CN105060659A - 一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法。本发明涉及一种含硫酸铵工业废水的处理方法。本发明是要解决现有传统生物法无法直接有效处理可生化性差且硫酸铵浓度高的废水的问题。方法：一、氯化处理；二、铁碳填料处理；三、Fenton法氧化处理；四、吹脱处理；五、光化学氧化法处理；六、活性污泥处理。本发明的水处理方法对COD和氨氮的降解率均可以达到99.9％，并且在处理过程中可以回收氨气进行二次利用，真正做到循环经济。本发明处理方法具有稳定性好，处理效率高，整套项目设备占地面积小，可明显提高废水的可生化性等优点。

Description

一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法

技术领域

本发明涉及一种含硫酸铵工业废水的处理方法。

背景技术

我国的工业产业发展迅速，促进了经济的高速发展。与此同时，由此而引发的环境问题日益突出，尤其是水环境污染问题。特别在化工、制药、染料等领域的废水，有着高浓度、高毒性、难降解、成分复杂以及极差的可生化性等特性。在这其中含氮化合物的排放急剧增加，氨氮已经成为水环境的主要污染物，并引起了社会各界的广泛关注，废水中氨氮的治理技术研究成为水污染治理的重点和热点。与此同时，还要基于可持续发展观念，在氨氮废水处理方面，不仅要追求高效脱氮的环境治理目标，还要避免二次污染、充分回收有价值的氨资源等更高层次的环境经济效益目标，这才是治理氨氮废水的比较理想的技术发展方向。传统的气提法、生化法等已经无法满足如此需求。高级氧化技术(AOPs)在高温高压、电、光辐照、催化剂等反应条件下，产生具有强氧化能力的·OH，可将废水中的污染物直接氧化分解，不会产生二次污染，降解彻底，效率高，操作简便。目前，这其中的光化学氧化法、电化学氧化法、Fenton氧化法逐渐被人们应用于生产生活当中。因此利用高级氧化技术与传统水处理工艺联用去针对处理不同情况的工业废水有着广阔的前景。

发明内容

本发明是要解决现有传统生物法无法直接有效处理可生化性差且硫酸铵浓度高的废水的问题，而提供一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法。

本发明的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法按以下步骤进行：

一、氯化处理：向原水水样中加入质量浓度为10％～20％的次氯酸钠溶液，使得原水水样中次氯酸钠的浓度为1g/L～10g/L，搅拌0.5h～2h后得到氯化处理后水样；

二、铁碳填料处理：向步骤一得到的氯化处理后水样中加入铁碳填料，使得氯化处理后水样浸没铁碳填料，然后曝气1h～4h，得到铁碳填料处理后水样；

三、Fenton法氧化处理：向步骤三得到的铁碳填料处理后水样中加入质量浓度为30％～40％的双氧水，然后曝气30min～60min，所述的双氧水与步骤三得到的铁碳填料处理后水样的体积比为(1～10):100，得到氧化处理后水样；

四、吹脱处理：将步骤三得到的氧化处理后水样的pH值调节至9～12，然后在温度为40～60℃的恒温条件下曝气4h～8h，得到吹脱处理后水样；

五、光化学氧化法处理：向步骤四得到的吹脱处理后水样中加入二氧化钛粉末，然后置于光化学反应仪中反应1h～4h，反应过程中伴有搅拌，搅拌速度为600r/min～2000r/min，反应结束后静置分层，取上层清液，得到光化学氧化处理后水样；所述的二氧化钛粉末与步骤四得到的吹脱处理后水样的质量比为(0.1～1)：100；

六、活性污泥处理：将步骤五得到的光化学氧化处理后水样通入活性污泥中处理4h～10h，完成水处理，出水。

本发明的有益效果：

本发明的水处理方法针对的是高浓度硫酸铵工业废水，采用本发明的水处理方法可以有效的去除污染物，提高污水的可生化性，为传统的生物法处理工艺打好基础。本发明的水处理方法采用高级氧化技术以及传统的水处理工艺联用，从而更加有效的去除COD和氨氮，最终对COD和氨氮的降解率均可以达到99.9％，并且在处理过程中可以回收氨气进行二次利用，真正做到循环经济。本发明的水处理方法主要的降解机制是强氧化，吹脱，光催化作用的结合，因此对高浓度硫酸铵工业废水的COD以及氨氮降解有着显而易见的效果。

本发明的水处理方法针对高浓度硫酸铵工业废水，处理方法具有稳定性好，效率高，整套项目设备占地面积小，处理过程中可回收利用氨气，进一步缩小处理成本等优势，更加适用于大中型工厂的硫酸铵工业废水的处理。

附图说明

图1为试验一处理过程中各步骤后的水样COD降解效果曲线图；其中a为步骤一处理后水样，b为步骤二处理后水样，c为步骤三处理后水样，d为步骤四处理后水样，e为步骤五处理后水样，f为步骤六处理后水样；

图2为试验一处理过程中各步骤后的水样氨氮降解效果曲线图；其中a为步骤一处理后水样，b为步骤二处理后水样，c为步骤三处理后水样，d为步骤四处理后水样，e为步骤五处理后水样，f为步骤六处理后水样；

图3为试验一处理过程中各步骤后的水样实际效果图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法按以下步骤进行：

一、氯化处理：向原水水样中加入质量浓度为10％～20％的次氯酸钠溶液，使得原水水样中次氯酸钠的浓度为1g/L～10g/L，搅拌0.5h～2h后得到氯化处理后水样；

二、铁碳填料处理：向步骤一得到的氯化处理后水样中加入铁碳填料，使得氯化处理后水样浸没铁碳填料，然后曝气1h～4h，得到铁碳填料处理后水样；

三、Fenton法氧化处理：向步骤三得到的铁碳填料处理后水样中加入质量浓度为30％～40％的双氧水，然后曝气30min～60min，所述的双氧水与步骤三得到的铁碳填料处理后水样的体积比为(1～10):100，得到氧化处理后水样；

四、吹脱处理：将步骤三得到的氧化处理后水样的pH值调节至9～12，然后在温度为40～60℃的恒温条件下曝气4h～8h，得到吹脱处理后水样；

五、光化学氧化法处理：向步骤四得到的吹脱处理后水样中加入二氧化钛粉末，然后置于光化学反应仪中反应1h～4h，反应过程中伴有搅拌，搅拌速度为600r/min～2000r/min，反应结束后静置分层，取上层清液，得到光化学氧化处理后水样；所述的二氧化钛粉末与步骤四得到的吹脱处理后水样的质量比为(0.1～1)：100；

六、活性污泥处理：将步骤五得到的光化学氧化处理后水样通入活性污泥中处理4h～10h，完成水处理，出水。

步骤五中所述的二氧化钛粉末为商业P25粉末。

步骤六中所述的活性污泥为城市污水处理厂接种的活性污泥。

本实施方式的水处理方法针对的是高浓度硫酸铵工业废水，采用本实施方式的水处理方法可以有效的去除污染物，提高污水的可生化性，为传统的生物法处理工艺打好基础。本实施方式的水处理方法采用高级氧化技术以及传统的水处理工艺联用，从而更加有效的去除COD和氨氮，最终对COD和氨氮的降解率均可以达到99.9％，并且在处理过程中可以回收氨气进行二次利用，真正做到循环经济。本实施方式的水处理方法主要的降解机制是强氧化，吹脱，光催化作用的结合，因此对高浓度硫酸铵工业废水的COD以及氨氮降解有着显而易见的效果。

本实施方式的水处理方法针对高浓度硫酸铵工业废水，处理方法具有稳定性好，效率高，整套项目设备占地面积小，处理过程中可回收利用氨气，进一步缩小处理成本等优势，更加适用于大中型工厂的硫酸铵工业废水的处理。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二所述的铁碳填料化学成分及含量为精铁粉≥75％，碳含量为17％±1％。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二中曝气2h，得到铁碳填料处理后水样。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤四中将步骤三得到的氧化处理后水样的pH值调节至11。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤四中在温度为50℃的恒温条件下曝气6h，得到吹脱处理后水样。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤五中所述的光化学反应仪的光源为氙灯或紫外灯。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤五中置于光化学反应仪中反应2h。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤五中搅拌速度为1800r/min。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤六中将步骤五得到的光化学氧化处理后水样通入活性污泥中处理8h，完成水处理，出水。其它与具体实施方式一至八之一相同。

通过以下试验验证本发明的有益效果：

试验一、本试验的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法按以下步骤进行：

一、氯化处理：向原水水样中加入质量浓度为10％的次氯酸钠溶液，使得原水水样中次氯酸钠的浓度为10g/L，搅拌0.5h后得到氯化处理后水样；

二、铁碳填料处理：向步骤一得到的氯化处理后水样中加入铁碳填料，使得氯化处理后水样浸没铁碳填料，然后曝气2h，得到铁碳填料处理后水样；

三、Fenton法氧化处理：向步骤三得到的铁碳填料处理后水样中加入质量浓度为30％的双氧水，然后曝气30min，所述的双氧水与步骤三得到的铁碳填料处理后水样的体积比为1：10，得到氧化处理后水样；

四、吹脱处理：将步骤三得到的氧化处理后水样的pH值调节至11，然后在温度为50℃的恒温条件下曝气6h，得到吹脱处理后水样；

五、光化学氧化法处理：向步骤四得到的吹脱处理后水样中加入二氧化钛粉末，然后置于光化学反应仪中反应2h，反应过程中伴有搅拌，搅拌速度为1800r/min，反应结束后静置分层，取上层清液，得到光化学氧化处理后水样；所述的二氧化钛粉末与步骤四得到的吹脱处理后水样的质量比为0.1：100；

六、活性污泥处理：将步骤五得到的光化学氧化处理后水样通入活性污泥中处理8h，完成水处理，出水。

步骤二所述的铁碳填料为市售产品，其化学成分及含量为精铁粉≥75％，碳含量为17％。

步骤五中所述的二氧化钛粉末为商业P25粉末。

步骤五中所述的光化学反应仪的光源为氙灯或紫外灯。

步骤六中所述的活性污泥为城市污水处理厂接种的活性污泥。

(一)对试验一处理的原水以及处理过程中各步骤后的水样进行COD含量检测，得到如图1所示的试验一处理过程中各步骤后的水样COD降解效果曲线图；其中a为步骤一处理后水样，b为步骤二处理后水样，c为步骤三处理后水样，d为步骤四处理后水样，e为步骤五处理后水样，f为步骤六处理后水样。

(二)对试验一处理的原水以及处理过程中各步骤后的水样进行氨氮含量检测，得到如图2所示的试验一处理过程中各步骤后的水样氨氮降解效果曲线图；其中a为步骤一处理后水样，b为步骤二处理后水样，c为步骤三处理后水样，d为步骤四处理后水样，e为步骤五处理后水样，f为步骤六处理后水样。

从图1和图2中可以看出试验一针对于高浓度硫酸铵工业废水的处理方法对水样COD和氨氮有着明显的降解效果，对COD和氨氮的处理效率均可以达到99.9％。

图3为试验一处理过程中各步骤后的水样实际效果图；图中从左至右依次为原水、步骤一处理后水样、步骤二处理后水样、步骤四处理后水样、步骤五处理后水样和步骤六处理后水样。

从图3中可以看出，各阶段处理后的水样色度有着不同程度的变化，经最后处理水样接近无色。

通过以上验证试验可知本发明针对于高浓度硫酸铵工业废水的处理方法由于高级氧化技术的联用，对高浓度的硫酸铵废水有着显而易见的效果，处理过程中还可回收氨气进行二次利用，做到循环发展。

Claims (9)

1.一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：

一、氯化处理：向原水水样中加入质量浓度为10％～20％的次氯酸钠溶液，使得原水水样中次氯酸钠的浓度为1g/L～10g/L，搅拌0.5h～2h后得到氯化处理后水样；

二、铁碳填料处理：向步骤一得到的氯化处理后水样中加入铁碳填料，使得氯化处理后水样浸没铁碳填料，然后曝气1h～4h，得到铁碳填料处理后水样；

三、Fenton法氧化处理：向步骤三得到的铁碳填料处理后水样中加入质量浓度为30％～40％的双氧水，然后曝气30min～60min，所述的双氧水与步骤三得到的铁碳填料处理后水样的体积比为(1～10)：100，得到氧化处理后水样；

四、吹脱处理：将步骤三得到的氧化处理后水样的pH值调节至9～12，然后在温度为40～60℃的恒温条件下曝气4h～8h，得到吹脱处理后水样；

五、光化学氧化法处理：向步骤四得到的吹脱处理后水样中加入二氧化钛粉末，然后置于光化学反应仪中反应1h～4h，反应过程中伴有搅拌，搅拌速度为600r/min～2000r/min，反应结束后静置分层，取上层清液，得到光化学氧化处理后水样；所述的二氧化钛粉末与步骤四得到的吹脱处理后水样的质量比为(0.1～1)：100；

六、活性污泥处理：将步骤五得到的光化学氧化处理后水样通入活性污泥中处理4h～10h，完成水处理，出水。

2.根据权利要求1所述的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法，其特征在于步骤二所述的铁碳填料化学成分及含量为精铁粉≥75％，碳含量为17％±1％。

3.根据权利要求1所述的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法，其特征在于步骤二中曝气2h，得到铁碳填料处理后水样。

4.根据权利要求1所述的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法，其特征在于步骤四中将步骤三得到的氧化处理后水样的pH值调节至11。

5.根据权利要求1所述的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法，其特征在于步骤四中在温度为50℃的恒温条件下曝气6h，得到吹脱处理后水样。

6.根据权利要求1所述的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法，其特征在于步骤五中所述的光化学反应仪的光源为氙灯或紫外灯。

7.根据权利要求1所述的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法，其特征在于步骤五中置于光化学反应仪中反应2h。

8.根据权利要求1所述的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法，其特征在于步骤五中搅拌速度为1800r/min。

9.根据权利要求1所述的一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法，其特征在于步骤六中将步骤五得到的光化学氧化处理后水样通入活性污泥中处理8h，完成水处理，出水。