本發(fā)明屬于化工高鹽廢水分鹽母液處理技術(shù)暨水資源綜合利用，具體涉及一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，特別是針對煤化工高鹽廢水的處理以體現(xiàn)資源化、高值化利用。

背景技術(shù)：

1、化工高鹽廢水是指：①化工生產(chǎn)，化學反應不完全或化學反應副產(chǎn)物，尤其煤化工、石油化工、冶金、精細化工、染料、農(nóng)藥等化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量高cod、高鹽有毒廢水；②廢水處理，在廢水處理過程中，水處理劑及酸、堿的加入帶來的礦化，以及大部分“淡水”回收而產(chǎn)生的濃縮液。

2、化工高鹽廢水經(jīng)過“零排放系統(tǒng)”后，得到總?cè)芙夤腆w(tds)的質(zhì)量分數(shù)大于5％的難于生化處理的濃水，該濃水采用分鹽結(jié)晶工藝進一步處理后得到可回收利用的副產(chǎn)鹽,即硫酸鈉na2so4和氯化鈉nacl。由于前述分鹽結(jié)晶工藝產(chǎn)生的母液含鹽率大于20wt％(即鹽的含量占母液重量百分比的20％)，混合了硝酸鈉、硝酸鉀、氯化鈉等一價鹽和惰性有機雜質(zhì)。目前化工行業(yè)的通常做法是將前述母液蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出雜鹽(即危廢，占比為總鹽量的15～20％)，雜鹽處置成本為2000～5000元/噸，給化工企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟負擔。

3、硝酸根(no3-)是硝酸鹽的陰離子，是有氧環(huán)境中最穩(wěn)定的含氮化合物形式，當工業(yè)廢水中的硝酸鹽不斷富集的狀況下，假如處理不當而會污染水源，并且這種污染具有隱蔽性和難以治理的特點，其治理和修復具有極大的難度如工藝復雜和費用昂貴。

4、已有技術(shù)中針對上述化工高鹽廢水分鹽母液中的硝酸根去除方法的技術(shù)信息處于空白狀態(tài)，針對低含鹽率(1.0-3.5wt％)的化工廢水中硝酸根的去除技術(shù)，主要為電催化還原法：電催化處理硝酸鹽研究集中在地下水污染處理、電鍍廢水處理、切屑液等，電催化陰極還原硝酸鹽主要有兩種方式，一是陰極直接將硝酸鹽還原為氮氣；二是先將硝酸鹽在陰極還原為氨氮，氨氮再與在陽極產(chǎn)生的氧化物作用生成氮氣。

5、cn118084239a公開了“一種電化學處理電鍍廢水中硝態(tài)氮的方法及銅鐵錯層組合電極板”，該方法將酸性廢水匯入高壓脈沖電化學反應器中進行電化學還原反應，高壓脈沖電化學反應器內(nèi)設(shè)有電極，電極為銅鐵錯層組合極板，單塊極板為一半銅板和一半鐵板焊接而成，相鄰極板銅鐵部分錯位放置，極板之間通過定位件固定，高壓脈沖電化學反應器的電壓為60v-90v，電流為30a-60a，頻率為1500hz-2000hz，該方法如用于母液處理，輸入的電流過高缺乏安全性，因為在母液中含有較多的氯化鈉，通電后分別在陰極與陽極生成氫氣(h2)與氯氣(cl2)，如果不及時分離、收集，將導致氯氣中毒，甚至混合氣體發(fā)生爆炸，另外，電極為鐵板和銅板容易產(chǎn)生大量化學污泥。

6、cn113121058?a公開了“一種去除高鹽廢水中硝態(tài)氮的工藝方法”，該方法針對的處理對象為反滲透濃水中no3-n為80-300mg/l，局限性較大，另外，輸入的電流密度為10-30ma/cm2只適合于含鹽率≤3.5wt％的廢水。

7、cn118307095?a公開了“一種選擇性電催化-化學還原耦合法高效去除水體硝酸鹽的方法”，該方法首先利用電催化反應將硝酸鹽選擇性地還原為亞硝酸鹽，然后利用化學反應將亞硝酸鹽選擇性地還原為氮氣，該方法限定處理硝酸鹽污染濃度范圍從50ppm到500ppm，局限性較大。

8、cn118005224?a公開了“一種液相還原銀粉廢水中硝酸根的去除方法”，該方法陽極為鐵電極或不銹鋼電極；陰極為銅基電極，電流密度為200～500a/m2，電化學處理時間為2～5h，電流太高，導致能耗大，僅適合于含鹽率≤3.5wt％的廢水，另外，電極為鐵板和銅板容易產(chǎn)生大量化學污泥。

9、由此可見，如何從簡潔的工藝流程、低廉的處理成本、體現(xiàn)高鹽廢水無雜化處理并且確保母液資源化再利用等綜合因素考量而探索去除化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根的方法不僅具有良好的積極意義，而且也是目前本領(lǐng)域密切關(guān)注以及企盼解決的技術(shù)問題，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的任務在于提供一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，該方法能解決母液的硝酸根難以去除的問題，并且具有工藝流程簡練、處理成本低廉、得以體現(xiàn)高鹽廢水的無雜化以及為凈化后的母液實現(xiàn)資源化再利用鋪平道路的長處。

2、本發(fā)明的任務是這樣來完成的，一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，包括以下步驟：

3、(1)將母液中的硝酸根還原為亞硝酸根，將含有硝酸根的化工高鹽廢水分鹽母液引入作為一級反應單元的結(jié)構(gòu)體系的調(diào)節(jié)池內(nèi)并且對水溫及ph值進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后引入一級反應單元的結(jié)構(gòu)體系的一級反應池，在一級反應池中的微電場和催化劑作用下進行微電場催化反應而使硝酸根還原為亞硝酸根，微電場催化反應結(jié)束后泵入一級反應單元的結(jié)構(gòu)體系的沉淀池內(nèi)沉淀，沉淀后得到上清液為本步驟(1)處理后的廢水；

4、(2)將由步驟(1)得到的處理后的廢水泵入作為二級反應單元的結(jié)構(gòu)體系的二級調(diào)節(jié)池內(nèi)并且對水溫以及ph值進行調(diào)整，調(diào)整后引入二級反應單元的結(jié)構(gòu)體系的二級反應池，在二級反應池中的微電場、緩沖劑和還原劑的作用下反應，反應結(jié)束后得到脫氮廢水；

5、(3)后處理，先將由步驟(2)得到的脫氮廢水引入作為后處理單元的結(jié)構(gòu)體系的第三調(diào)節(jié)池內(nèi)并且對水溫及ph值繼而調(diào)節(jié)，繼而調(diào)節(jié)后引入后處理單元的澄清池澄清，再將澄清池內(nèi)的上清液泵入后處理單元的多介質(zhì)過濾器過濾，由多介質(zhì)過濾器過濾的產(chǎn)水泵入后處理單元的結(jié)構(gòu)體系的儲存池，得到去除了硝酸根的化工高鹽廢水分鹽母液。

6、在本發(fā)明的一個具體的實施例中，步驟(1)中所述的對水溫和ph值進行調(diào)節(jié)是將所述含有硝酸根的化工高鹽廢水分鹽母液的水溫調(diào)節(jié)為20-50℃，將ph值調(diào)節(jié)至ph＝3-6；所述一級反應池中的催化劑的加入量與硝酸根含量的質(zhì)量比為0.1-0.2∶1；所述微電場催化反應是在曝氣狀態(tài)下進行的，該曝氣反應的時間為60-240min，曝氣的氣水體積比為2-5∶1，其中，當廢水中硝酸根含量為500-2000mg/l時，反應時間為60-120min，而當廢水中硝酸根含量為2000-5000mg/l時，反應時間為120-240min；所述沉淀池內(nèi)的沉淀方式為自然沉淀并且時間為大于120min。

7、在本發(fā)明的另一個具體的實施例中，步驟(1)中所述的催化劑為離子液催化劑，該離子液催化劑為三甲胺鹽酸鹽、四甲基氯化銨、四甲基硫酸氫銨、三丁基甲基氯化銨、四甲基對甲苯磺酸銨、1-羥乙基-3-甲基咪唑氯鹽、1-羥乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽、1-羥乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-羥乙基-3-甲基咪唑?qū)妆交撬猁}、羥乙基三甲基銨氯鹽、羥乙基三甲基銨醋酸鹽、1-胺丙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽、1-胺乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽中的一種或幾種組合。

8、在本發(fā)明的又一個具體的實施例中，步驟(2)中所述的對水溫及ph值進行調(diào)整是將水溫調(diào)整為20-50℃，將ph值調(diào)整為ph＝3-6；所述的在二級反應池22中的微電場、緩沖劑和還原劑的作用下反應是在曝氣狀態(tài)下進行的，該曝氣反應的時間為60-240min，曝氣的氣水體積比為2-5∶1，其中，當廢水中亞硝酸根含量為200-1000mg/l時，反應時間為60～120min，而當廢水中硝酸根含量為1000-2000mg/l時，反應時間為120-240min。

9、在本發(fā)明的再一個具體的實施例中，步驟(2)中所述緩沖劑的緩沖容量計算公式為β＝(cxv)/(pka+ph)，其中，β表示緩沖容量，c表示緩沖溶液中緩沖劑的濃度，v表示緩沖溶液的體積，pka表示緩沖劑的pka值，ph表示溶液的ph值；所述還原劑的投加量與亞硝酸鹽等當量。

10、在本發(fā)明的還有一個具體的實施例中，所述的緩沖劑為弱酸及其鹽的混合液，所述的弱酸及其鹽的混合液為乙醇-醋酸銨緩沖液、甲酸鈉緩沖液、鄰苯二甲酸鹽緩沖液、枸櫞酸-磷酸氫二鈉緩沖液、醋酸-醋酸鈉緩沖液、醋酸-鋰鹽緩沖液、醋酸-醋酸銨緩沖液中的一種；所述的還原劑為銨鹽，所述銨鹽為乙酸銨、磷酸銨、硫酸銨、氯化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、氟化銨、溴化銨、硫酸銨鉀中的一種或幾種的組合。

11、在本發(fā)明的更而一個具體的實施例中，步驟(3)中所述的對水溫及ph值繼而調(diào)整是將水溫調(diào)整為20-30℃，將ph值調(diào)節(jié)為ph＝8.5-9；所述澄清池內(nèi)的澄清方式為自然澄清并且澄清時間為大于120min；在所述的多介質(zhì)過濾器內(nèi)裝填有濾料，該濾料為精制石英砂，并且該精制石英砂的裝填分為上中下三層，該上中下三層石英砂的粒徑是自下而上縮小的。

12、在本發(fā)明的進而一個具體的實施例中，步驟(1)和(2)中所述的微電場采用的極板材質(zhì)包括鐵極板、鈦釕銥合金極板、鈦銥鉭合金極板、鈦鎳鈷合金極板中一種或幾種；在所述一級反應池中，所述鐵電極面積占總電極面積10％-20％，剩余采用的電極板為鈦釕銥合金極板、鈦銥鉭合金極板、鈦鎳鈷合金極板中一種或多種；在所述二級反應池中，鐵電極面積占總電極面積5％-10％，剩余采用的電極板為鈦釕銥合金極板、鈦銥鉭合金極板、鈦鎳鈷合金極板中一種或多種。

13、在本發(fā)明的又更而一個具體的實施例中，所述微電場的輸入電壓為1-2.5v；輸入電流為1-3a；極板電流密度為0.01-0.1ma/cm2，極板間距為5-25cm。

14、本發(fā)明提供的技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：由于僅由將硝酸根還原為亞硝酸根、亞硝酸根還原為氮氣和后處理三個步驟而可達到將化工高鹽廢水分鹽母液中的硝酸根去除的目睥，因而得以體現(xiàn)工藝流程的簡練性、處理成本的廉價性、滿足高鹽廢水無雜化處理要求并且為處理后的母液的資源化利用奠定良好的基礎(chǔ)。此外，由于采用微電場反應池，輸入的電壓、電流分別為1-2.5v和1-3a，因而既能耗低，又確保安全；加入催化劑、緩沖劑和還原劑，能顯著提高處理效率；能適用對于含鹽率大于20wt％并且硝酸根含量為2000-5000mg/l的廢水進行處理；在微電場條件下得以盡可能避免析氯而造成電化學腐蝕；工藝流程短、常壓常溫反應、所需藥劑來源廣并且均為常規(guī)原料。