CN110316895B - 一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法 - Google Patents

一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110316895B
CN110316895B CN201910722087.6A CN201910722087A CN110316895B CN 110316895 B CN110316895 B CN 110316895B CN 201910722087 A CN201910722087 A CN 201910722087A CN 110316895 B CN110316895 B CN 110316895B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wastewater
concentration
nitrate
industrial wastewater
containing high
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910722087.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110316895A (zh
Inventor
曲展
朱遂一
林雪
霍旸
苏婷
刘剑聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeast Normal University
Original Assignee
Northeast Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeast Normal University filed Critical Northeast Normal University
Priority to CN201910722087.6A priority Critical patent/CN110316895B/zh
Publication of CN110316895A publication Critical patent/CN110316895A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110316895B publication Critical patent/CN110316895B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C02F2101/163—Nitrates

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，包括以下步骤：(1)使用盐或碱调节废水pH；(2)加入氯化铁，调节水中铁离子浓度，或加入氯化钠，调节废水中氯离子含量；(3)向废水中加入混合试剂，(4)将废水转入反应罐中，搅拌；(5)密闭反应罐，打开真空泵；(6)开启加热装置，升温加热；(7)升温后恒温，再冷却到室温；(8)加入石灰乳，搅拌，调节pH；(9)使用纤维滤布过滤上清液；(10)收集底部沉淀；滤过水回流到步骤(1)与废水混合后再处理。本发明的方法可以在较低温度和较短时间内快速去除高浓度废水中的硝酸盐，可以将高浓度硝酸盐转变成亚硝酸盐，并资源化利用，方法简便，费用低，操作管理方便。

Description

一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，特别涉及一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法。
背景技术
含高浓度硝酸盐的废水广泛分布于金属加工、电镀、核工业和食品加工等行业，其特点是含盐量高、水量小和排放标准严格。高浓度硝酸盐废水直接排放，会造成水体含盐量超标、富营养化、恶臭等现象。
在废水处理中，涉及到硝酸盐处理方法时，通常考虑的多为生物法，包括传统缺氧-好氧、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等，利用微生物的还原作用，将硝酸盐转化为亚硝酸盐，并进一步还原为氮气。相关衍生脱氮技术包括微生物燃料电池、人工湿地等。
但受废水高含盐特征影响，且部分工业废水中缺乏足够的有机物作为碳源，会显著抑制微生物生殖，破坏生物脱氮。因此，含高浓度硝酸盐的废水，并不适合直接采用生物法进行处理。
在高浓度硝酸盐废水的处理中，物理化学法是常见的方法，其主要包括以下几类：(1)向高浓度硝酸盐废水中投加金属颗粒、金属盐或金属氧化物，在光或电的辅助作用下，通过催化还原快速去除废水中硝酸盐浓度，应用较多的是零价纳米铁和二价铁盐；(2)利用反渗透技术从含硝酸盐废水中获得清洁的水，但残留浓度更高的硝酸盐废水；(3)利用离子交换树脂回收废水中的硝酸盐，但要求是清洁的废水，且干扰离子少。
向高浓度硝酸盐废水中加入有机物，通过密闭加热产生临界流效应突破有机物与硝酸盐反应的能垒，由此加速硝酸盐的还原和有机物的氧化，同步去除废水中的有机物和硝酸盐。向反应中加入金属盐或者金属氧化物作为催化剂，可以显著提升废水中硝酸盐的还原速率，缩短密闭加热反应时间。然而，铁盐在密闭加热过程中容易转化为铁氧化物颗粒，使反应体系由均相转变为非均相体系，降低硝酸盐还原的速率。所以，需要开发一种新方法，抑制铁氧化物颗粒的生成，促进体系均相反应的正常进行。
另外，将高浓度硝酸盐转变为高浓度的亚硝酸盐后，其废水的氧化性能显著提升，可以作为氧化剂取代传统亚硝酸盐试剂，应用于工业废水处理。这是一种资源化利用高浓度硝酸盐废水的新途径，尚未见到关于高浓度硝酸盐废水亚硝化转化的技术报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，该方法既可以快速稳定省时的去除废水中高浓度的硝酸盐，又可以通过调节反应过程使硝酸盐高效转化为亚硝酸盐，实现高浓度硝酸盐废水的资源化利用。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)使用盐酸或NaOH调节废水pH为0.2-1.2；
(2)向废水中加入氯化铁，调节水中铁离子浓度为120-550mg/L，或加入氯化钠，调节废水中氯离子含量≥5g/L；
(3)向废水中加入混合试剂，混合试剂包含果糖、乙酰丙酸、琼脂粉以及颗粒活性炭；
(4)将上述处理后的废水转入反应罐中，填充度为50-60％，搅拌；
(5)密闭反应罐，打开真空泵，维持反应釜顶部真空度为0.04-0.06MPa；
(6)开启加热装置，升温到80℃，恒温2-5h；
(7)升温到100-140℃，恒温0.5-10h后，冷却到室温；
(8)向上述废水中加入石灰乳，搅拌，调节pH到8.5-9后，静置；
(9)使用纤维滤布过滤上清液；
(10)收集底部沉淀，压滤脱水、鼓风干燥后二次利用或填埋；滤过水回流到步骤(1)与废水混合后一并处理。
优选地，上述技术方案中，所述含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法还包括步骤(31)：向步骤(3)处理后的混合液中投加氟化钙。
优选地，上述技术方案中，所述氟化钙加入剂量按固液比为0.02-0.1％。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(3)中混合试剂的加入剂量按照试剂重量与硝酸盐摩尔比为(0.02-0.5)：1。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(3)中果糖、乙酰丙酸、琼脂粉以及颗粒活性炭重量比为6:2:1:1
优选地，上述技术方案中，所述步骤(4)的搅拌速度为60-120rpm，搅拌时间为0.5-3h。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(8)的搅拌速度为30-60rpm，静置时间为24h。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(9)滤布孔径为3-10μm。
优选地，上述技术方案中，所述工业废水包括钢铁加工混酸废水、食品加工废水和电镀废水。
优选地，上述技术方案中，所述工业废水产生量小于5m3/d，废水中硝酸盐含量为20-150g/L，杂质离子包括但不限于Ca2+、Mg2+、Zn2+。
本发明的原理：
通过向废水中加入铁盐和果糖混合试剂，经过密闭加热处理后，即可将废水中硝酸盐浓度由20-150g/L降低到25mg/L以下。在密闭加热处理前，加入氟化钙，能促进废水中高浓度硝酸盐转化为亚硝酸盐，转化效率达到62-78％；经过转化后的亚硝酸盐废水可用作氧化剂回用于工业废水处理。
本发明上述技术方案，具有如下有益效果：
(1)本方法可以抑制铁盐催化还原硝酸盐过程中铁氧化物颗粒的生成，显著缩短反应时间，提升硝酸盐还原效率。
(2)通过调理废水水质，可以强化废水中高浓度硝酸盐转变为高浓度的亚硝酸盐，转化效率高，产物可以用作强氧化剂；
(3)本方法可以灵活改变水质调理方案，适应不同的高浓度硝酸盐废水水质和废水处理目的。
附图说明
图1为本发明的实施例2的步骤(7)得到的赤铁矿颗粒外观图。
图2为本发明的实施例2的步骤(7)得到的赤铁矿颗粒晶型图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，以便于进一步理解本发明。
实施例1钢铁加工清洗废水处理
(1)废水产量3m3/d，硝酸盐含量82g/L，pH为0.4，铁含量3g/L，杂质离子主要是Na+，向上述废水中加入NaOH调节pH为0.5；
(2)加入NaCl，调节废水中氯离子含量为6.5g/L；
(3)加入混合试剂(混合试剂成分为果糖、乙酰丙酸、琼脂粉和颗粒活性炭，按重量比，其比例设定为6:2:1:1)，按照试剂重量与硝酸盐摩尔比为0.12；
(4)将废水转入反应罐，填充度为60％，搅拌速度为80rpm，持续时间1h；
(5)密闭反应罐，打开真空泵，维持反应釜顶部真空度为0.04MPa；
(6)开启加热装置，升温到80℃，恒温5h；
(7)升温到120℃，恒温1h后，冷却到室温；
(8)向废水中加入石灰乳，维持搅拌速度60rpm，调节pH到8.5后，静置24h；
(9)使用纤维滤布过滤上清液，滤布孔径5微米；
(10)收集底部沉淀，经过压滤脱水和鼓风干燥后，铁含量为7.4％，用于制砖的添加剂；滤过水回流到步骤(1)与废水混合后一并处理。
结果：经测定，上清液中硝酸盐残留浓度为21.2mg/L。
实施例2电镀废水的处理
(1)产量1.5m3/d，pH为2.7，硝酸盐含量为110g/L，Zn2+离子含量165mg/L，杂质离子为Na+和Mg2+；将上述废水中使用盐酸调节废水pH为1；
(2)向废水中加入氯化铁，调节铁离子浓度为520mg/L；
(3)向废水中加入混合试剂(混合试剂成分为果糖、乙酰丙酸、琼脂粉和颗粒活性炭，按重量比，其比例设定为6:2:1:1)，加入剂量按照试剂重量与硝酸盐摩尔比为0.05；
(4)将废水转入反应罐中，填充度为50％，搅拌速度为100rpm，持续时间为3h；
(5)密闭反应罐，打开真空泵，维持反应釜顶部真空度为0.06MPa；
(6)开启加热装置，升温到80℃，恒温2h；
(7)升温到140℃，恒温8h后，冷却到室温(底部产生红色沉淀)；使用纤维滤布过滤上清液，滤布孔径5微米，干燥后得到红色粉末(其形貌见图1，晶型见图2)；
(8)向滤液中加入石灰乳，维持搅拌速度50rpm，调节pH到9后，静置24h；
(9)再次使用纤维滤布过滤上清液，滤布孔径5微米；
(10)收集底部沉淀，经脱水和鼓风干燥后，外运填埋；滤过水回流到步骤(1)与废水混合后一并处理。
结果：经测定，上清液中硝酸盐残留量为310mg/L，步骤(7)中得到红色的纯度99％的赤铁矿颗粒。
实施例3冷轧钢行业混酸废水处理
(1)产生量5m3/d，硝酸盐含量为75g/L，铁含量9.5g/L，废水pH为1.2；将上述废水使用NaOH调节废水pH为0.3；
(2)加入氯化钠，调节废水中氯离子含量为5g/L；
(3)向废水中加入混合试剂(混合试剂成分为果糖、乙酰丙酸、琼脂粉和颗粒活性炭，按重量比，其比例设定为6:2:1:1)，加入剂量按照试剂重量与硝酸盐摩尔比为0.15；
(31)投加氟化钙，加入剂量按固液比为0.05％；
(4)将废水转入反应罐中，填充度为60％，搅拌速度为60rpm，持续时间为3h；
(5)密闭反应罐，打开真空泵，维持反应釜顶部真空度为0.04MPa；
(6)开启加热装置，升温到80℃，恒温2h；
(7)升温到140℃，恒温2h后，冷却到室温；
(8)向废水中加入石灰乳，维持搅拌速度45rpm，调节pH到8.5后，静置24h；
(9)使用纤维滤布过滤上清液，滤布孔径5微米；
(10)收集沉淀，经压滤脱水和鼓风干燥后，含铁量为42.7％，可用作制砖添加剂；滤过水回流到步骤(1)与废水混合后一并处理；
结果：经测定，废水中亚硝酸盐浓度为54.1g/L，计算得硝酸盐转化为亚硝酸盐的转化率为72％；
将上述的废水与冷轧钢冲洗废水混合，混合比例为0.1，加入流量控制在0.8L/min，混合搅拌速度为45rpm，搅拌1小时后，冲洗废水中浓度为1.46g/L的亚铁氧化为三价铁的效率为91％。
利用本申请的处理方法处理的效果如下：
(1)若未调节氯离子和未加入氟化钙，步骤第(7)步反应时间为5-10h，结束后，可以得到红色的纯度高于98.5％的赤铁矿颗粒；经步骤(8)-(10)处理后上清液中硝酸盐残留量为220-450mg/L。
(2)若调节氯离子含量，但不加入氟化钙，步骤(7)步反应时间为0.5-5h，结束后溶液中铁离子浓度不变；再经过步骤(8)-(10)处理后，上清液中硝酸盐残留量小于25mg/L。
(3)若不调节氯离子含量，但加入氟化钙，按步骤(7)处理后，废水中硝酸盐转变为亚硝酸盐，转化率为62-78％，无硝酸盐残留。经处理后的废水收集后，与冷轧钢冲洗废水混合，混合比例为0.05-0.2，加入流量控制在0.5-5L/min，混合搅拌速度为40-100rpm，搅拌1小时后，冲洗废水中浓度为1.2-2.5g/L的亚铁氧化为三价铁的效率大于85％。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种不同的选择和修改，因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)使用盐酸或NaOH调节废水pH为0.2-1.2；
(2)向废水中加入氯化铁，调节水中铁离子浓度为120-550mg/L；
(3)向废水中加入混合试剂，混合试剂包含果糖、乙酰丙酸、琼脂粉以及颗粒活性炭；
(4)将上述处理后的废水转入反应罐中，填充度为50-60％，搅拌；
(5)密闭反应罐，打开真空泵，维持反应釜顶部真空度为0.04-0.06MPa；
(6)开启加热装置，升温到80℃，恒温2-5h；
(7)升温到100-140℃，恒温0.5-10h后，冷却到室温；
(8)向上述废水中加入石灰乳，搅拌，调节pH到8.5-9后，静置；
(9)使用纤维滤布过滤上清液；
(10)收集底部沉淀，压滤脱水、鼓风干燥后二次利用或填埋；滤过水回流到步骤(1)与废水混合后一并处理。
2.根据权利要求1所述的含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，所述含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法还包括步骤(31)：向步骤(3)处理后的混合液中投加氟化钙。
3.根据权利要求2所述的含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，所述氟化钙加入剂量按固液比为0.02-0.1％。
4.根据权利要求1所述的含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，所述步骤(3)中果糖、乙酰丙酸、琼脂粉以及颗粒活性炭重量比为6:2:1:1。
5.根据权利要求1所述的含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，所述步骤(4)的搅拌速度为60-120rpm，搅拌时间为0.5-3h。
6.根据权利要求1所述的含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，所述步骤(8)的搅拌速度为30-60rpm，静置时间为24h。
7.根据权利要求1所述的含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，所述步骤(9)滤布孔径为3-10μm。
8.根据权利要求1所述的含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，所述工业废水包括钢铁加工混酸废水、食品加工废水和电镀废水。
9.根据权利要求1所述的含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法，所述工业废水产生量小于5m3/d，废水中硝酸盐含量为20-150g/L。
CN201910722087.6A 2019-08-06 2019-08-06 一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法 Active CN110316895B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910722087.6A CN110316895B (zh) 2019-08-06 2019-08-06 一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910722087.6A CN110316895B (zh) 2019-08-06 2019-08-06 一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110316895A CN110316895A (zh) 2019-10-11
CN110316895B true CN110316895B (zh) 2021-11-30

Family

ID=68125553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910722087.6A Active CN110316895B (zh) 2019-08-06 2019-08-06 一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110316895B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2871794B1 (fr) * 2004-06-18 2007-07-20 Centre Nat Rech Scient Cnrse Procede de traitement d'effluents aqueux comprenant des sels metalliques de type nitrates ou nitrites
CN104529012A (zh) * 2015-01-05 2015-04-22 北京化工大学 一种处理废水中亚硝态氮的方法
CN108940309A (zh) * 2018-07-19 2018-12-07 王晶 一种快速处理污水的催化还原床的制备方法
CN108975505B (zh) * 2018-07-31 2021-08-06 苏州科技大学 一种同时脱除亚硝酸盐与氨氮的污水处理方法
CN109225215A (zh) * 2018-11-06 2019-01-18 南京大学 一种高效选择性光催化还原水中硝态氮的光催化材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110316895A (zh) 2019-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103771650B (zh) 一种煤气化废水的处理方法
CN100465110C (zh) 焦化废水回用处理方法
CN108128917B (zh) 利用拜耳法赤泥去除铜冶炼污酸中多种污染物的方法
CN103787537B (zh) 一种污水的处理方法及其应用
CN101428933B (zh) 镍氨废水生物制剂配合水解—吹脱处理方法
CN105601036A (zh) 基于臭氧氧化及生化技术处理化学镀镍废水的方法
CN111995155A (zh) 一种含氨氮酸性废水资源化处理的方法
CN107162276A (zh) 一种三氯化铁蚀刻废液的除铬方法
US11999642B2 (en) Method for removing calcium ions from high concentration organic wastewater
CN109721195B (zh) 一种内循环催化氧化废水的方法
CN110921993A (zh) 一种发电厂含氨废水的处理方法
CN110316895B (zh) 一种含高浓度硝酸盐工业废水的处理方法
CN105712570A (zh) 一种高浓度含硒废水的处理方法
CN1958462A (zh) 一种利用钢铁酸洗废液制备高铁酸钾的方法
CN105645558A (zh) 一种工业循环水的催化湿式氧化处理方法
CN105645557A (zh) 一种循环水的催化湿式氧化处理方法
CN104261527A (zh) 电解锌厂生产废水的处理方法
CN108083529A (zh) 一种含铬废水与酸性废水协同处理的方法
JP5969400B2 (ja) 嫌気処理方法及び嫌気性処理装置
CN108996752B (zh) 一种从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法
CN106673331A (zh) 脱氨处理后的垃圾渗滤液的处理方法
CN116425350A (zh) 一种电镀含铬废水的处理方法
CN101786766A (zh) 糖蜜酒精蒸馏废水的处理方法
CN106746293A (zh) 煤气发生炉产生的酚氰废水的处理方法
CN106746257A (zh) 煤气发生炉产生的酚氰废水的处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant