一種氨氮處理藥劑及其應(yīng)用方法
【專利摘要】一種氨氮處理藥劑是磷酸鹽、氯化磷酸鈉及鎂鹽三種固體藥劑按0.2～0.6:0.4～0.8:1.3～1.5摩爾比例制成的粉劑或片劑，并且磷酸鹽和氯化磷酸鈉兩者中的磷酸根總摩爾量與鎂鹽中鎂離子摩爾量之比滿足1:1.3～1.5。上述氨氮處理藥劑使用方法：按PO4：N摩爾比1:1向廢水中加入本發(fā)明的氨氮處理藥劑，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水pH為9～9.5，攪拌反應(yīng)20min，靜置沉淀30-40min后固液分離，然后將分離出的廢水用鹽酸調(diào)節(jié)pH為7，攪拌反應(yīng)10～15min后即可。本發(fā)明可處理各種濃度的氨氮廢水，反應(yīng)迅速，可實(shí)現(xiàn)處理后廢水氨氮濃度達(dá)國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，且在處理過(guò)程中不像折點(diǎn)氯化法那樣造成氯逸出帶來(lái)危險(xiǎn)，并可回收磷酸銨鎂作為農(nóng)用化肥，降低了廢水處理成本。
【專利說(shuō)明】一種氨氮處理藥劑及其應(yīng)用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氨氮處理藥劑及其應(yīng)用方法，屬污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]氨氮廢水是一類廣泛且污染性嚴(yán)重的廢水，它的存在是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素，在飲用水處理中消耗氧化劑增加水處理成本，并且氨氮在水中最終被氧化為硝酸鹽或亞硝酸鹽對(duì)人類身體健康及水生生物造成不利影響。目前，由于氨氮造成的諸多不利影響已引起了人們的足夠認(rèn)識(shí)，開(kāi)發(fā)出一系列處理方法，如電滲析、反滲透、蒸發(fā)結(jié)晶法、氨吹脫、離子交換法、化學(xué)沉淀法、折點(diǎn)氯化、生物法等，但真正能應(yīng)用于實(shí)際廢水工程中氮的脫除的主要有化學(xué)沉淀法、氨吹脫法、離子交換法、折點(diǎn)氯化法及生物法。
[0003]生物法處理氨氮廢水是最為經(jīng)濟(jì)且有效的，但其受許多條件限制，如廢水必須可生化性強(qiáng)、氨氮濃度不能超過(guò)200mg/L等，而實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中排放的氨氮廢水一般具有氨氮濃度高、有機(jī)物含量少等特點(diǎn)，這使得生物法處理難以實(shí)際應(yīng)用。氨吹脫法通過(guò)調(diào)節(jié)PH使氨氮由離子態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，再經(jīng)氣液傳質(zhì)可實(shí)現(xiàn)氨氮脫離，該法處理廢水效果較好，費(fèi)用適中，但出水氨氮濃度還較高，需進(jìn)一步處理；化學(xué)沉淀法是現(xiàn)階段研宄較多的一種氨氮去除方法，氨氮去除效率高，反應(yīng)迅速，并可回收磷酸銨鎂作為農(nóng)用化肥；離子交換法可使低濃度氨氮廢水經(jīng)一次處理即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)廢水水質(zhì)要求高，且處理成本較高，實(shí)際應(yīng)用的范圍較窄，很難應(yīng)用于各類廢水的處理。折點(diǎn)氯化一般應(yīng)用于飲用水消毒也可處理低濃度氨氮廢水，具有不受鹽含量干擾，有機(jī)物含量越少氨氮處理效果越好，不產(chǎn)生污泥，處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，可使氨氮經(jīng)一次處理即達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但其應(yīng)用于高濃度氨氮廢水的處理，成本高且容易造成氯污染。
[0004]綜上所述，目前針對(duì)氨氮廢水的處理主要存在以下問(wèn)題:
[0005]1.生物法雖有很好的氨氮去除效果，但須廢水可生化性強(qiáng)、且氨氮濃度不能超過(guò)200mg/L，這使得許多廢水無(wú)法采用該法處理。
[0006]2.化學(xué)沉淀法和氨吹脫法對(duì)各種濃度的氨氮廢水都有較好的處理效果，但仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)廢水一次性處理到排放標(biāo)準(zhǔn)。離子交換法雖可使低濃度氨氮廢水經(jīng)一次處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但受許多條件限制，很難應(yīng)用于各類廢水的處理。折點(diǎn)氯化法處理低濃度氨氮廢水具有很好的去除效果，但應(yīng)用于高濃度氨氮廢水的處理，成本高，容易造成氯二次污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種既能處理各種濃度的氨氮廢水，又能使廢水處理到達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，而且成本低又沒(méi)有二次污染的氨氮處理藥劑及其應(yīng)用方法。
[0008]本發(fā)明的氨氮處理藥劑是磷酸鹽、氯化磷酸鈉及鎂鹽三種固體藥劑按0.2?0.6:0.4?0.8:1.3?1.5摩爾比例制成的粉劑或片劑，并且磷酸鹽和氯化磷酸鈉兩者中的磷酸根總摩爾量與鎂鹽中鎂離子摩爾量之比滿足1: 1.3?1.5，即PO4 = Mg = 1: 1.3?1.5，其中，磷酸鹽為磷酸鈉、磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉中的任何一種，鎂鹽為氯化鎂或硫酸鎂。
[0009]本發(fā)明氨氮處理藥劑的制備方法:將上述磷酸鹽、氯化磷酸鈉及鎂鹽分別按規(guī)定的摩爾比粉碎成粉末，粒度在100— 250目，然后充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆蚣吹梅蹌┗蚪?jīng)壓片得片劑。
[0010]本發(fā)明的氨氮處理藥劑使用方法:按P (磷):N(氮)摩爾比1:1向廢水中加入本發(fā)明的氨氮處理藥劑，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水pH為9?9.5，攪拌反應(yīng)20min，靜置沉淀30-40min后固液分離，然后將分離出的廢水用鹽酸調(diào)節(jié)pH為7，攪拌反應(yīng)10?15min后即可。
[0011]本發(fā)明的氨氮處理藥劑工作原理為:鎂鹽和磷酸鹽通過(guò)調(diào)節(jié)pH為9?9.5范圍使其與氨氮反應(yīng)生成磷酸銨鎂而達(dá)到去除氨氮目的，反應(yīng)式如下:
[0012]Mg2++NH4++PO廣+6H20 = MgNH4PO4.6H20 I
[0013]在pH為9?9.5范圍且還有少量磷酸鹽存在的條件下，氨氮處理藥劑中的氯化磷酸鈉其次氯酸鹽成分較穩(wěn)定，并溶于水中，實(shí)現(xiàn)固液分離后的廢水調(diào)節(jié)PH = 7后主要發(fā)生如下反應(yīng)而達(dá)到去除殘余氨氮的目的:
[0014]1.5NaOCl+NH4+— 0.5N2 丨 +1.5NaCl+l.5H 20+H+
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1.本發(fā)明的氨氮處理藥劑為固體片劑或粉劑，便于保存和運(yùn)輸，生產(chǎn)方式和
[0017]設(shè)備簡(jiǎn)單。
[0018]2.本發(fā)明中的氨氮處理藥劑結(jié)合了化學(xué)沉淀法和折點(diǎn)氯化法兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，可處理各種濃度的氨氮廢水，反應(yīng)迅速，可實(shí)現(xiàn)處理后廢水氨氮濃度達(dá)國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，且在處理過(guò)程中不像折點(diǎn)氯化法那樣造成氯逸出帶來(lái)危險(xiǎn)。
[0019]3.本發(fā)明中的氨氮處理藥劑處理廢水可回收磷酸銨鎂作為農(nóng)用化肥，降低了廢水處理成本。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]將磷酸鈉(固體)、氯化磷酸鈉(固體)及氯化鎂(固體)三種固體藥劑按0.6:0.4:1.4摩爾比例壓碎碾成粉末狀，粒徑為100目，然后攪拌混合均勻，制成片劑，且磷酸鈉和氯化磷酸鈉兩者中的磷酸根總摩爾量與鎂鹽中鎂離子摩爾量之比為1:1.4。
[0023]取IL 氨氮濃度為 1000mg/L，COD 為 200mg/L，B0D/C0D = 0.12 廢水，按 P: N 摩爾比1:1向廢水中加入本發(fā)明中的氨氮處理藥劑，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水pH = 9，攪拌反應(yīng)20min，靜置沉淀30min后固液分離，分離后廢水氨氮濃度為103mg/L，然后將分離出的廢水用鹽酸調(diào)節(jié)pH為7，攪拌反應(yīng)1min后停止攪拌，經(jīng)測(cè)定殘余濃度為7.9mg/L，C0D為67mg/L，總氮為 8.9mg/Lo
[0024]實(shí)施例2
[0025]將磷酸氫二鈉(固體)、氯化磷酸鈉(固體)及氯化鎂(固體)三種固體藥劑按0.5:0.5:1.5摩爾比例壓碎碾成粉末狀，粒徑為150目，然后攪拌混合均勻，制成粉劑，且磷酸氫二鈉和氯化磷酸鈉兩者中的磷酸根總摩爾量與鎂鹽中鎂離子摩爾量之比為1:1.5。
[0026]取IL 氨氮濃度為 2500mg/L，COD 為 150mg/L，B0D/C0D = 0.07 廢水，按 P:N 摩爾比1:1向廢水中加入本發(fā)明中的氨氮處理藥劑，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水pH = 9.5，攪拌反應(yīng)20min，靜置沉淀30min后固液分離，分離后廢水氨氮濃度為217mg/L，然后將分離出的廢水用鹽酸調(diào)節(jié)pH為7，攪拌反應(yīng)15min后停止攪拌，經(jīng)測(cè)定殘余濃度為13.5mg/L，COD為73mg/L，總氮為15mg/Lo
[0027]實(shí)施例3
[0028]將磷酸鈉(固體)、氯化磷酸鈉(固體)及硫酸鎂(固體)三種固體藥劑按0.4:0.6:1.4摩爾比例壓碎碾成粉末狀，粒徑為150目，然后攪拌混合均勻，制成粉劑，且磷酸鈉和氯化磷酸鈉兩者中的磷酸根總摩爾量與鎂鹽中鎂離子摩爾量之比為1:1.4。
[0029]取IL 氨氮濃度為 1500mg/L，COD 為 450mg/L，B0D/C0D = 0.35 廢水，按 P:N 摩爾比1:1向廢水中加入本發(fā)明中的氨氮處理藥劑，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水pH = 9.5，攪拌反應(yīng)20min，靜置沉淀30min后固液分離，分離后廢水氨氮濃度為187mg/L，然后將分離出的廢水用鹽酸調(diào)節(jié)pH為7，攪拌反應(yīng)15min后停止攪拌，經(jīng)測(cè)定殘余濃度為8.5mg/L，COD為173mg/L,總氮為 9.5mg/Lo
[0030]實(shí)施例4
[0031]將磷酸二氫鈉(固體)、氯化磷酸鈉(固體)及氯化鎂(固體)三種固體藥劑按0.3:0.7:1.5摩爾比例壓碎碾成粉末狀，粒徑為200目，然后攪拌混合均勻，制成片劑，且磷酸二氫鈉和氯化磷酸鈉兩者中的磷酸根總摩爾量與鎂鹽中鎂離子摩爾量之比為1:1.5。
[0032]取IL 濃度為 500mg/L 氨氮廢水，COD 為 650mg/L，B0D/C0D = 0.4 廢水，按 P: N 摩爾比1:1向廢水中加入本發(fā)明中的氨氮處理藥劑，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水pH = 9.5，攪拌反應(yīng)20min，靜置沉淀35min后固液分離，分離后廢水氨氮濃度為58mg/L，然后將分離出的廢水用鹽酸調(diào)節(jié)pH為7，攪拌反應(yīng)1min后停止攪拌，經(jīng)測(cè)定殘余濃度為5.5mg/L，C0D為163mg/L，總氮為10mg/L。
【權(quán)利要求】
1.一種氨氮處理藥劑，其特征在于:本發(fā)明的氨氮處理藥劑是磷酸鹽、氯化磷酸鈉及鎂鹽三種固體藥劑按0.2?0.6:0.4?0.8:1.3?1.5摩爾比例制成的粉劑或片劑，并且磷酸鹽和氯化磷酸鈉兩者中的磷酸根總摩爾量與鎂鹽中鎂離子摩爾量之比滿足1:1.3?1.5，即PO4 = Mg = 1:1.3?1.5，其中，磷酸鹽為磷酸鈉、磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉中的任何一種，鎂鹽為氯化鎂或硫酸鎂。
2.權(quán)利要求1的氨氮處理藥劑使用方法，其特征在于:按P:N摩爾比1:1向廢水中加入本發(fā)明的氨氮處理藥劑，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水PH為9?9.5，攪拌反應(yīng)20min，靜置沉淀30-40min后固液分離，然后將分離出的廢水用鹽酸調(diào)節(jié)pH為7，攪拌反應(yīng)10?15min后即可。
【文檔編號(hào)】C05B21/00GK104478049SQ201410696741
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】黃海明, 丁麗 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)