專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法。(二)
背景技術(shù)：
：水體中的氨氮會(huì)造成湖泊和河流的富營(yíng)養(yǎng)化，減少溶解氧濃度，并對(duì)水體中的魚(yú)類(lèi)等水生物產(chǎn)生毒害；同時(shí)氨氮也會(huì)腐蝕、堵塞管道和用水設(shè)備。很多國(guó)家對(duì)飲用水中的氨氮濃度都有嚴(yán)格限定，根據(jù)我國(guó)2002年建設(shè)部I類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，飲用水中氨氮的允許濃度為0.5mg/L?，F(xiàn)有的技術(shù)中，對(duì)氨氮的去除方法主要有生物脫氮法、空氣吹脫法、離子交換法、折點(diǎn)氯化法、催化濕式氧化法等。一般物化法處理水中氨氮的原理是通過(guò)吸附、吹脫、滲濾、化學(xué)沉淀等方法將水中的氨氮從污水中分離出來(lái)，從而使水中的氨氮含量降低到規(guī)定的范圍。物理吸附需要利用沸石中的陽(yáng)離子和廢水中的NHfN進(jìn)行交換以達(dá)到脫氮的目的，但應(yīng)用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問(wèn)題，利用膜的選擇透過(guò)性進(jìn)行氨氮脫除的方法操作雖然方便，氨氮回收率高，但研究表明運(yùn)行中需加堿，加堿量與廢水中氨氮濃度成正比，而且膜分離技術(shù)目前尚在研究階段，并不是十分的成熟。MAP沉淀法(又稱(chēng)磷酸銨鎂沉淀法)去除污水中氨氮目前應(yīng)用的也比較廣泛，但加藥量和藥劑成本均不容樂(lè)觀。中國(guó)專(zhuān)利CN101041503A提供了一種臭氧催化氧化強(qiáng)化去除水中氨氮的方法，該方法是通過(guò)在反應(yīng)器中布置催化劑、控制臭氧和廢水的接觸時(shí)間以及催化劑和布滿(mǎn)臭氧的廢水的接觸時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而所采用的催化劑為沸石或改性沸石、活性氧化鋁、活性炭、硅藻土、硅膠或陶粒中一種或幾種。但由于采用的催化劑吸附容量的關(guān)系，處理過(guò)程均需涉及催化劑的最終處置問(wèn)題，費(fèi)用較為昂貴。(三)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種利用臭氧氧化和樹(shù)葉吸附協(xié)同作用去除廢水中氨氮的新方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法，包括如下步驟1)將植物樹(shù)葉干燥至含水量低于0.5%，然后粉碎成40目-100目的樹(shù)葉粉末；2)往反應(yīng)器中通入pH為9.5-10.5的含氨氮的廢水，加入步驟(1)制得的樹(shù)葉粉末，然后通入臭氧進(jìn)行反應(yīng)，充分反應(yīng)后經(jīng)后處理得到處理后的廢水。本發(fā)明在步驟2)反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)器內(nèi)的氣體由反應(yīng)器頂部的出氣口通入臭氧破壞器中處理后排出。本發(fā)明步驟1)中，所述的植物樹(shù)葉可通過(guò)自然干燥或在50士2t:左右的溫度下加熱干燥4-6h，使其含水量低于0.5%。所述的植物樹(shù)葉可以是楊柳科樹(shù)葉、楓樹(shù)葉、桃樹(shù)葉等；優(yōu)選楊柳科樹(shù)葉。本發(fā)明步驟2)中，本發(fā)明對(duì)廢水的氨氮濃度無(wú)特別要求，但為了保證處理效果，氨氮濃度最好低于2000mg/L(因?yàn)榘钡獫舛仍礁?，相?yīng)的樹(shù)葉投加量也越大，對(duì)臭氧的布?xì)鈺?huì)產(chǎn)生影響)，廢水在通入反應(yīng)器之前，需先用堿液(如氫氧化鈉溶液)將其pH調(diào)節(jié)至9.510.5，此時(shí)水中的氨會(huì)有部分呈現(xiàn)飽和狀態(tài)而逸出，同時(shí)也有利于提高臭氧的降解效果。所述廢水中含有的氨氮與樹(shù)葉粉末的投料質(zhì)量比推薦為1:0.S2.4，優(yōu)選1:1.62.0。所述廢水中含有的氨氮與臭氧的投料質(zhì)量比推薦為1:0.41.3，優(yōu)選i:o.8i.o。本發(fā)明步驟2)在充分反應(yīng)后，可采用如下方法進(jìn)行后處理反應(yīng)結(jié)束后，可以用過(guò)濾法分離廢水和樹(shù)葉殘?jiān)?，?shù)葉殘?jiān)梢圆捎萌紵ㄌ幚?。本發(fā)明所述方法采用的裝置包括臭氧發(fā)生器、反應(yīng)器和臭氧破壞器，所述反應(yīng)器的底部設(shè)置有臭氧入口，所述臭氧入口設(shè)置有砂芯布?xì)馄?，所述反?yīng)器的下部設(shè)置有取樣口，所述反應(yīng)器的頂部設(shè)置有出氣口，所述臭氧發(fā)生器通過(guò)流量計(jì)與反應(yīng)器底部的臭氧入口連接，所述反應(yīng)器的出氣口與臭氧破壞器的入口連接。本發(fā)明所述的臭氧發(fā)生器為CFS-1A型臭氧發(fā)生器，采用氧氣源進(jìn)氣，通過(guò)放電功率來(lái)控制臭氧的產(chǎn)生量大小。本發(fā)明所述的臭氧破壞器為觸媒型臭氧破壞器，進(jìn)入破壞器的臭氧被預(yù)加熱后，與破壞器內(nèi)的觸媒劑接觸轉(zhuǎn)化為氧氣排入大氣。本發(fā)明所述去除氨氮的方法，采用臭氧氧化與樹(shù)葉吸附協(xié)同作用，其作用效率要比相同條件下單獨(dú)臭氧氧化和單獨(dú)樹(shù)葉吸附的處理效率總和還要高，可知樹(shù)葉的加入給臭氧氧化起到了催化的作用。總之，本發(fā)明簡(jiǎn)化了工藝操作，減少了反應(yīng)成本，大大提高了對(duì)于氨氮的處理效率，并且不會(huì)產(chǎn)生污染公害，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。(四)圖1為本發(fā)明利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中1為臭氧接觸反應(yīng)器，2為樹(shù)葉粉末，3為臭氧破壞器，4為流量計(jì)，5為臭氧發(fā)生器，6為氧氣源。(五)具體實(shí)施例方式下面以具體實(shí)例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本發(fā)明實(shí)施例采用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，其中使用的臭氧發(fā)生器為CFS-1A型臭氧發(fā)生器，氧氣瓶進(jìn)氣，氣體流量O-O.16mVh，臭氧放電功率l-10。臭氧破壞器為BHF3-C0D型集成觸媒型臭氧破壞器。實(shí)施例1配制500mL含有500mg/L的氨氮溶液，用20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH到10.O，然后加入到臭氧反應(yīng)器中，同時(shí)加入準(zhǔn)備好的0.5g柳葉粉末，并且通入臭氧。設(shè)定臭氧化氧氣進(jìn)氣流量為0.167L/min，臭氧投加量為20mgmin—、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，反應(yīng)10min后取樣檢測(cè)。作為對(duì)比效果，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，同時(shí)做了單獨(dú)臭氧化和單獨(dú)樹(shù)葉吸附去除同濃度氨氮的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。氨氮檢測(cè)方法納氏比色法。水樣處理10min后效果如表1:表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例2配制500mL含有1500mg/L的氨氮溶液，用20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH到10.5，然后加入到臭氧反應(yīng)器中，同時(shí)加入準(zhǔn)備好的1.2g楊葉粉末，并且通入臭氧。設(shè)定臭氧化氧氣進(jìn)氣流量為0.67L/min，臭氧投加量為80mg^in—、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，反應(yīng)10min后取樣檢測(cè)。作為對(duì)比效果，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，同時(shí)做了單獨(dú)臭氧化和單獨(dú)樹(shù)葉吸附去除同濃度氨氮的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。氨氮檢測(cè)方法納氏比色法。水樣處理lOmin后效果如表2:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例3配制500mL含有2000mg/L的氨氮溶液，用20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH到9.5，然后加入到臭氧反應(yīng)器中，同時(shí)加入準(zhǔn)備好的0.8g楊葉粉末，并且通入臭氧。設(shè)定臭氧化氧氣進(jìn)氣流量為0.46L/min，臭氧投加量為45mg'min—、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，反應(yīng)lOmin后取樣檢測(cè)。作為對(duì)比效果，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，同時(shí)做了單獨(dú)臭氧化和單獨(dú)樹(shù)葉吸附去除同濃度氨氮的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。氨氮檢測(cè)方法納氏比色法。水樣處理lOmin后效果如表3:表3<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例4配制500mL含有1350mg/L的氨氮溶液，用20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH到10.5，然后加入到臭氧反應(yīng)器中，同時(shí)加入準(zhǔn)備好的1.5g柳葉粉末，并且通入臭氧。設(shè)定臭氧化氧氣進(jìn)氣流量為0.67L/min，臭氧投加量為80mg^in—、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，反應(yīng)10min后取樣檢測(cè)。作為對(duì)比效果，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，同時(shí)做了單獨(dú)臭氧化和單獨(dú)樹(shù)葉吸附去除同濃度氨氮的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。氨氮檢測(cè)方法納氏比色法。水樣處理10min后效果如表4:表4<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求一種利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法，包括如下步驟1)將植物樹(shù)葉干燥至含水量低于0.5％，然后粉碎成40目-100目的樹(shù)葉粉末；2)往反應(yīng)器中通入pH為9.5-10.5的含氨氮的廢水，加入步驟(1)制得的樹(shù)葉粉末，然后通入臭氧進(jìn)行反應(yīng)，充分反應(yīng)后經(jīng)后處理得到處理后的廢水。2.如權(quán)利要求1所述的利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法，其特征在于所述步驟2)的反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)器內(nèi)的氣體由反應(yīng)器頂部的出氣口通入臭氧破壞器中處理后排出。3.如權(quán)利要求1或2所述的利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法，其特征在于所述廢水中含有的氨氮與樹(shù)葉粉末的質(zhì)量比為1:0.82.4。4.如權(quán)利要求3所述的利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法，其特征在于所述廢水中含有的氨氮與樹(shù)葉粉末的質(zhì)量比為1:1.62.0。5.如權(quán)利要求1或2所述的利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法，其特征在于所述廢水中含有的氨氮與臭氧的質(zhì)量比為1:0.41.3。6.如權(quán)利要求5所述的利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法，其特征在于所述廢水中含有的氨氮與臭氧的質(zhì)量比為1:0.81.0。7.如權(quán)利要求1或2所述的利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法，其特征在于所述的植物樹(shù)葉為楊柳科植物樹(shù)葉、楓樹(shù)葉或桃樹(shù)葉。8.如權(quán)利要求7所述的利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法，其特征在于所述的植物樹(shù)葉為楊柳科植物樹(shù)葉。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種利用臭氧和樹(shù)葉協(xié)同作用去除水中氨氮的方法，包括如下步驟1)將植物樹(shù)葉干燥至含水量低于0.5％，然后粉碎成40目-100目的樹(shù)葉粉末；2)往反應(yīng)器中通入pH為9.5-10.5的含氨氮的廢水，加入步驟(1)制得的樹(shù)葉粉末，然后通入臭氧進(jìn)行反應(yīng)，充分反應(yīng)后得到處理后的廢水。本發(fā)明利用樹(shù)葉吸附和臭氧氧化的協(xié)同作用，簡(jiǎn)化了工藝操作，減少了反應(yīng)成本，大大提高了對(duì)于氨氮的處理效率，并且不會(huì)產(chǎn)生污染公害。文檔編號(hào)C02F1/78GK101717147SQ20091015474公開(kāi)日2010年6月2日申請(qǐng)日期2009年12月3日優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日發(fā)明者童少平,馬淳安,魏狀申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)