本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種利用磁黃鐵礦與菱鎂礦同步脫氮除磷去氨氮的污水處理方法。

背景技術(shù)：

磁黃鐵礦是自然界硫化物中分布最為廣泛的礦物之一，其工業(yè)應(yīng)用主要是生產(chǎn)硫酸，但由此也產(chǎn)生了大量酸性廢水，導(dǎo)致了嚴(yán)重的局部環(huán)境問(wèn)題。菱鎂礦是一種碳酸鎂礦物，它主要用作耐火材料、建材原料和化工原料等。

近年來(lái)，磁黃鐵礦作為新型環(huán)保材料被學(xué)者開(kāi)發(fā)研究，主要集中在對(duì)廢水的脫氮除磷以及重金屬的處理。其中，由于點(diǎn)位缺陷以及結(jié)晶度較低等原因，磁黃鐵礦具有較高的反應(yīng)活性。如，國(guó)際公布日為2015年6月25日的國(guó)際專利pct/cn2014/076323指出磁黃鐵礦具備良好的生物脫氮除磷性能，但該方法主要去除硝態(tài)氮，對(duì)氨氮處理效率有限，而實(shí)際廢水中通常同時(shí)含有氨氮、硝態(tài)氮及磷酸鹽。

又如，公開(kāi)日為2008年11月5日的中國(guó)專利200810060987.0即利用磷酸銨鎂結(jié)晶法去除氨氮和磷酸鹽磷，該發(fā)明在反應(yīng)過(guò)程中添加堿性溶液以維持反應(yīng)體系內(nèi)ph恒定，克服結(jié)晶過(guò)程中ph下降造成的磷酸銨鎂構(gòu)晶離子活度下降，促進(jìn)結(jié)晶過(guò)程，提高沉淀捕集器表面上結(jié)晶沉積量和沉積速率，從而提高沉淀捕集器表面磷酸銨鎂結(jié)晶回收率，但該專利方法不能去除硝態(tài)氮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.要解決的問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)含有氨氮、硝態(tài)氮及磷酸鹽的廢水的處理效率有限、處理對(duì)象單一、處理成本較高的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種利用磁黃鐵礦與菱鎂礦作原料的同步脫氮除磷去氨氮的低成本處理方法。

2.技術(shù)方案

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種同步脫氮除磷去氨氮的廢水處理方法，包括以下步驟：

(1)將磁黃鐵礦破碎，并通過(guò)水洗或酸洗露出磁黃鐵礦新鮮表面待用；

(2)將一定粒度的菱鎂礦用水洗凈待用；

(3)將磁黃鐵礦與菱鎂礦按一定質(zhì)量配比混合均勻加入到反應(yīng)容器中；

(4)將含氨氮、硝態(tài)氮及磷酸鹽的廢水加入到反應(yīng)容器中；

(5)將一定體積硫自養(yǎng)反硝化菌培養(yǎng)液加入反應(yīng)容器中；

(6)將反應(yīng)容器置于厭氧或缺氧環(huán)境，反應(yīng)若干天后，即完成廢水的處理。

更進(jìn)一步地，步驟(1)中將磁黃鐵礦破碎至粒度為20～60目。

更進(jìn)一步地，步驟(2)中菱鎂礦的粒度為20～60目。

更進(jìn)一步地，所述步驟(3)中磁黃鐵礦與菱鎂礦的質(zhì)量配比可為(1～4):1，視水中污染物濃度情況而定。

更進(jìn)一步地，所述步驟(4)中廢水的氨氮濃度范圍為5～15mg/l，硝態(tài)氮濃度范圍為5～80mg/l，磷酸鹽磷濃度范圍為6～30mg/l。

更進(jìn)一步地，所述步驟(5)中的硫自養(yǎng)反硝化菌液體積占廢水體積的4％～11％。

更進(jìn)一步地，所述步驟(6)對(duì)反應(yīng)器混合液進(jìn)行氮吹以去除溶解氧，保證厭氧或缺氧環(huán)境。

更進(jìn)一步地，所述惰性氣體包括氮?dú)?、氬氣、氦氣中的其中一種或多種。

更進(jìn)一步地，所述步驟(6)中反應(yīng)時(shí)間為2～12天。

3.有益效果

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的磁黃鐵礦與菱鎂礦共用，并非只是簡(jiǎn)單的組合，雖然磁黃鐵礦理論上與任何碳源都可以使得此生化反應(yīng)進(jìn)行，但菱鎂礦的使用使得體系具備了同步去氨氮的功能，在本發(fā)明中，磁黃鐵礦作為硫源被利用后釋放出亞鐵離子和鐵離子，與磷酸根形成沉淀，而同時(shí)，菱鎂礦作為碳源被利用后釋放出鎂離子，與銨根離子及磷酸根形成磷酸銨鎂沉淀，從而本方法實(shí)現(xiàn)了脫氮、除磷、去氨氮的同步發(fā)生；

(2)本發(fā)明中碳源選用菱鎂礦后，形成磷酸銨鎂的過(guò)程可以除磷，相比于單獨(dú)天然磁黃鐵礦(本身夾雜有少許碳源物質(zhì))體系，本發(fā)明有更強(qiáng)的除磷效果；

(3)本發(fā)明中磁黃鐵礦與菱鎂礦在環(huán)保領(lǐng)域中的結(jié)合應(yīng)用可以增加礦產(chǎn)資源的利用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的脫氮效果圖；

圖2為實(shí)施例1的除磷效果圖；

圖3為實(shí)施例1的去氨氮效果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。

對(duì)比例

取磁黃鐵礦9g單獨(dú)放入反應(yīng)容器，磁黃鐵礦的粒度為20～60目，加入含no3^--n28mg/l、po4^3--p6.2mg/l、氨氮5mg/l的廢水50ml，然后加入3.5ml自養(yǎng)反硝化菌菌液，氮吹去氧后加蓋密封，測(cè)得磷酸鹽磷在第8d時(shí)去除完全。

實(shí)施例1

本發(fā)明的一種同步脫氮除磷去氨氮的廢水處理方法，其實(shí)施方法為：(1)將磁黃鐵礦破碎至粒度為20～60目，并通過(guò)水洗或酸洗露出黃磁鐵礦新鮮表面待用；(2)將粒度為20～60目的菱鎂礦用水洗凈待用；(3)將磁黃鐵礦與菱鎂礦按一定質(zhì)量配比混合均勻加入到反應(yīng)容器中；(4)將含氨氮、硝態(tài)氮及磷酸鹽的廢水加入到反應(yīng)容器中；(5)將一定體積硫自養(yǎng)反硝化菌培養(yǎng)液加入反應(yīng)容器中；(6)將反應(yīng)容器置于厭氧或缺氧環(huán)境，反應(yīng)若干天后，即完成廢水的處理。

如圖1～3所示的實(shí)施例1，本實(shí)施例1取磁黃鐵礦9g、菱鎂礦3g放入反應(yīng)容器，磁黃鐵礦的粒度為20～60目，菱鎂礦的粒度為20～60目，加入含no3^--n28mg/l、po4^3--p6.2mg/l、氨氮5mg/l的廢水50ml，然后加入3.5ml自養(yǎng)反硝化菌菌液，氮吹去氧后加蓋密封。由圖1可見(jiàn)，8d時(shí)硝態(tài)氮去除完全，由圖2可見(jiàn)，2d時(shí)磷酸鹽磷去除率即達(dá)到95.76％，4d時(shí)磷酸鹽磷去除完全，由圖3可見(jiàn)，8d時(shí)氨氮去除完全。

另外，本實(shí)施例1的磁黃鐵礦和菱鎂礦的反應(yīng)體系中磷酸鹽磷在第4d時(shí)去除完全，而對(duì)比例的單獨(dú)磁黃鐵礦體系中磷酸鹽磷在第8d時(shí)才去除完全，說(shuō)明磁黃鐵礦與菱鎂礦共用具有更強(qiáng)的除磷效果。

實(shí)施例2

本實(shí)施例2的同步脫氮除磷去氨氮的廢水處理步驟與實(shí)施例1基本一致，所不同之處僅在于：取磁黃鐵礦20g、菱鎂礦7g放入反應(yīng)容器，加入含no3^--n80mg/l、po4^3--p25mg/l、氨氮15mg/l的廢水100ml，然后加入4ml自養(yǎng)反硝化菌菌液，氮吹去氧后加蓋密封。12d時(shí)硝態(tài)氮去除完全，6d時(shí)磷酸鹽磷去除完全，11d時(shí)氨氮去除完全。

實(shí)施例3

本實(shí)施例3的同步脫氮除磷去氨氮的廢水處理步驟與實(shí)施例1基本一致，所不同之處僅在于：本實(shí)施例3取磁黃鐵礦7g、菱鎂礦4g放入反應(yīng)容器，加入含no3^--n36mg/l、po4^3--p13mg/l、氨氮9mg/l的廢水40ml，然后加入3.4ml自養(yǎng)反硝化菌菌液，氮吹去氧后加蓋密封。7d時(shí)硝態(tài)氮去除完全，5d時(shí)磷酸鹽磷去除完全，10d時(shí)氨氮去除完全。

實(shí)施例4

本實(shí)施例4的同步脫氮除磷去氨氮的廢水處理步驟與實(shí)施例1基本一致，所不同之處僅在于：本實(shí)施例4取磁黃鐵礦17g、菱鎂礦5g放入反應(yīng)容器，加入含no3^--n50mg/l、po4^3--p17mg/l、氨氮8mg/l的廢水60ml，然后加入4.2ml自養(yǎng)反硝化菌菌液，氮吹去氧后加蓋密封。8d時(shí)硝態(tài)氮去除完全，6d時(shí)磷酸鹽磷去除完全，8d時(shí)氨氮去除完全。

實(shí)施例5

本實(shí)施例5的同步脫氮除磷去氨氮的廢水處理步驟與實(shí)施例1基本一致，所不同之處僅在于：本實(shí)施例5取磁黃鐵礦20g、菱鎂礦5g放入反應(yīng)容器，加入含no3^--n23mg/l、po4^3--p30mg/l、氨氮5mg/l的廢水60ml，然后加入2.4ml自養(yǎng)反硝化菌菌液，吹氬氣去氧后加蓋密封。7d時(shí)硝態(tài)氮去除完全，7d時(shí)磷酸鹽磷去除完全，7d時(shí)氨氮去除完全。

實(shí)施例6

本實(shí)施例6的同步脫氮除磷去氨氮的廢水處理步驟與實(shí)施例1基本一致，所不同之處僅在于：本實(shí)施例6取磁黃鐵礦8g、菱鎂礦8g放入反應(yīng)容器，加入含no3^--n5mg/l、po4^3--p6mg/l、氨氮5mg/l的廢水50ml，然后加入5.5ml自養(yǎng)反硝化菌菌液，吹氦氣去氧后加蓋密封。3d時(shí)硝態(tài)氮去除完全，5d時(shí)磷酸鹽磷去除完全，8d時(shí)氨氮去除完全。