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利用13x分子篩處理氨氮廢水的方法

文檔序號(hào):4841645閱讀:548來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:利用13x分子篩處理氨氮廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種利用13X分子篩處理氨氮廢水的方法,屬于環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)
水體中氨氮的主要來(lái)源有農(nóng)業(yè)排水、城市污水、雨水以及工業(yè)生產(chǎn)中氨氮廢水等。淡水水系接納大量氨氮,導(dǎo)致藻類異常繁殖,造成富營(yíng)養(yǎng)化污染,湖泊老化變成沼澤或枯干地;近海水域接納大量氨氮,在合適水溫、鹽度、日照、降雨條件下,甲藻和浮游生物大量繁殖,出現(xiàn)“赤潮”。對(duì)魚類不利;氨氮在水體中經(jīng)溶解氧、亞硝酸菌、硝酸菌的作用下,產(chǎn)生NO2-和NO3-,其濃度超過(guò)10mg/L時(shí),對(duì)胎兒和嬰兒會(huì)引起變性血紅蛋白增加,喪失輸氧能力,有礙健康;NO2-和NO3-是亞硝酸氨的前身,而亞硝酸氨是強(qiáng)致癌物質(zhì),對(duì)人們的威脅更大;氨氮與自來(lái)水中的消毒劑生成殺菌能力較差的氯胺,從而降低了氯對(duì)自來(lái)水的消毒作用。因此,國(guó)內(nèi)外對(duì)氨氮廢水的治理日益重視,其治理方法歸結(jié)起來(lái)有四種氨吹脫法、生化法、離子交換法和拆點(diǎn)加氯法。對(duì)于高濃度氨氮廢水,用氨吹脫法處理,單耗低、工藝簡(jiǎn)單、氨可回收、水能循環(huán)利用。缺點(diǎn)是冬天氣溫低,特別在北方寒冷地區(qū),氣溫降到0℃以下,傳質(zhì)效率較差,運(yùn)行發(fā)生困難。另外,水中鈣鎂在填料塔內(nèi)結(jié)垢。當(dāng)循環(huán)氣流減小時(shí)除氮效率降低,最終有堵塞填料塔的可能。生物除氮法是幾種方法中單耗最低、并能將含氮、碳物質(zhì)同時(shí)氧化的方法,但存在污泥處理以及微生物中毒、流失等弊。拆點(diǎn)加氯法,在控制pH值和氯的投配比情況下,幾乎可將廢水中氨全部除盡,并不受溫度和流量的約束。缺點(diǎn)是運(yùn)行成本高,不適用于高濃度大流量的廢水處理。離子交換法受離子交換劑的性能影響較大,且運(yùn)行成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn),提供一種方法操作簡(jiǎn)單,處理廢水量大,成本低,可回用水和氨氮資源的利用13X分子篩處理氨氮廢水的方法。
本發(fā)明借助于以下的原理13X分子篩是一種微孔材料,分子式為Na2O.Al2O3.(2~3)SiO2.6H2O,比表面積大,具有優(yōu)良的吸附性,在吸附濃度很低時(shí),仍有較高的吸附能力,既能選擇吸附,又能脫水干燥。特別是它具有特殊的骨架結(jié)構(gòu),構(gòu)造開放性較大,微孔豐富,孔徑均勻,有效孔徑約為0.9nm,在這些大小均一的孔道中占據(jù)有陽(yáng)離子鈉和水分子,可進(jìn)行離子交換而不影響其骨架結(jié)構(gòu),具有分子篩的功能,可將離子直徑大于0.9nm的各種離子拒之于微孔之外,只允許直徑小于0.9nm的離子進(jìn)入微孔進(jìn)行交換,NH4+離子直徑為0.286nm,能進(jìn)入孔道進(jìn)行離子交換。而且13X分子篩對(duì)水中陽(yáng)離子的選擇順序?yàn)镃s+>Rb+>K+>NH4+>Sr2+=Ba2+>Ca2+>Na+>Fe3+>Al3+>Mg2+,所以不受水中常見(jiàn)的Ca2+、Mg2+、Na+等離子干擾,優(yōu)先選擇NH4+交換。氨氮廢水存在如下平衡當(dāng)pH<7,平衡向左移動(dòng),廢水中只存在NH4+。pH.>12,平衡向右移動(dòng),廢水中只存在NH3,pH為7~12,廢水中NH4+和NH3共存。
根據(jù)上述原理,本發(fā)明利用13X分子篩處理氨氮廢水的方法的步驟為1、用13X分子篩將廢水中的銨離子去除,具體操作為根據(jù)實(shí)際廢水的濃度,即處理廢水的量計(jì)算出分子篩的用量,然后將分子篩投入到廢水中,在常溫中攪拌10分鐘,然后靜置5分鐘,過(guò)濾,得到濾液和濾渣,濾液為凈化水,直接排放,濾渣為吸附了廢水中的氨氮的13X分子篩,待處理;2、用質(zhì)量濃度為20%NaCl溶液洗脫13X分子篩所吸附的氨氮,具體操作為用與廢水的體積比為1∶10,質(zhì)量濃度為20%NaCl溶液采用多次少量的方式洗滌濾渣10~15分鐘,得到氯化銨的濃縮液濾液及洗脫吸附氨氮后的分子篩,再生的分子篩在105℃下烘干,供循環(huán)使用。
本發(fā)明利用以廉價(jià)天然巖石所合成的13X分子篩,通過(guò)吸附-離子交換作用,將廢水中的銨離子除去,使廢水凈化,用質(zhì)量濃度為20%NaCl溶液洗脫13X分子篩所吸附的氨氮,使13X分子篩能重復(fù)使用,銨離子轉(zhuǎn)化為氯化銨能直接回收利用,吸脫液可重復(fù)使用,因此,本發(fā)明投資少,成本低,處理廢水量大,且操作簡(jiǎn)單速度快,可獲推廣應(yīng)用。


圖1為13X分子篩處理氨氮廢水的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例本實(shí)施例的的工藝流程如圖1所示,采用NH4Cl和自來(lái)水配制成NH4+離子濃度為50mg/L的廢水,pH值弱酸性至中性,處理過(guò)程如下1、將1克13X分子篩投入到約1500mL的含NH4+pH值為5~7廢水中,攪拌10-15分鐘,靜置5-10分鐘,過(guò)濾,得到濾液和濾渣,濾液為凈化水,直接排放,濾渣為吸附了廢水中的氨氮的13X分子篩,待處理;2、用質(zhì)量濃度為20%NaCl的150mL溶液,用少量多次方式清洗濾渣10-15分鐘;3、回收富含NH4Cl濾液;4、對(duì)即為13X分子篩的濾渣經(jīng)1小時(shí)105℃烘干處理,供循環(huán)使用。
權(quán)利要求
1.一種利用13X分子篩處理氨氮廢水的方法,其特征在于,方法的步驟為(1)用13X分子篩將廢水中的銨離子去除,具體操作為根據(jù)實(shí)際廢水的濃度,即處理廢水的量計(jì)算出分子篩的用量,然后將分子篩投入到廢水中,在常溫中攪拌、靜置、過(guò)濾,濾液為凈化水,直接排放,濾渣為吸附了廢水中的氨氮的13X分子篩,待處理;(2)用質(zhì)量濃度為20%NaCl溶液洗脫13X分子篩所吸附的氨氮,具體操作為用質(zhì)量濃度為20%NaCl溶液與被處理廢水的體積比為1∶10,采用多次少量的方式洗滌濾渣10~15分鐘,得到氯化銨的濃縮液濾液及洗脫吸附氨氮后的分子篩,再生后的分子篩在105℃下烘干,供循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用13X分子篩處理氨氮廢水的方法,其步驟為將13X分子篩投入到廢水中,在常溫中攪拌、靜置、過(guò)濾,濾液為凈化水,直接排放,濾渣為吸附了廢水中的氨氮的13X分子篩,待處理;用質(zhì)量濃度為20%NaCl溶液與被處理廢水的體積比為1∶10,采用多次少量的方式洗滌濾渣,得到氯化銨的濃縮液及洗脫吸附氨氮后的分子篩,再生后的分子篩在105℃下烘干,供循環(huán)使用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是投資少,成本低,處理廢水量大,且操作簡(jiǎn)單速度快,可獲推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C02F1/28GK1485281SQ02137109
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2002年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月24日
發(fā)明者陶紅, 張道方, 周仕林, 陶 紅 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)
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