申请日2012.04.28
公开(公告)日2012.08.15
IPC分类号C02F1/20; C02F1/58
摘要
本发明公开了一种处理煤化工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，并浸入由丙烯酸酯、二羟基紫蒽酮、氯苯基乙酮、右泛醇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。本发明在有机复合脱氮剂处理高浓度氨氮废水的基础上，采用磁性纳米吸附材料相结合，在保持原有氨氮去除率的条件下，解决了有机复合脱氮剂吹脱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
1.一种处理煤化工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煤化废水中，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丙烯酸酯、2-氧代环戊烷羧酸甲酯、二羟基紫蒽酮、环庚酮、聚乙烯吡咯烷酮、氯苯基乙酮、1-甲基环戊醇、碘海醇、右泛醇、甘露醇、对甲基苄醇中的三种或三种以上。
3.根据权利要求2所述一种处理煤化工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：
丙烯酸酯10 %～45% 2-氧代环戊烷羧酸甲酯10 %～45% 二羟基紫蒽酮15%～50%
环庚酮10 %～40% 聚乙烯吡咯烷酮15%～55% 氯苯基乙酮15%～40%
1-甲基环戊醇15 %～55% 碘海醇13%～48% 右泛醇15%～44%
甘露醇16 %～50% 对甲基苄醇15 %～55%。
说明书
一种处理煤化工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，特别是一种处理煤化工废水中高浓度氨氮方法，属于污水处理领域。
背景技术
煤化工废水以高浓度煤洗涤废水为主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质，综合废水中的氨氮在10000mg/L～20000mg/L，大多以氨离子(NH4+)和游离氨(NH3)保持平衡的状态而存在。具有排放量大，污染范围广，排放方式复杂、污染物种类繁多、污染物质毒性强、污染物排放后恢复比较困难等特点。
目前，对含有高浓度氨氮的煤化工废水的处理方法有很多种，比如传统的沉淀法，虽能高去除废水中的氨氮，但它在处理过程中不仅需要单独调整PH而且其所沉淀的污泥含水量高，N、P等物质的固体含量低，无回收利用价值，而在使用的吹脱法，除了处理效率不高之外，还存在二次污染的问题又比如公开号为CN101428889，名称为“一种去除废水中氨氮的处理方法”公开的方法为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可，该法操作简单，能连续处理且处理，虽然很大程度上提高了氨氮去除率，但是仍然无法解决氨气排放所带来的二次污染问题。
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：有机复合脱氮剂结合吹脱法在处理高浓度氨氮废水时由于氨气的排放对大气造成了二次污染问题，本发明的处理方法是这样实现的：
一种处理煤化工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煤化工废水中，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丙烯酸酯、2-氧代环戊烷羧酸甲酯、二羟基紫蒽酮、环庚酮、聚乙烯吡咯烷酮、氯苯基乙酮、1-甲基环戊醇、碘海醇、右泛醇、甘露醇、对甲基苄醇的三种或三种以上。
所述有机复合脱氮剂，以质量比计：
丙烯酸酯10 %～45% 2-氧代环戊烷羧酸甲酯10 %～45% 二羟基紫蒽酮15%～50%
环庚酮10 %～40% 聚乙烯吡咯烷酮15%～55% 氯苯基乙酮15%～40%
1-甲基环戊醇15 %～55% 碘海醇13%～48% 右泛醇15%～44%
甘露醇16 %～50% 对甲基苄醇15 %～55%。
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，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煤化工废水的水质情况，选用了以丙烯酸酯、2-氧代环戊烷羧酸甲酯、二羟基紫蒽酮、环庚酮、聚乙烯吡咯烷酮、氯苯基乙酮、1-甲基环戊醇、碘海醇、右泛醇、甘露醇、对甲基苄醇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：
一种处理煤化工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煤化工废水中，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丙烯酸酯、2-氧代环戊烷羧酸甲酯、二羟基紫蒽酮、环庚酮、聚乙烯吡咯烷酮、氯苯基乙酮、1-甲基环戊醇、碘海醇、右泛醇、甘露醇、对甲基苄醇的三种或三种以上。
所述有机复合脱氮剂，以质量比计：
丙烯酸酯10 %～45%、 2-氧代环戊烷羧酸甲酯10 %～45% 、 二羟基紫蒽酮15%～50%、
环庚酮10 %～40%、 聚乙烯吡咯烷酮15%～55% 、 氯苯基乙酮15%～40% 、
1-甲基环戊醇15 %～55% 、 碘海醇13%～48% 、 右泛醇15%～44%、
甘露醇16 %～50% 、 对甲基苄醇15 %～55%。
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45 g丙烯酸酯、30g二羟基紫蒽酮、25 g 1-甲基环戊醇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55ppm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0.25mg/L，氨氮去除率为99.98%。
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35g2 -氧代环戊烷羧酸甲酯、30g环庚酮和35g碘海醇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95ppm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15000mg/L降低到0.3mg/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40g丙烯酸酯、25g聚乙烯吡咯烷酮和35g右泛醇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87ppm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20000mg/L降低到0.2mg/L，氨氮去除率为99.99%。
