申请日2012.04.28
公开(公告)日2012.08.15
IPC分类号C02F1/48; C02F101/16; C02F1/58
摘要
本发明公开了一种处理焦化废水中高浓度氨氮方法。将粉碎、过筛后的褐铁矿颗粒，依次经浓盐酸、饱和氢氧化钾甲醇溶液浸泡，在外加磁场下分离、沉淀，然后用氧丙二腈对沉淀物进行极化处理，并浸入由鲸蜡豆蔻酯、季戊四山嵛酸脂、三氟甲基苯甲酸甲磺酸酚和环氧乙烷等组成的有机复合脱氮剂中30～50min，用去离子水清洗三遍，并在氮气保护条件下烘干，即可得有机复合脱氮剂磁性吸附纳米材料。用本发明处理味精废水中高浓度氨氮，其去除能力不仅能达到有机复合脱氮剂结合吹脱法的效果，最根本的是解决了前者在处理过程中由于氨气的排放而导致的二次污染问题。
权利要求书
1.一种处理焦化废水中高浓度氨氮的方法，其特征在于：
(1)取适量褐铁矿，经粉碎、过筛后得100～120目颗粒;
(2)将粉碎的颗粒依次经浓盐酸、饱和氢氧化钾、甲醇溶液浸泡，并在外加磁场下分离，得沉淀物;
(3)往沉淀物中加入氧丙二腈进行极性化，以增强沉淀物表面氢键作用力;
(4)将上述经过酸洗、碱浸和极化后的纳米材料浸入有机复合脱氮剂中，搅拌30～60min后，得沉淀物;
(5)将沉淀后的物质用去离子水清洗3遍，并在氮气的保护条件下进行烘干;
(6)将烘干后的磁性纳米材料按质量比为50～100ppm投加到含有高浓度氨氮的焦化废水中，搅拌15～30min后，在外加磁场下分离，即可。
2.根据权利要求1所述一种处理高浓度氨氮废水中高浓度氨氮方法，其特征在于：所述有机复合脱氮剂为鲸蜡豆蔻酯、季戊四山嵛酸脂、聚亚安酯、钛酸四丙脂、三氟甲基苯甲酸、甲基丙烯酸甲、甲磺酸酚、邻氯苯酚、2.6-二叔丁基对甲酚和环氧乙烷的三种或三种以上。
3.根据权利要求2所述一种处理焦化废水中高浓度氨氮方法，其特征在于：所述有机复合脱氮剂，以质量比计：
鲸蜡豆蔻酯15%～55% 季戊四山嵛酸脂15 %～50% 聚亚安酯10 %～50%
钛酸四丙脂10 %～55% 三氟甲基苯甲酸10 %～45% 甲基丙烯酸甲10%～50%
甲磺酸酚10%～40% 邻氯苯酚15 %～50% 2.6-二叔丁基对甲酚10%～55%。
说明书
一种处理焦化废水中高浓度氨氮方法
技术领域
本发明涉及一种处理高浓度氨氮方法，特别是一种处理焦化废水中高浓度氨氮方法，属于污水处理领域。
背景技术
焦化废水主要来源于焦炉煤气初冷和焦化生产过程中的生产用水以及蒸汽冷凝废水。其COD浓度超过4000mg/L，氨氮浓度超过7000mg/L，以NH3-N的形式存在，并且由于废水中大量铵盐的存在，致使生物净化所需的氮源过剩，给处理达标带来较大困难。另外，焦化废水包含大量的强致癌物质，随着工业的发展，排放量逐年增加，对环境造成了严重污染的同时也直接威胁到我们人类自身的健康。
因此，加大对焦化废水的处理力度，推进清洁生产的步伐，迫在眉睫。目前，在使用的吹脱法，除了处理效率不高之外，还存在二次污染的问题，如公开号为CN101372370，名称为“一种处理高浓度氨氮废水的有机脱氮剂和脱氮方法”所述的通过加入一种由50%～80%的有酯类，10%～50%的胺类和10%～50%烷烃类组合而成的有机复合脱氮剂结合吹脱法进行处理，又如公开号为CN101428889，名称为“一种去除废水中氨氮的处理方法”所公开的一种连续、高效去除废水中氨氮的处理方法，先在废水进水管的进口处充入压缩空气，经高压喷嘴射入废水混合反应器;再在混合反应器内加入脱氮剂，最后将混合后的废水从文丘里管中流出进入走廊式廊道结构的吹脱池中进行曝气吹脱即刻，该法操作简单，能连续处理且处理量大，但处理后的浓度仍有0.5mg/L这两种方法虽然大大提高了氨氮去除率，但是仍解决不了由于氨气的排放所导致的二次污染问题。因此，我们有必要在现有的技术基础上做出进一步的创新，以达到可持续发展的目标。
基于可持续发展理念，在高浓度氨氮废水处理方面，不仅要追求高效脱氮的环境治理目标，还要追求节能省耗、避免二次污染等更高层次的环境经济效益目标，才是治理高浓度氨氮废水比较理想的技术发展方向。
发明内容
为了解决原有技术中存在的：使用有机复合脱氮剂结合吹脱法处理高浓度氨氮废水在氨氮去除率高的条件下会对大气造成二次污染的问题，本发明的处理方法是这样实现的：
一种处理焦化废水中高浓度氨氮方法，其特征在于：
(1)取适量褐铁矿，经粉碎、过筛后得100～120目颗粒;
(2)将粉碎的颗粒依次经浓盐酸、饱和氢氧化钾、甲醇溶液浸泡，并在外加磁场下分离，得沉淀物;
(3)往沉淀物中加入氧丙二腈进行极性化，以增强沉淀物表面氢键作用力;
(4)将上述经过酸洗、碱浸和极化后的纳米材料浸入有机复合脱氮剂中，搅拌30～60min后，得沉淀物;
(5)将沉淀后的物质用去离子水清洗3遍，并在氮气的保护条件下进行烘干;
(6)将烘干后的磁性纳米材料按质量比为50～100ppm投加到含有高浓度氨氮的焦化废水中，搅拌15～30min后，在外加磁场下分离，即可。
所述有机复合脱氮剂为鲸蜡豆蔻酯、季戊四山嵛酸脂、聚亚安酯、钛酸四丙脂、三氟甲基苯甲酸、甲基丙烯酸甲、甲磺酸酚、邻氯苯酚、2.6-二叔丁基对甲酚和环氧乙烷的三种或三种以上。
所述有机复合脱氮剂，以质量比计：
鲸蜡豆蔻酯15%～55% 季戊四山嵛酸脂15 %～50% 聚亚安酯10 %～50%
钛酸四丙脂10 %～55% 三氟甲基苯甲酸10 %～45% 甲基丙烯酸甲10%～50%
甲磺酸酚10%～40% 邻氯苯酚15 %～50% 2.6-二叔丁基对甲酚10%～55%
环氧乙烷15%～40%
本发明与有机复合脱氮剂结合吹脱法处理高浓度氨氮废水所具有的明显优势是：
(1)采用本发明方法对含有高浓度的氨氮废水的处理中，不产生任何氨气，避免了二次污染，另外，处理完毕后也不会生成任何沉淀物，出水即可达到国家一级标准;
(2)本方法通过氧丙二腈对磁性纳米材料进行的极化，增强了纳米材料表面氢键的作用力以及与废水中氨气或氨根离子的结合能力;
(3)针对含有高浓度氨氮的焦化废水的水质情况，选用了以鲸蜡豆蔻酯、季戊四山嵛酸脂、聚亚安酯、钛酸四丙脂 、三氟甲基苯甲酸、甲基丙烯酸甲、甲磺酸酚、邻氯苯酚、2.6-二叔丁基对甲酚、环氧乙烷的三种或三种以上为主要成分的有机复合脱氮剂对其磁性纳米材料进行改性，针对性强。
具体实施方式：
一种处理焦化废水中高浓度氨氮方法，其特征在于：
(1)取适量褐铁矿，经粉碎、过筛后得100～120目颗粒;
(2)将粉碎的颗粒依次经浓盐酸、饱和氢氧化钾、甲醇溶液浸泡，并在外加磁场下分离，得沉淀物;
(3)往沉淀物中加入氧丙二腈进行极性化，以增强沉淀物表面氢键作用力;
(4)将上述经过酸洗、碱浸和极化后的纳米材料浸入有机复合脱氮剂中，搅拌30～60min后，得沉淀物;
(5)将沉淀后的物质用去离子水清洗3遍，并在氮气的保护条件下进行烘干;
(6)将烘干后的磁性纳米材料按质量比为50～100ppm投加到含有高浓度氨氮的焦化废水中，搅拌15～30min后，在外加磁场下分离，即可。
所述有机复合脱氮剂为鲸蜡豆蔻酯、季戊四山嵛酸脂、聚亚安酯、钛酸四丙脂、三氟甲基苯甲酸、甲基丙烯酸甲、甲磺酸酚、邻氯苯酚、2.6-二叔丁基对甲酚和环氧乙烷的三种或三种以上。
所述有机复合脱氮剂，以质量比计：
鲸蜡豆蔻酯15%～55%、 季戊四山嵛酸脂15 %～50%、 聚亚安酯10 %～50%、
钛酸四丙脂10 %～55%、 三氟甲基苯甲酸10 %～45%、 甲基丙烯酸甲10%～50%、
甲磺酸酚10%～40%、 邻氯苯酚15 %～50%、 2.6-二叔丁基对甲酚10%～55%、
环氧乙烷15%～40%。
实例1：
先取适量经粉碎、100目过筛后的褐铁矿颗粒，依次浸泡在浓盐酸、饱和氢氧化钾和甲醇溶液中，再在外加磁场下分离、沉淀，然后用氧丙二腈对上述沉淀物进行极性化处理，并浸入由35g鲸蜡豆蔻酯、25g三氟甲基苯甲酸、20g甲磺酸酚、20g环氧乙烷组成的有机复合脱氮剂中搅拌、沉淀，再将该沉淀物用去离子水清洗三遍后在氮气保护下进行烘干，最后将烘干的纳米材料按质量比50ppm投加到含有高浓度氨氮的废水中，搅拌，然后在外加磁场下分离、即可。使用本方法对常州某制药公司的废水进行处理之后，该废水中的氨氮浓度从10000mg/L降低到0.2mg/L，氨氮去除率为99.99%。
实例2：
先取适量经粉碎、120目过筛后的褐铁矿颗粒，依次浸泡在浓盐酸、饱和氢氧化钾和甲醇溶液中，再在外加磁场下分离、沉淀，然后用氧丙二腈对上述沉淀物进行极性化处理，并浸入由30g季戊四山嵛酸脂、35g甲基丙烯酸甲、15g邻氯苯酚、20g环氧乙烷。组成的有机复合脱氮剂中搅拌、沉淀，再将该沉淀物用去离子水清洗三遍后在氮气保护下进行烘干，最后将烘干的纳米材料按质量比100ppm投加到含有高浓度氨氮的废水中，搅拌，然后在外加磁场下分离、即可。使用本方法对无锡某制药厂的废水进行处理之后，该废水中的氨氮浓度从9000mg/L降低到0.2mg/L，氨氮去除率为99.98%。
实例3：
先取适量经粉碎、110目过筛后的褐铁矿颗粒，依次浸泡在浓盐酸、饱和氢氧化钾和甲醇溶液中，再在外加磁场下分离、沉淀，然后用氧丙二腈对上述沉淀物进行极性化处理，并浸入由25g聚亚安酯、25g三氟甲基苯甲酸、35g 2.6-二叔丁基对甲酚和15g环氧乙烷组成的有机复合脱氮剂中搅拌、沉淀，再将该沉淀物用去离子水清洗三遍后在氮气保护下进行烘干，最后将烘干的纳米材料按质量比75ppm投加到含有高浓度氨氮的废水中，搅拌，然后在外加磁场下分离、即可。使用本方法对上海某制药厂的废水进行处理之后，该废水中的氨氮浓度从15000mg/L降低到0.25mg/L，氨氮去除率为99.98%。
