热,用无水乙醇洗涤后过滤,干燥,得改性粘土。
7.根据权利要求6所述的一种氨氮去除剂,其特征在于,所述改性粘土的制备方法中,粘土处理温度为150~180℃。
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