CN1485281A - 利用13x分子筛处理氨氮废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用13X分子筛处理氨氮废水的方法，其步骤为：将13X分子筛投入到废水中，在常温中搅拌、静置、过滤，滤液为净化水，直接排放，滤渣为吸附了废水中的氨氮的13X分子筛，待处理；用质量浓度为20％NaCl溶液与被处理废水的体积比为1∶10，采用多次少量的方式洗涤滤渣，得到氯化铵的浓缩液及洗脱吸附氨氮后的分子筛，再生后的分子筛在105℃下烘干，供循环使用。本发明的优点是投资少，成本低，处理废水量大，且操作简单速度快，可获推广应用。

Description

利用13X分子筛处理氨氮废水的方法

技术领域

本发明涉及一种利用13X分子筛处理氨氮废水的方法，属于环境科学与环境工程领域。

背景技术

水体中氨氮的主要来源有：农业排水、城市污水、雨水以及工业生产中氨氮废水等。淡水水系接纳大量氨氮，导致藻类异常繁殖，造成富营养化污染，湖泊老化变成沼泽或枯干地；近海水域接纳大量氨氮，在合适水温、盐度、日照、降雨条件下，甲藻和浮游生物大量繁殖，出现“赤潮”。对鱼类不利；氨氮在水体中经溶解氧、亚硝酸菌、硝酸菌的作用下，产生NO₂ ^-和NO₃ ^-，其浓度超过10mg/L时，对胎儿和婴儿会引起变性血红蛋白增加，丧失输氧能力，有碍健康；NO₂ ^-和NO₃ ^-是亚硝酸氨的前身，而亚硝酸氨是强致癌物质，对人们的威胁更大；氨氮与自来水中的消毒剂生成杀菌能力较差的氯胺，从而降低了氯对自来水的消毒作用。因此，国内外对氨氮废水的治理日益重视，其治理方法归结起来有四种：氨吹脱法、生化法、离子交换法和拆点加氯法。对于高浓度氨氮废水，用氨吹脱法处理，单耗低、工艺简单、氨可回收、水能循环利用。缺点是冬天气温低，特别在北方寒冷地区，气温降到0℃以下，传质效率较差，运行发生困难。另外，水中钙镁在填料塔内结垢。当循环气流减小时除氮效率降低，最终有堵塞填料塔的可能。生物除氮法是几种方法中单耗最低、并能将含氮、碳物质同时氧化的方法，但存在污泥处理以及微生物中毒、流失等弊。拆点加氯法，在控制pH值和氯的投配比情况下，几乎可将废水中氨全部除尽，并不受温度和流量的约束。缺点是运行成本高，不适用于高浓度大流量的废水处理。离子交换法受离子交换剂的性能影响较大，且运行成本高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的缺点，提供一种方法操作简单，处理废水量大，成本低，可回用水和氨氮资源的利用13X分子筛处理氨氮废水的方法。

本发明借助于以下的原理：13X分子筛是一种微孔材料，分子式为Na₂O.Al₂O₃.(2～3)SiO₂.6H₂O，比表面积大，具有优良的吸附性，在吸附浓度很低时，仍有较高的吸附能力，既能选择吸附，又能脱水干燥。特别是它具有特殊的骨架结构，构造开放性较大，微孔丰富，孔径均匀，有效孔径约为0.9nm，在这些大小均一的孔道中占据有阳离子钠和水分子，可进行离子交换而不影响其骨架结构，具有分子筛的功能，可将离子直径大于0.9nm的各种离子拒之于微孔之外，只允许直径小于0.9nm的离子进入微孔进行交换，NH₄ ⁺离子直径为0.286nm，能进入孔道进行离子交换。而且13X分子筛对水中阳离子的选择顺序为Cs⁺＞Rb⁺＞K⁺＞NH₄ ⁺＞Sr²⁺＝Ba²⁺＞Ca²⁺＞Na⁺＞Fe³⁺＞Al³⁺＞Mg²⁺，所以不受水中常见的Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺等离子干扰，优先选择NH₄ ⁺交换。氨氮废水存在如下平衡： 当pH＜7，平衡向左移动，废水中只存在NH₄ ⁺。pH.＞12，平衡向右移动，废水中只存在NH₃，pH为7～12，废水中NH₄ ⁺和NH₃共存。

根据上述原理，本发明利用13X分子筛处理氨氮废水的方法的步骤为：

1、用13X分子筛将废水中的铵离子去除，具体操作为：根据实际废水的浓度，即处理废水的量计算出分子筛的用量，然后将分子筛投入到废水中，在常温中搅拌10分钟，然后静置5分钟，过滤，得到滤液和滤渣，滤液为净化水，直接排放，滤渣为吸附了废水中的氨氮的13X分子筛，待处理；

2、用质量浓度为20％NaCl溶液洗脱13X分子筛所吸附的氨氮，具体操作为：用与废水的体积比为1∶10，质量浓度为20％NaCl溶液采用多次少量的方式洗涤滤渣10～15分钟，得到氯化铵的浓缩液滤液及洗脱吸附氨氮后的分子筛，再生的分子筛在105℃下烘干，供循环使用。

本发明利用以廉价天然岩石所合成的13X分子筛，通过吸附-离子交换作用，将废水中的铵离子除去，使废水净化，用质量浓度为20％NaCl溶液洗脱13X分子筛所吸附的氨氮，使13X分子筛能重复使用，铵离子转化为氯化铵能直接回收利用，吸脱液可重复使用，因此，本发明投资少，成本低，处理废水量大，且操作简单速度快，可获推广应用。

附图说明

图1为13X分子筛处理氨氮废水的工艺流程图。

具体实施方式

实施例

本实施例的的工艺流程如图1所示，采用NH₄Cl和自来水配制成NH₄ ⁺离子浓度为50mg/L的废水，pH值弱酸性至中性，处理过程如下：

1、将1克13X分子筛投入到约1500mL的含NH₄ ⁺pH值为5～7废水中，搅拌10-15分钟，静置5-10分钟，过滤，得到滤液和滤渣，滤液为净化水，直接排放，滤渣为吸附了废水中的氨氮的13X分子筛，待处理；

2、用质量浓度为20％NaCl的150mL溶液，用少量多次方式清洗滤渣10-15分钟；

3、回收富含NH₄Cl滤液；

4、对即为13X分子筛的滤渣经1小时105℃烘干处理，供循环使用。

Claims (1)

1、一种利用13X分子筛处理氨氮废水的方法，其特征在于，方法的步骤为：

(1)用13X分子筛将废水中的铵离子去除，具体操作为：根据实际废水的浓度，即处理废水的量计算出分子筛的用量，然后将分子筛投入到废水中，在常温中搅拌、静置、过滤，滤液为净化水，直接排放，滤渣为吸附了废水中的氨氮的13X分子筛，待处理；

(2)用质量浓度为20％NaCl溶液洗脱13X分子筛所吸附的氨氮，具体操作为：用质量浓度为20％NaCl溶液与被处理废水的体积比为1∶10，采用多次少量的方式洗涤滤渣10～15分钟，得到氯化铵的浓缩液滤液及洗脱吸附氨氮后的分子筛，再生后的分子筛在105℃下烘干，供循环使用。