CN109205939A - 一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境污染、控制技术领域，公开了一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法，包括以下步骤：步骤一，选取磷酸盐、硅酸盐和镁盐作为吸附剂的原料，并将其均匀混合形成混合物，并向混合物内加水搅拌形成混合液；将混合液静置30‑50min后，进行离心分离，形成吸附剂；步骤二，对待处理的氨氮废水进行除杂，再将除杂后的氨氮废水投放至净化池内；步骤三，将吸附剂投入净化池内，并搅拌净化池内的氨氮废水，使吸附剂与氨氮废水均匀混合；步骤四，再向净化池底曝气，使得氨氮废水与吸附剂充分的混合均匀；步骤五，对净化池内的氨氮废水进行沉降，并将沉淀物取出，实现对氨氮废水的脱氮处理。本发明提高了对氨氮废水中的氨氮离子去除效果。

Description

一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法

技术领域

本发明属于环境污染处理、控制领域，具体涉及一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法。

背景技术

氨氮废水主要来源于钢铁、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工等生产过程中。大量氨氮废水排入水体不仅会引起水体富营养化、造成水体黑臭，给水处理的难度和成本加大，甚至会对人群及生物产生毒害作用。传统的氨氮废水的处理工艺主要有生物法、物理法和化学法的各种处理工艺等。其中物理法主要包括膜分离法、磁分离法和吸附法，吸附法是指利用吸附剂吸附废水中的氨氮离子。现目前利用吸附剂对氨氮废水进行处理，通常是直接将吸附剂投入氨氮废水内，并对氨氮废水进行搅拌，实现对氨氮废水的处理。由于废水中通常含有许多影响其氨氮含量的杂质，在利用吸附剂对氨氮废水进行处理时，杂质易附着在吸附剂上，使得吸附剂不能与氨氮废水充分接触，因此会降低吸附剂对氨氮废水的处理效果。

发明内容

本发明意在提供一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法，以提高对氨氮废水中的氨氮离子去除效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法，包括以下步骤：

步骤一，选取质量份为8-14份的磷酸盐、1-3份的硅酸盐和5-10份的镁盐作为吸附剂的原料，并将其均匀混合形成混合物，并向混合物内加水搅拌形成混合液，混合物与水的重量比为1:5-7；将混合液静置30-50min后，进行离心分离，形成吸附剂；

步骤二，对待处理的氨氮废水进行除杂，再将除杂后的氨氮废水投放至净化池内；

步骤三，将吸附剂投入净化池内，并搅拌净化池内的氨氮废水，使吸附剂与氨氮废水均匀混合；

步骤四，再向净化池底曝气，使得氨氮废水与吸附剂充分的混合均匀；

步骤五，对净化池内的氨氮废水进行沉降，形成上部的上清液和下部的沉淀物，并将沉淀物取出，实现对氨氮废水的脱氮处理。

本技术方案的有益效果：

本技术方案提供的吸附剂采用了离子交换剂(不溶性离子化合物)内的可交换离子与溶液中的同性阳离子(氨氮离子)进行交换反应，把大量的氨氮离子都吸附到不溶性离子化合物表面，从而实现氨氮的去除的原理。

在加入吸附剂前，将氨氮废水内的颗粒状、絮状杂质去除，与现有技术相比，能够减少在利用吸附剂进行处理时，杂质附着在吸附剂上，从而使得吸附剂能与氨氮废水充分的接触、混合，使得对氨氮废水的处理效果佳。通过对氨氮废水进行曝气，即向氨氮废水内通入氧气，增加氨氮废水的含氧量，使得氨氮废水内的有机物氧化分解，并且使氨氮废水中的杂质悬浮，从而方便对氨氮废水的后续处理；并且能够实现氨氮废水与吸附剂的充分混合，实现对氨氮废水中的氨氮去除效果更佳。

进一步，磷酸盐为磷酸氢二钠，硅酸盐为硅酸钠，镁盐为氯化镁。

有益效果：在磷酸氢二钠、硅酸钠和氯化镁的溶液混合过程中，磷酸氢二钠和氯化镁可以生成磷酸氢镁，利用磷酸氢镁吸附氨氮废水中的氨氮形成磷酸铵镁，而磷酸铵镁难溶于水，因此能够实现沉淀。而硅酸钠是一种黏合剂，通过在吸附剂内添加硅酸钠，能够起到防止吸附剂内的元素流失，从而能够方便吸附剂的再次使用。

进一步，投入净化池的吸附剂与氨氮废水的重量比为1:105-145。

有益效果：通过实验证明，该比例下的吸附剂和氨氮废水配合，对于氨氮废水的处理效果最佳。

进一步，加入吸附剂后搅拌的时间为15-35min。

有益效果：能够实现吸附剂与氨氮废水的均匀混合。

进一步，曝气的时间为30-50min。

有益效果：能实现吸附剂与氨氮废水在充分混合的过程中进行充分的反应，从而使得对氨氮废水的处理效果更佳。

进一步：沉降时间为60-130min。

有益效果：能使得经处理后的氨氮废水充分的沉降，便于将沉淀物和上清液分隔开。

附图说明

图1为本发明使用的净化装置的结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：预处理池1、转动辊2、导料孔21、收集辊3、收集腔31、收集孔32、推板33、推杆34、连接杆35、刮板4、刮块41、传动轴5、转轴6、搅拌叶片61、导水管7、出水管8、净化池9。

本发明一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法的各参数如表1所示，

表1

本发明一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法，利用一种净化装置对氨氮废水进行处理。

一种净化装置，如图1所示，包括机架，机架上固定有预处理池1和位于预处理池1下方的净化池9，净化池9的侧壁上设有体积刻度，净化池9的底部设有进气口，进气口内设有进气单向阀，进气口上连通有进气管和加气泵，当加气泵启动时，气体通过进气管和进气口进入净化池9内；净化池9的下部还连通有出水管8，出水管8上设有出水阀门。预处理池1和净化池9之间连通有导水管7，导水管7上设有旋转阀门。预处理池1上转动连接有贯穿其前后侧壁的转动辊2，转动辊2为中空，且机架上固定有位于转动辊2内的收集辊3，收集辊3与转动辊2内壁相抵且转动连接。

转动辊2位于预处理池1前侧的一端上同轴固定有主动锥齿轮，转动辊2位于预处理池1内的部分上沿周向均布有五块刮板4，刮板4上沿转动辊2的径向滑动连接有刮块41；转动辊2位于预处理池1后侧的部分设有闭合的滑槽，且滑槽呈波纹状。

收集辊3的后端沿轴向设有收集腔31，结合图2所示，收集腔31包括位于左侧的水平段和右侧的锥形段，且锥形段的小径端为左端。水平段内滑动连接有推板33，推板33的右侧壁上固定有推杆34，推杆34的右端固定有L形的连接杆35，连接杆35横向部分的左端固定有与滑槽滑动配合的导块，因此连接杆35、导块和转动辊2构成圆柱凸轮结构，在转动辊2转动时，能够实现连接杆35沿转动辊2的轴向往复滑动。收集辊3的顶部设有与空腔连通的收集孔32，转动辊2上设有五个可与收集孔32连通的导料孔21。

机架上转动连接有贯穿净化池9底部且延伸至净化池9内的转轴6，转轴6上设有多块搅拌叶片61。机架上位于净化池9的前侧还转动连接有与转动辊2垂直的传动轴5，传动轴5顶部同轴固定有与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，传动轴5下部同轴固定有主动齿轮，转轴6位于净化池9外的部分上同轴固定有与主动齿轮啮合的从动齿轮。

现以实施例1为例，对本发明，一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法进行说明。

一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法，包括以下步骤：

步骤一，将10g磷酸氢二钠、2g硅酸钠和7g氯化镁混合均匀，形成混合物，并向混合物内加水，搅拌均匀后形成混合液，加入的混合物与水的重量比例为1:6，将混合液静置30-50min后，进行离心分离，形成吸附剂。

步骤二，将待处理的氨氮废水投放至预处理池1内，氨氮废水进入预处理池1时，使氨氮废水冲击左侧的刮板4，从而实现刮板4的逆时针转动，实现带动转动辊2转动。刮板4在从底部转动至顶部时，会将氨氮废水内的杂质刮起，并随着位于右侧的刮板4上移时，带动杂质上移，同时刮板4上的刮块41在重力作用下，下移，将附着在刮板4上的杂质刮下。

随着转动辊2的转动，当导料孔21与收集孔32连通时，杂质进入收集腔31内。由于转动辊2、导块和连接杆35构成圆柱凸轮结构，因此转动辊2转动时，能带动连接杆35沿转动辊2轴向往复滑动，因此能够实现与连接杆35连接的推杆34带动推板33往复移动，从而推动收集腔31内的杂质移动。推板33推动杂质时，将杂质推动至收集腔31的锥形段处，使得杂质沿着锥形段滑动，从而便于杂质的取出。

当向预处理池1内加入氨氮废水后转动辊2不再转动时，停止向预处理池1内加入氨氮废水；再转动旋转阀门，将预处理池1内的氨氮废水排入净化池9内，当氨氮废水排放完成后反向转动旋转阀门，使得旋转阀门关闭。

步骤三，读取净化池9内氨氮废水的体积刻度，并按照吸附剂与氨氮废水为1:125的体积比例向净化池9内投放吸附剂；同时，再次向预处理池1内投放氨氮废水，实现转动辊2转动。转动辊2转动时，带动主动锥齿轮转动，并通过从动锥齿轮和传动轴5的传动实现主动齿轮的转动，实现从动齿轮转动并带动转轴6转动，使搅拌叶片61转动，从而使吸附剂与氨氮废水均匀混合，实现吸附剂与氨氮废水充分接触，并吸附氨氮废水中的氨氮离子，实现对氨氮离子的处理。当转轴6带动搅拌叶片61转动，对氨氮废水和吸附剂搅拌25min后，停止向预处理池1内加入氨氮废水，因此转轴6也随之停止转动搅拌。

步骤四，打开进气泵，向净化池9内通入氧气，实现对氨氮废水的曝气，既能够实现氨氮废水再次与吸附剂充分的混合，实现对氨氮废水的充分处理，同时，又能够增加氨氮废水内的溶氧量，从而实现有机物的氧化分解，便于后续的处理。40min后，关闭进气泵，停止对氨氮废水曝气。

步骤五，曝气完成后，使得净化池9内的氨氮废水静置80min，使得氨氮废水内的悬浮物沉降，再将上清液通过出水管8排出，从而完成对氨氮废水的处理。

使用净化装置对氨氮废水进行处理具有以下技术效果：

1、在加入废水时，便能够实现刮板的转动，从而带动转动辊转动，并通过主动锥齿轮、从动锥齿轮、传动轴、主动齿轮、从动齿轮的传动，使转轴的带动搅拌叶片转动，对氨氮废水和吸附剂进行搅拌、混合；

2、刮板转动时，能够实现将废水中的杂质刮起，并且在刮板转动至上方时，刮块在重力作用下将杂质刮下，并在导料孔和收集孔连通时，进入收集腔内，便于杂质的取出；

3、设有滑槽的转动辊和导块、连接杆、推杆构成的圆柱凸轮结构，在转动辊转动时，能够实现推板的往复滑动，从而能够带动收集腔内的杂质移动，方便取出杂质；

4、由于收集腔的右端为锥形段，且小径端为左端，因此在推板移动时，能够将杂质推入锥形段内，而杂质沿着倾斜的锥形段侧壁滑动，能够使得杂质从收集腔的开口处滑出、或者滑动至靠近收集腔的开口处，便于杂质的取出。

实施例2-6与实施例1的区别仅在于如表1所示的参数不同。

实验：

对比例1-6的各参数如表2所示，

表2

对比例1与实施例1的区别仅在于，未使用本发明提供的净化装置进行对氨氮废水进行处理，对比例1中在除杂时，通过人工将氨氮废水内的杂质捞出，并且加入吸附剂时，利用人工进行搅拌，曝气是通过气泵内的气体直接导入氨氮废水内；对比例2-5与实施例1的区别仅在于参数不同；对比例6与实施例1的区别在于，对氨氮废水的处理方法不同，对比例6的处理方法为，直接将制备的吸附剂投入氨氮废水内，并对氨氮废水进行搅拌，再静置沉降。

A、选用12L氨氮含量为40-50mg/L的生活污水进行脱氮处理，将12L生活污水平均分为12组，每组包括生活污水500ml，并分别利用实施例1-6和对比例1-6提供的处理氨氮废水的方法进行处理生活污水，将上述实验重复进行10次，记录处理完成后的生活污水中的氨氮含量(mg/L)的平均值；

B、选用12L氨氮含量为550-600mg/L的垃圾渗滤液进行脱氮处理，将12L垃圾渗滤液平均分为12组，每组包括垃圾渗滤液500ml，并分别利用实施例1-6和对比例1-6提供的处理氨氮废水的方法进行处理垃圾渗滤液，将上述实验重复进行10次，记录处理完成后的垃圾渗滤液中的氨氮含量(mg/L)的平均值；

实验结果如表3所示：

表3

通过实验证明，在本发明实施例1-6提供的各参数下，对生活污水和垃圾渗滤液进行处理后氨氮的含量低，因此对于氨氮废水的处理效果佳。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.一种利用吸附剂处理氨氮废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，选取质量份为8-14份的磷酸盐、1-3份的硅酸盐和5-10份的镁盐作为吸附剂的原料，并将其均匀混合形成混合物，并向混合物内加水搅拌形成混合液，混合物与水的重量比为1:5-7；将混合液静置30-50min后，进行离心分离，形成吸附剂；

步骤二，对待处理的氨氮废水进行除杂，再将除杂后的氨氮废水投放至净化池内；

步骤三，将吸附剂投入净化池内，并搅拌净化池内的氨氮废水，使吸附剂与氨氮废水均匀混合；

步骤四，再向净化池底曝气，使得氨氮废水与吸附剂充分的混合均匀；

步骤五，对净化池内的氨氮废水进行沉降，形成上部的上清液和下部的沉淀物，并将沉淀物取出，实现对氨氮废水的脱氮处理。

2.根据权利要求1所述的利用吸附剂处理氨氮废水的方法，其特征在于：磷酸盐为磷酸氢二钠，硅酸盐为硅酸钠，镁盐为氯化镁。

3.根据权利要求2所述的利用吸附剂处理氨氮废水的方法，其特征在于：投入净化池的吸附剂与氨氮废水的重量比为1:105-145。

4.根据权利要求3所述的利用吸附剂处理氨氮废水的方法，其特征在于：加入吸附剂后搅拌的时间为15-35min。

5.根据权利要求4所述的利用吸附剂处理氨氮废水的方法，其特征在于：曝气的时间为30-50min。

6.根据权利要求5所述的利用吸附剂处理氨氮废水的方法，其特征在于：沉降时间为60-130min。