申请日2015.01.12
公开(公告)日2016.08.10
IPC分类号C02F9/04; C02F101/38
摘要
本发明涉及一种难降解废水脱氮的方法，控制废水温度在55-120℃，进行酸性水解，并加入氧化还原催化剂，促进氨氮和硝基氮的相互作用，形成氮气，无需要外加碳源就可以完成对废水的处理。与现有技术相比，本发明总氮的去除效果好，成本低，工艺流程简单，投资少。
权利要求书
1.一种难降解废水脱氮的方法，其特征在于，该方法控制废水温度在55-120℃，进行酸性水解，并加入氧化还原催化剂，促进氨氮和硝基氮的相互作用，形成氮气，无需要外加碳源，具体采用以下步骤：
(1)在酸性条件下进行水解0.5-5hr，将有机氮转化为硝态氮或铵态氮;
(2)进行中温催化氧化反应1-4hr，以多重氧化剂组合进行氧化，将部分无机氮转化为硝态氮;
(3)进行中温催化还原反应0.5-2hr，促进硝态氮和氨氮的相互作用，将硝态氮和铵态氮同时转化为氮气，完成对废水的处理。
2.根据权利要求1所述的一种难降解废水脱氮的方法，其特征在于，所述的废水中含有硝基苯、硝基酚、磺胺、苯胺、偶氮苯或氨基酸类有机氮中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种难降解废水脱氮的方法，其特征在于，步骤(1)中控制pH值为1-5进行水解。
4.根据权利要求1所述的一种难降解废水脱氮的方法，其特征在于，步骤(2)中控制反应温度为55-120℃。
5.根据权利要求1所述的一种难降解废水脱氮的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的多重氧化剂选自双氧水、臭氧、氯酸盐或过氧酸盐中的至少两种。
6.根据权利要求1所述的一种难降解废水脱氮的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的多重氧化剂在废水中的含量为0.2-2wt%。
7.根据权利要求1所述的一种难降解废水脱氮的方法，其特征在于，步骤(3)中控制反应温度为55-120℃。
8.根据权利要求1所述的一种难降解废水脱氮的方法，其特征在于，步骤(3)中采用的催化剂选自Fe2O3、V2O5、WO3、CuO或MnO2中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种难降解废水脱氮的方法，其特征在于，步骤(3)中采用的催化剂在废水中的含量为0.1-0.5wt%。
说明书
一种难降解废水脱氮的方法
技术领域
本发明涉及工业废水资源化的技术领域，尤其是涉及一种难降解废水脱氮的方法。
背景技术
水中的含氮类化合物如不经过妥善处理排入水体，会使水体发生富营养化的危险，因此需对排入水体的废水进行脱氮处理。
废水脱氮处理工艺种类繁多，其中以生物脱氮工艺最为常见，生物脱氮工艺主要分为传统生物脱氮工艺和生物脱氮新工艺。微生物去除氨氮过程需要经历两个阶段，第一阶段是硝化过程。第二阶段为反硝化过程。该工艺优点反应速率大，而且比较彻底。缺点是生物脱氮外加碳源，处理设施多，占地面积大，造价高，管理不够方便。
CN201310632426.4公布了一种一体化生物脱氮装置及其处理废水的方法，所述生物脱氮装置包括好氧反应池、沉淀池、废水池、进水泵、鼓风机、污泥回流泵和曝气器，所述好氧反应池内添加有悬浮填料，所述悬浮填料为表面和内部均分布有与表面贯通的孔洞的球体或柱体，悬浮填料表面孔洞的直径为1μm～20mm，悬浮填料内部孔洞的直径为10μm～10mm;利用本发明处理废水的方法可以在好氧反应池内获得75%左右的脱氮效率,但处理设施多，占地面积大。
CN02135464.2公布了一种污水脱氮除磷处理工艺方法,是一种城市污水脱氮除磷倒置A/A/O工艺方法，在污水生物处理过程中，当生物脱氮与生物除磷在同一处理系统中共存时，通常生物脱氮与生物除磷存在碳源矛盾、泥龄矛盾与硝酸盐问题等;倒置A/A/O工艺将传统的脱氮除磷工艺的厌氧/缺氧环境进行倒置，形成了“缺氧/厌氧/好氧”的工艺布置形式;由于倒置A/A/O工艺内在的优越特点，使处理系统内生物脱氮与生物除磷的矛盾得到缓解，氮和磷的去 除都有很大的提高。但处理设施多，占地面积大。
上述技术对于不含可生物降解有机物的难降解废水，采用生物脱氮需要外加碳源，且处理设施多，占地面积大，造价高，管理不够方便。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无需要外加碳源，成本低，工艺流程简单，投资少，总氮的去除效果好的难降解废水脱氮的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种难降解废水脱氮的方法，控制废水温度在55-120℃，进行酸性水解，并加入氧化还原催化剂，促进氨氮和硝基氮的相互作用，形成氮气，无需要外加碳源，具体采用以下步骤：
(1)在酸性条件下进行水解0.5-5hr，将有机氮转化为硝态氮或铵态氮;
(2)进行中温催化氧化反应1-4hr，以多重氧化剂组合进行氧化，将部分无机氮转化为硝态氮;
(3)进行中温催化还原反应0.5-2hr，促进硝态氮和氨氮的相互作用，将硝态氮和铵态氮同时转化为氮气，完成对废水的处理。
所述的废水中含有硝基苯、硝基酚、磺胺、苯胺、偶氮苯、氨基酸等硝基、氨基类有机氮。
步骤(1)中控制pH值为1-5进行水解。
步骤(2)中控制反应温度为50-120℃。
步骤(2)中所述的多重氧化剂选自双氧水、臭氧、氯酸盐或过氧酸盐中的至少两种。
步骤(2)中所述的多重氧化剂在废水中的含量为0.2-2wt%。
步骤(3)中控制反应温度为55-120℃。
步骤(3)中采用的催化剂选自Fe2O3、V2O5、WO3、CuO或MnO2中的一种或几种。
步骤(3)中采用的催化剂在废水中的含量为0.1-0.5wt%。
与现有技术相比，本发明总氮的去除效果好，成本低，工艺流程简单，投 资少，在酸性和加热条件下，有机氮水解为无机氮。
有机氮有机物
然后无机氮中的氨基氮和硝基氮在加热时，受催化剂的作用进行氧化还原反应脱氮，机理如下，
加热和催化剂
8NH3+6NO2→7N2+12H2O。
具体实施方式
本发明提供了难降解废水脱氮的方法，所处理的废水中含有硝基苯、硝基酚、磺胺、苯胺、偶氮苯、氨基酸等硝基、氨基类有机氮。具体实施方式如下，在55-120℃之间首先在酸性条件下(pH=1-5)进行0.5-5.0hr水解，将有机氮转化为硝态氮或铵态氮，再进行中温催化氧化反应，以质量分数为0.2%～2%的双氧水、臭氧、氯酸盐、过氧酸盐等氧化剂一种或两种进行氧化，氧化时间1.0-4.0hr，将部分无机氮转化为硝态氮，最后进行中温催化还原反应，在55-120℃条件下采用质量分数为0.1%-0.5%的Fe2O3、V2O5、WO3、CuO、MnO2等的一种或几种促进硝态氮和氨氮的相互作用，反应0.5-2.0hr将硝态氮和铵态氮同时转化为氮气，可以大大强化总氮的去除效果。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
垃圾渗滤液纳滤浓缩液总氮101mg/L,首先在55℃之间首先在酸性条件下(pH=5)进行5.0hr水解，将有机氮转化为硝态氮或铵态氮，再进行中温催化氧化反应，以质量分数为0.2%的臭氧进行氧化，氧化时间4.0hr，将部分无机氮转化为硝态氮，最后进行中温催化还原反应，在55℃条件下加入质量分数为0.2%的CuO和质量分数为0.3%的MnO2促进硝态氮和氨氮的相互作用，反应2.0hr将硝态氮和铵态氮同时转化为氮气，废水的总氮降低为15mg/L，总氮去除率为85%。
实施例2
垃圾渗滤液RO浓缩液总氮169mg/L,首先在120℃之间首先在酸性条件下 (pH=3)进行0.5hr水解，将有机氮转化为硝态氮或铵态氮，再进行中温催化氧化反应，以质量分数为0.2%氯酸钠和0.5%过硫酸钠进行氧化，氧化时间1.0hr，将部分无机氮转化为硝态氮，最后进行中温催化还原反应，在120℃条件下加入质量分数为0.1%的Fe2O3促进硝态氮和氨氮的相互作用，反应0.5hr将硝态氮和铵态氮同时转化为氮气，废水的总氮降低为44mg/L，去除率为74%。
实施例3
养殖废水经生物处理和NF处理后的浓缩液总氮556mg/L(pH=1),首先在90℃之间首先在酸性条件下进行3.5hr水解，将有机氮转化为硝态氮或铵态氮，再进行中温催化氧化反应，以质量分数为2.0%双氧水进行氧化，氧化时间1.0hr，将部分无机氮转化为硝态氮，最后进行中温催化还原反应，在90℃条件下加入质量分数为0.5%的Fe2O3促进硝态氮和氨氮的相互作用，反应1.0hr将硝态氮和铵态氮同时转化为氮气，废水的总氮降低为145mg/L，去除率为74%。
