CN109734197A - 一种含氮酸性废水的处理材料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种含氮酸性废水的处理材料及其应用，该处理材料包括A组分和B组分，其中：所述A组分由包括如下组分制备得到：硫化合物、钙氧化物和生物活性材料；所述B组分为微生物菌剂。本发明处理材料能够有效去除酸性、含氮以及重金属离子的废水中的重金属离子以及含氮物质，并能够调节废水pH值。

Description

一种含氮酸性废水的处理材料及其应用

技术领域

本发明实施例涉及废水处理技术领域，具体涉及一种含氮酸性废水的处理材料及其应用。

背景技术

随着社会发展，对工业行业的需求愈来愈高，作为国民经济基础的矿业开采及冶炼行业得到了长足发展。然而迅速发展的该行业也带来了持续不断的水污染问题。

由于天然生物地球化学过程或酸性药剂的使用，矿山废水及湿法冶炼工厂废水往往呈现极强的酸性，与此同时还含有大量重金属离子及含氮污染物，对环境造成极大的危害。极强的酸性环境和高金属离子浓度给此类废水的处理带来了极大的困难。

常见的物理法如膜法水处理技术利用微孔膜作为处理介质，以压力差作为推动力实现清洁水与污染物的有效分离，然而此类废水pH极低，会造成膜的不可逆损坏，使用寿命剧烈减少，造成运行成本上升与处理水质波动；化学法水处理技术如芬顿、光催化及电化学水处理技术对水中有机物具有良好的处理效果，能实现此类废水中洗选及浮选药剂(如黄药)等有机物的高效讲解去除，然而，对于酸性环境及含氮化合物，此类技术处理能力有限，需要与其他处理工艺相结合；最为广泛使用的污水处理技术是微生物技术，微生物反硝化技术能实现含氮化合物的高效低成本去除，异养反硝化技术更进一步的能实现水中有机物的去除。然而，酸性环境和高金属离子浓度对水处理微生物是致命的，因而难以利用微生物手段实现这类废水的处理。

发明内容

为此，本发明实施例第一目的提供一种含氮酸性废水的处理材料，以解决现有技术中处理强酸性、含氮、高金属离子浓度的废水时存在的微孔膜易造成不可逆损坏，含氮化合物不易去除以及微生物不能存活的问题。

本发明实施例第二目的提供一种含氮酸性废水的处理材料在废水处理中的应用，该应用能够调节废水pH以及促进重金属离子沉淀，以及结合微生物菌剂，能够有效去除含氮化合物，实现含氮酸性废水的处理。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例第一方面提供一种含氮酸性废水的处理材料，该处理材料包括A组分和B组分，其中：

所述A组分由包括如下组分制备得到：

硫化合物、钙氧化物和生物活性材料；

所述B组分为微生物菌剂。

本发明通过钙氧化物的选择，能够调节废水pH值促进废水中重金属离子的沉淀，通过硫化合物以及生物活性材料的添加能够提高微生物菌剂的抗逆性以及生物活性，能够充分的去除废水中氮化合物。

进一步地，所述微生物菌剂为自养固氮微生物；优选地，所述自养固氮微生物为褐球固氮菌。

进一步地，所述A组分由包括如下重量份的组分制备得到：

硫化合物8-12份、该氧化物8-15份和生物活性材料1-6份。通过各原料含量的限定，实现各原料的充分利用，并提高废水的处理效果。

在本发明的一实施例中，所述硫化合物为硫铁矿和/或硫磺。

在本发明的另一实施例中，所述钙氧化物为石灰石和/或贝壳粉。

在本发明的又一实施例中，所述生物活性材料选自麦饭石、膨润土和凹凸棒石中的任意一种或多种。

本发明中对A组分的制备方法不做严格限制，优选地，所述A组分通过将各组分混匀、焙烧制备得到；更优选地，所述焙烧温度为100-200℃；焙烧时间为25-35min。本发明通过焙烧处理，能够有效去除易挥发的杂质，使粉状物料变成块状或球团状，利于提高污水净化效果。

本发明实施例第二方面提供一种上述处理材料在含氮酸性废水处理中的应用。

本发明实施例第三方面提供一种废水处理方法，该处理方法采用上述处理材料进行处理，具体包括如下步骤：

(a)向废水中添加所述A组分进行反应；

(b)反应结束后，向废水中添加所述B组分进行处理。

进一步地，所述A组分的添加浓度为1-5000g/L；反应时间为0.5-3h。

进一步地，所述B组分的添加浓度为450-550mg/mL；所述处理时间为7-9h。

本发明通过上述特定的处理方法，能够按调节废水pH值，并促进废水中的重金属离子发生沉淀，并提高微生物菌剂的活性，达到高效去除废水中氮化合物的目的。

本发明中对处理材料处理的废水类型不做严格限制，例如可以为本领域常规的酸性废水、含重金属离子的废水或含氮废水；亦可为含有上述多种指标的废水；优选地，酸性废水pH值为2-7；重金属离子可以为Fe、Mn、Cr、Cd、V中的一种或几种；含氮废水可以为含硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、氨基酸中的一种或多种含氮物质。

本发明实施例与现有技术相比，至少存在如下优点：

(1)本发明处理材料能够有效去除酸性、含氮以及重金属离子的废水中的重金属离子以及含氮物质，并能够调节废水pH值。

(2)本发明通过硫化合物以及生物活性材料的添加能够提高微生物菌剂的抗逆性以及生物活性，能够充分的去除废水中氮化合物，提高废水处理效果。

(3)本发明通过焙烧处理，能够能够有效去除易挥发的杂质，使粉状物料变成块状或球团状，利于提高污水净化效果。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下各实施例采用的原料如下：

自养固氮微生物菌剂为褐球固氮菌；来源中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)。

实施例1

本发明实施例提供一种含氮酸性废水的处理材料，该处理材料包括A组分和B组分，其中：

A组分通过将硫铁矿8份、石灰石15份和麦饭石1份混匀，在100℃下焙烧25min得到；

B组分为自养固氮微生物菌剂。

实施例2

本发明实施例提供一种含氮酸性废水的处理材料，该处理材料包括A组分和B组分，其中：

A组分通过将硫磺12份、贝壳粉8份和凹凸棒石6份混匀，在200℃下焙烧35min得到；

B组分为自养固氮微生物菌剂。

实施例3

本发明实施例提供一种含氮酸性废水的处理材料，该处理材料包括A组分和B组分，其中：

A组分通过将硫磺10份、石灰石10份和膨润土4份混匀，在150℃下焙烧30min得到；

B组分为自养固氮微生物菌剂。

实施例4

本实施例提供一种废水处理方法，该处理方法包括如下步骤：

(a)向废水中添加实施例3中的A组分进行反应，其中，A组分的添加浓度为2500g/L，反应时间为2h；

(b)反应结束后，向废水中添加实施例3中的B组分进行处理，其中B组分添加浓度为500mg/ml；处理时间为8h。

对照例1

本发明对照例提供一种含氮酸性废水的处理材料，该处理材料包括A组分和B组分，其中：

A组分通过将硫化合物4份、钙氧化物10份和生物活性材料10份混匀，在150℃下焙烧30min得到；

B组分为自养固氮微生物菌剂。

对照例2

本发明对照例提供一种含氮酸性废水的处理材料，该处理材料包括A组分和B组分，其中：

A组分通过将硫化合物14份和钙氧化物10份混匀，在150℃下焙烧30min得到；

B组分为自养固氮微生物菌剂。

对照例3

本发明对照例提供一种含氮酸性废水的处理材料，该处理材料包括A组分和B组分，其中：

A组分通过将钙氧化物10份和生物活性材料14份混匀，在150℃下焙烧30min得到；

B组分为自养固氮微生物菌剂。

实验例1

实验材料

分别选取实施例3和对照例1-3中的处理材料；待处理废水40L；

实验方法

将废水均分为4份，每份10L；

其中，第一份废水按照实施例4的处理方法进行处理；

第二份废水采用对照例1中的处理材料按照实施例4的处理方法进行处理；

第三份废水采用对照例2中的处理材料按照实施例4的处理方法进行处理；

第四份废水采用对照例3中的处理材料按照实施例4的处理方法进行处理；

采用原子吸收光谱法方法和纳氏比色法将处理后的每份废水分别进行检测，检测结果如表1所示：

表1

由表1可知：

由第一份与第二、四份比较可知，本发明实施例3公开的废水处理材料具有最优的净化效果，在本发明的基础上，对各原料的用量及成分的改变，显著降低了处理材料的净化效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种含氮酸性废水的处理材料，其特征在于，包括A组分和B组分，其中：

所述A组分由包括如下组分制备得到：

硫化合物、钙氧化物和生物活性材料；

所述B组分为微生物菌剂。

2.根据权利要求1所述的处理材料，其特征在于，所述A组分由包括如下重量份的组分制备得到：

硫化合物8-12份、该氧化物8-15份和生物活性材料1-6份。

3.根据权利要求1或2所述的处理材料，其特征在于，所述硫化合物为硫铁矿和/或硫磺。

4.根据权利要求1或2所述的处理材料，其特征在于，所述钙氧化物为石灰石和/或贝壳粉。

5.根据权利要求1或2所述的处理材料，其特征在于，所述生物活性材料选自麦饭石、膨润土和凹凸棒石中的任意一种或多种。

6.根据权利要求1或2所述的处理材料，其特征在于，所述A组分通过将各组分混匀、焙烧制备得到。

7.根据权利要求6所述的处理材料，其特征在于，所述焙烧温度为100-200℃；焙烧时间为25-35min。

8.权利要求1-7任一所述的处理材料在含氮酸性废水处理中的应用。

9.一种废水处理方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的处理材料进行处理，具体包括如下步骤：

(a)向废水中添加所述A组分进行反应；

(b)反应结束后，向废水中添加所述B组分进行处理。

10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述A组分的添加浓度为1-5000g/L；反应时间为0.5-3h。