一種處理尿液中高濃度氨氮方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明公開了一種處理尿液中高濃度氨氮的方法，屬于廢水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]尿液呈弱酸性，pH值約為6.5，主要成分有尿素、氨、磷酸鹽、有機物質(zhì)、細菌等。而尿液中大部分氮以氨氮的形式存在，人類尿液中的氨氮已經(jīng)占到了廢水處理中進水氨氮負荷的80%。氨氮的大量排放，不僅造成了水環(huán)境的污染、水體富營養(yǎng)化及水體發(fā)生赤潮等現(xiàn)象，而且在工業(yè)廢水處理和回用工程中造成用水設(shè)備中微生物的繁殖而形成生物垢，堵塞管道和用水設(shè)備，影響熱交換。
[0003]目前，處理尿液中的高濃度氨氮主要有氣浮法，石順存、萬圣明等人采用苦土粉及副產(chǎn)磷酸等化工副產(chǎn)品進行化學(xué)氣浮法處理，氨氮去除效果好，技術(shù)可行，環(huán)境效果明顯，但只能做到高濃度氨氮預(yù)處理效果，尿液中的高氨氮仍未去除，容易產(chǎn)生環(huán)境污染。而在尿液分離處理技術(shù)中，尿液水解細菌首先將其中的尿素轉(zhuǎn)化為氨氮，導(dǎo)致系統(tǒng)中PH的迅速增加。同時氨氮在空氣中的揮發(fā)現(xiàn)象同樣會造成空氣污染。用吸附劑除氨氮的方法也有，比如公開號為CN102060399A，名稱為“有機復(fù)合脫氮劑處理高濃度氨氮廢水的除氨氮裝置”，該專利通過添加有機復(fù)合脫氮劑去除廢水中高濃度氨氮，脫氮劑解決了廢水處理行業(yè)中氨氮難以處理、和處理費用高的難題，將氨氮處理變得更加便捷、經(jīng)濟實用。無需大的設(shè)備投入和改造，劑量直接投加即可使用，但是本發(fā)明是與吹脫法相結(jié)合，會導(dǎo)致氨氣進入大氣而引起二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前有機復(fù)合脫氮劑結(jié)合吹脫法在高濃度氨氮廢水處理過程中存在氨氣排放，造成環(huán)境二次污染問題，提供了一種有機復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石納米磁性吸附材料，吸附廢水中高濃度氨氮，且飽和后能老化吸附材料表層，在外加磁場和水流沖刷作用下，實現(xiàn)吸附材料的更新，無需再生。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)鎂鋁鐵水滑石制備:分別稱取3.8?6.0g硝酸鎂、4.2?9.7g硝酸鋁，6.1?18.9g硝酸鐵溶解在300?500ml含有4.3?7.6g尿素的無水乙醇溶液中，室溫下攪拌Ih后，倒入水熱反應(yīng)釜中加熱至140°C，反應(yīng)13?14h ;冷卻至室溫；用乙醇和去離子水清洗二遍后在60°C下干燥6h，得到納米鎂鋁鐵水滑石；
(2)磁化:將上述制備的納米鎂鋁鐵水滑石依次用質(zhì)量濃度為36.5%的濃鹽酸和飽和氫氧化鉀溶液浸泡8h，置于馬弗爐中，在溫度為105°C下烘干，靠近磁場磁化；
(3)改性:將經(jīng)酸洗、堿浸和磁化后的納米鎂鋁鐵水滑石材料浸入到10?50g的有機復(fù)合脫氮劑中，攪拌40?60min ；
(4)烘干:將改性后的納米鎂鋁鐵水滑石材料用去離子水清洗3遍，在氮氣保護條件下烘干； (5)活化:在溫度為800°C 9?00°C下煅燒5?7h，即可。
[0006]所述有機復(fù)合脫氮劑由乳酸乙酯、環(huán)丙基甲酸乙酯、氨基丁酸三種，以質(zhì)量比計，50%?60%的乳酸乙酯，20%?40%的環(huán)丙基甲酸乙酯，10%?40%氨基丁酸。
[0007]一種尿液液中高濃度氨氮的具體應(yīng)用方法為:
(1)將制備得到的有機復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料與膠粘劑按質(zhì)量比6:1配成黏稠液，將黏稠液凃于蜂窩陶瓷表層，涂層厚度為3?6 cm，將涂過黏稠液的蜂窩陶瓷在通風(fēng)狀態(tài)下干燥10?20min，所述的膠粘劑以重量份數(shù)計為15份聚酰亞胺二甲基乙酰胺、35份二氯甲基二甲苯、25份苯乙烯和25份二戊乙烯；
(2)將涂過黏稠液的蜂窩陶瓷置于吸附塔中，每層蜂窩陶瓷安裝高度為10?50cm，空隙高度為50?100 cm，讓氨氮濃度為5000?10000mg/L的尿液流經(jīng)吸附塔，流速控制5?15m3/h，吸附塔內(nèi)停留時間40?60min，直到蜂窩陶瓷表面的有機復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料氨氮吸附達到飽和，有機復(fù)合脫氮劑老化鎂鋁鐵水滑石磁性納米材料表層；
(3)在尿液水流的沖刷和外加磁場作用下，老化的吸附材料表層層層脫落；
(4)最后測定廢水出水中氨氮含量。
[0008]本發(fā)明的原理:鎂鋁鐵水滑石材料具有比表面積大，屬于介孔材料物質(zhì)，經(jīng)有機復(fù)合脫氮劑改性后對廢水中氨氮具有吸附性能，更重要的是，有機復(fù)合脫氮劑的加入，能夠使得吸附材料吸附氨氮達到飽和后能自行層層脫落，實現(xiàn)吸附材料表面的更新，重新吸附廢水中的高濃度氨氮，而脫落后的殘留物在水流沖刷和外加磁場作用分離。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(1)無氨氣產(chǎn)生，不會導(dǎo)致環(huán)境二次污染；
(2)制備得到有機復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石納米磁性吸附材料，吸附廢水中高濃度氨氮，且飽和后能老化吸附材料表層，在外加磁場和水流沖刷作用下，實現(xiàn)吸附材料的更新，無需再生。
【具體實施方式】
[0010]首先分別稱取3.8?6.0g硝酸鎂、4.2?9.7g硝酸鋁，6.1?18.9g硝酸鐵溶解在300?500ml含有4.3?7.6g尿素的無水乙醇溶液中，室溫下攪拌Ih后，倒入水熱反應(yīng)釜中加熱至140°C，反應(yīng)13?14h ;冷卻至室溫；用乙醇和去離子水清洗二遍后在60°C下干燥6h，得到納米鎂鋁鐵水滑石；將上述制備的納米鎂鋁鐵水滑石依次用質(zhì)量濃度為36.5%的濃鹽酸和飽和氫氧化鉀溶液浸泡8h，置于馬弗爐中，在溫度為105°C下烘干，靠近磁場磁化；將經(jīng)酸洗、堿浸和磁化后的納米鎂鋁鐵水滑石材料浸入10?50g有機復(fù)合脫氮劑中，其中有機復(fù)合脫氮劑包含50%?60%的乳酸乙酯，20%?40%的環(huán)丙基甲酸乙酯，10%?40%氨基丁酸，再攪拌40?60min ;將改性后的納米鎂鋁鐵水滑石材料用去離子水清洗3遍，在氮氣保護條件下烘干；在溫度為800°C?900°C下煅燒5?7h，即可。得到的有機復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料與膠粘劑按質(zhì)量比6:1配成黏稠液，將黏稠液凃于蜂窩陶瓷表層，涂層厚度為3?6 cm，將涂過黏稠液的蜂窩陶瓷在通風(fēng)狀態(tài)下干燥10?20min ;再將涂過黏稠液的蜂窩陶瓷置于吸附塔中，每層安裝高度為10?50 cm，空隙高度為50?100 cm，讓氨氮濃度為5000?10000mg/L的尿液流經(jīng)吸附塔，流速控制5?15m3/h，吸附塔內(nèi)停留時間40?60min，直到蜂窩陶瓷表面的有機復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料氨氮吸附達到飽和，有機復(fù)合脫氮劑老化鎂鋁鐵水滑石磁性納米材料表層；在尿液水流的沖刷和外加磁場作用下，老化的吸附材料表層層層脫落；最后測定廢水出水中氨氮含量。
[0011]實例I
首先分別稱取6.0g硝酸鎂、4.8g硝酸鋁，15.6g硝酸鐵溶解在350ml含有7.0g尿素的無水乙醇溶液中，在室溫下攪拌Ih后倒入水熱反應(yīng)釜中加熱至140°C，反應(yīng)12h，冷卻至室溫，用乙醇和去離子水清洗二遍后在60°C下干燥6h，得到納米鎂鋁鐵水滑石，再將上述制備的納米鎂鋁鐵水滑石依次用質(zhì)量濃度為36.5%的濃鹽酸和飽和氫氧化鉀溶液浸泡8h，置于馬弗爐中，在溫度為105°C下烘干，靠近磁場磁化，接著將經(jīng)酸洗、堿浸和磁化后的納米鎂鋁鐵水滑石材料浸入到1g的有機復(fù)合脫氮劑中，其中其包含5.0g乳酸乙酯，2.0g環(huán)丙基甲酸乙酯，3.0g氨基丁酸，再攪拌40min，再將改性后的納米鎂鋁鐵水滑石材料用去離子水清洗3遍，在氮氣保護條件下烘干，在溫度