申请日2014.12.29
公开(公告)日2015.07.22
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，具体包括如下步骤：(1)沼气发酵废水预处理;(2)制萃取剂中间体;(3)制萃取剂;(4)萃取除氮硫化合物。本发明先对沼气发酵废水进行预处理，通过添加氧化剂，在池内经5-6h的调节酸化过程使水质保持相对的稳定，为后期脱除氮硫化合物奠定了基础，提高了脱除效率;萃取剂成本低廉、稳定性好、在油品中几乎无残留、重复利用率高，该方法操作简单、低成本、低耗能、所需时间短;萃取剂与处理水混合后通过曝气搅拌，可提高脱硫脱氮的效果，通过活性炭吸附柱吸附过滤，能将废水中的含氮量大幅度降低，达到有效处理避免污染环境的目的，工艺简单，运行费用较低，符合绿色、环保要求。
权利要求书
1.一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)沼气发酵废水预处理：将沼气发酵废水排至酸化氧化池，控制酸化调节池中水温在28-32℃，用盐酸调节pH 在7-8之间，投加0.4-0.6%的氧化剂，池中设搅拌机进行搅拌，在池内经5-6h的调节酸化过程，使水质保持相对的稳定;
(2)制萃取剂中间体：按照重量比1：3-5十八胺和无水乙醇混合，加入高压反应釜中，搅拌均匀，放置到温度为-3~-5℃的冷藏室中24h，然后加入无水乙醇4倍体积的有机溶剂，密封，用6-7MPa 的惰性气体置换釜中空气3~5次，室温下搅拌55-65min后于80-85℃保温反应3-4 h，减压蒸馏脱除无水乙醇至恒重;
(3)制萃取剂：按照物质的量取中间体和苄基甲烷，封釜后用惰性气体置换釜中空气3~5 次，鼓入惰性气体至6-7MPa，于80-85℃反应6-8h，用无水乙醇对反应釜进行洗涤，减压蒸除无水乙醇至恒重;
(4)萃取除氮硫化合物：向步骤(1)预处理的废水中加入步骤(3)制得的萃取剂，萃取剂与处理水的质量比为1:600-700，曝气搅拌15 分钟，废水按照流量4-5L/min经吸附过滤装置吸附过滤。
2.根据权利要求1所述一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，所述步骤(1)中氧化剂为双氧水和硝酸按照重量比2：3组成的混合物。
3.根据权利要求1所述一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，所述步骤(1)中高氯酸和次氯酸按照重量比1：3组成的混合物。
4.根据权利要求1所述一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，所述步骤(2)中有机溶剂为甲烷和丙酮中的任意一种。
5.根据权利要求1所述一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的吸附过滤装置是活性炭吸附柱。
说明书
一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法
技术领域
本发明属于纺织废水处理技术领域，具体涉及一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法。
背景技术
以工业废水或废弃物为发酵原料时，原料里可能含酚类、氰化物、苯甲酸、长链脂肪酸和一些重金属离子等。沼气发酵原料如畜禽养殖废弃物、高浓度工业有机废水、城市污水厂剩余污泥、作物秸秆以及有机垃圾等都是生物质类物质，含有相当数量的有机硫或无机硫，在厌氧消化过程中被转化成硫化氢，而随沼气排除，因此，沼气中都含有一定数量的硫化氢。必须在使用前对沼气进行人工脱硫处理。目前，沼气中硫化氢脱除方法主要有物理化学法(包括干法脱硫、湿法脱硫)和生物法。由于物理化学脱硫方法存在能耗高、处理费用昂贵，污泥处置难等缺点，另外，现在常用的化学法中，有机萃取剂大多存在挥发损失、环境污染严重等弊端。
离子液体大多为非质子溶剂，可以大大地减少溶剂化现象的发生，能保持化合物具有较高的反应活性。此外，离子液体几乎无蒸汽压，具有较好的热稳定性和化学稳定性，一般可回收重复使用。离子液体在沼气发酵废水处理方面也显现出其独特的优势，将有望解决复杂氮硫化合物脱除难的问题。目前发展的离子液体萃取脱硫技术由于离子液体昂贵的造价、复杂的合成步骤及其循环利用率低等缺点，而只能局限在基础理论研究阶段，实现工业化还有待新型廉价离子液体的开发研究。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，
本发明的技术方案是这样实现的：
一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)沼气发酵废水预处理：将沼气发酵废水排至酸化氧化池，控制酸化调节池中水温在28-32℃，用盐酸调节pH 在7-8之间，投加0.4-0.6%的氧化剂，池中设搅拌机进行搅拌，在池内经5-6h的调节酸化过程，使水质保持相对的稳定;
(2)制萃取剂中间体：按照重量比1：3-5十八胺和无水乙醇混合，加入高压反应釜中，搅拌均匀，放置到温度为-3~-5℃的冷藏室中24h，然后加入无水乙醇4倍体积的有机溶剂，密封，用6-7MPa 的惰性气体置换釜中空气3~5次，室温下搅拌55-65min后于80-85℃保温反应3-4 h，减压蒸馏脱除无水乙醇至恒重;
(3)制萃取剂：按照物质的量取中间体和苄基甲烷，封釜后用惰性气体置换釜中空气3~5 次，鼓入惰性气体至6-7MPa，于80-85℃反应6-8h，用无水乙醇对反应釜进行洗涤，减压蒸除无水乙醇至恒重;
(4)萃取除氮硫化合物：向步骤(1)预处理的废水中加入步骤(3)制得的萃取剂，萃取剂与处理水的质量比为1:600-700，曝气搅拌15 分钟，废水按照流量4-5L/min经吸附过滤装置吸附过滤。
进一步的，所述步骤(1)中氧化剂为双氧水和硝酸按照重量比2：3组成的混合物。
进一步的，所述步骤(1)中高氯酸和次氯酸按照重量比1：3组成的混合物。
进一步的，所述步骤(2)中有机溶剂为甲烷和丙酮中的任意一种。
进一步的，所述步骤(4)中的吸附过滤装置是活性炭吸附柱。
本发明的有益效果为：
本发明先对沼气发酵废水进行预处理，通过添加氧化剂，在池内经5-6h的调节酸化过程使水质保持相对的稳定，为后期脱除氮硫化合物奠定了基础，提高了脱除效率。
本发明的萃取剂将聚醚链引入到离子液体的阳离子结构中，从而对离子液体的极性进行调控，同时将苄基引入阳离子，可实现废水的深度脱硫脱氮，该离子液体成本低廉、稳定性好、在油品中几乎无残留、重复利用率高，该方法操作简单、低成本、低耗能、所需时间短。
萃取剂与处理水混合后通过曝气搅拌，可提高脱硫脱氮的效果，通过活性炭吸附柱吸附过滤，能将废水中的含氮量大幅度降低，达到有效处理避免污染环境的目的，工艺简单，运行费用较低，符合绿色、环保要求。
