公布日：2023.04.07
申請(qǐng)日：2022.11.30
分類號(hào)：C02F1/52(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提出一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，包括化學(xué)分步法去除大部分氨氮，電催化氧化去除剩余部分氨氮，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)氨氮值。具體的，取一定量廢水，加入一定比例的化學(xué)藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第一次去除部分氨氮；再次加入一定比例的化學(xué)藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第二次去除部分氨氮；再采用電化學(xué)的方法，對(duì)第二次去除部分氨氮的廢水電催化第三次去除氨氮，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)值。本發(fā)明通過分步加藥，藥劑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一次加藥的投加量，在同等藥劑投加的情況下，氨氮去除率優(yōu)于一次投加量時(shí)的氨氮去除率，在經(jīng)過兩次化學(xué)法去除氨氮后，電化學(xué)去除氨氮的負(fù)荷大大降低，降低能耗，延長(zhǎng)電極使用壽命，滿足后續(xù)生化要求，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求書
1.一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）取一定量的煤化工高氨氮廢水，加入一定比例的化學(xué)藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第一次去除部分氨氮；（2）再次加入一定比例的化學(xué)藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第二次去除部分氨氮；（3）采用電化學(xué)的方法，對(duì)第二次去除部分氨氮后的廢水進(jìn)行電催化去除氨氮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的步驟（1）中的化學(xué)藥劑，包括藥劑1和藥劑2，所述藥劑1為可溶性的鎂鹽，藥劑2為可溶性的磷酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的步驟（2）中的化學(xué)藥劑，包括藥劑1和藥劑2，步驟（2）中的化學(xué)藥劑與步驟（1）中化學(xué)藥劑的種類相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述可溶性鎂鹽為氯化鎂，硫酸鎂，硝酸鎂中的一種；所述可溶性磷酸鹽為磷酸二氫納，磷酸氫二納，磷酸二氫鉀，磷酸氫二鉀中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述化學(xué)藥劑的加入方式為：先加入藥劑1溶解后攪拌均勻，再加入藥劑2，快速攪拌溶解后再緩慢攪拌30-60min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的第一次藥劑比例，氨氮濃度的量為N，在同一液體體積的情況下，加入藥劑1達(dá)到濃度的量m1，加入藥劑2達(dá)到濃度的量p1，m1：N＜1，p1：N＜1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的第二次藥劑比例，氨氮濃度的量為N，在同一液體體積的情況下，加入藥劑1達(dá)到濃度的量m2，加入藥劑2達(dá)到濃度的量p2，m2：N＜1，p2：N＜1。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的兩次藥劑比例，兩次加入藥劑1的量m1+m2，m1+m2＜藥劑1：N等于1:1時(shí)藥劑1的投加量為N，即m1+m2＜N；兩次加入藥劑2的量p1+p2，p1+p2＜藥劑2：N等于1:1時(shí)藥劑2的投加量為N，即p1+p2＜N。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，步驟（3）中采用電化學(xué)去除氨氮，電極陽極為釕系氧化物涂層電極、錫銻氧化物涂層電極中的一種，陰極為不銹鋼，石墨，鈦材中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的煤化工高氨氮廢水，先化學(xué)分步去除，再電化學(xué)去除。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，主要目的在于降低廢水處理成本，提高水處理工藝段的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)廢水處理更加精細(xì)化，合理化�；瘜W(xué)方法去除氨氮，化學(xué)藥劑投加量大，藥劑利用率低，造成極大的浪費(fèi)，同時(shí)產(chǎn)生大量的固廢，以及增加廢水的含鹽度，對(duì)后續(xù)生化不利。電化學(xué)催化的方法，能耗高，電極的穩(wěn)定性差，工程化應(yīng)用效果不佳。本發(fā)明采用分步低比例的好處大大降低藥劑的投加量，藥劑的利用率高，接近100％，在低負(fù)荷條件下，通過電化學(xué)氧化，既降低了能耗，提高了電化學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定，還去除了酚類等生化物毒害性物質(zhì)從而提高可生化性。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：
一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，包括如下步驟：
(1)取一定量的煤化工高氨氮廢水，加入一定比例的化學(xué)藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第一次去除部分氨氮；
(2)再次加入一定比例的化學(xué)藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第二次去除部分氨氮；
(3)采用電化學(xué)的方法，對(duì)第二次去除部分氨氮后的廢水電催化去除氨氮；
具體地：取一定量的煤化工廢水，加入一定比例的磷酸鹽，溶解后，攪拌均勻，加入一定比例的鎂鹽，快速攪拌均勻，攪拌30-60min，靜置，沉淀，抽濾得到濾液，完成第一次去除氨氮操作；
對(duì)完成第一次去除氨氮的濾液再次加入藥劑，加入一定比例的磷酸鹽，溶解后，攪拌均勻，加入一定比例的鎂鹽，快速攪拌均勻，攪拌30-60min，靜置，沉淀，抽濾得到濾液，完成第二次去除氨氮操作；
所述的步驟(1)中的化學(xué)藥劑，包括藥劑1和藥劑2，所述藥劑1為可溶性的鎂鹽，藥劑2為可溶性的磷酸鹽；步驟(2)中的化學(xué)藥劑與步驟(1)中化學(xué)藥劑的種類相同。
所述的第一次藥劑比例，氨氮濃度的量為N，在同一液體體積的情況下，加入藥劑1達(dá)到濃度的量m1，加入藥劑2達(dá)到濃度的量p1，m1：N＜1，p1：N＜1；所述的第二次藥劑比例，氨氮濃度的量為N，在同一液體體積的情況下，加入藥劑1達(dá)到濃度的量m2，加入藥劑2達(dá)到濃度的量p2，m2：N＜1，p2：N＜1。
所述的兩次藥劑比例，兩次加入藥劑1的量m1+m2，m1+m2＜藥劑1：N等于1:1時(shí)藥劑1的投加量為N，即m1+m2＜N；兩次加入藥劑2的量p1+p2，p1+p2＜藥劑2：N等于1:1時(shí)藥劑2的投加量為N，即p1+p2＜N。
對(duì)完成第二次氨氮去除的濾液進(jìn)行電化學(xué)去除氨氮反應(yīng)，將濾液加入到電解槽中，恒流條件下，電解一定時(shí)間，測(cè)試即可。
電極陽極為釕系氧化物涂層電極、錫銻氧化物涂層電極中的一種，陰極為不銹鋼，石墨，鈦材中的一種。
進(jìn)一步的，磷酸鹽為磷酸二氫納，磷酸氫二納，磷酸二氫鉀，磷酸氫二鉀可溶性磷酸鹽；
進(jìn)一步的，鎂鹽為氯化鎂，硫酸鎂，硝酸鎂可溶性鎂鹽；
本發(fā)明中化學(xué)藥劑在去除氨氮時(shí)的反應(yīng)式為：
Mg2++NH4++PO43-+6H2O＝MgNH4PO4·6H2O(化學(xué)反應(yīng))；
電化學(xué)法去除氨氮的電極反應(yīng)為：
NaCl+H2O＝＝NaClO+2H+(電解表面反應(yīng))
2NH3+3NaClO＝N2+3H2O+3NaCl(電化學(xué)間接氨氮去除)
由化學(xué)藥劑在去除氨氮時(shí)的反應(yīng)式中可以看出，參加反應(yīng)的Mg2+、NH4+、PO43-的摩爾比為1：1：1，因此在同一液體體積的情況下，本申請(qǐng)中氨氮的量以及藥劑1和藥劑2的加入量簡(jiǎn)化為用達(dá)到的濃度量來表示。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法至少具有以下有益效果：
化學(xué)法去除氨氮，藥劑投加量大，藥劑利用率低，通常只有50％-80％，且氨氮去除不徹底，同時(shí)還生產(chǎn)大量的固廢，造成二次污染，因藥劑投加量大，藥劑利用率低，使得廢水的含鹽量大大增加，給生化系統(tǒng)造成不利的影響，而帶入大量的鹽，使得后續(xù)的水回用能耗增加，也會(huì)使得最終蒸發(fā)出來的鹽增加較多，所以藥劑的投加是帶來多方面的影響。電化學(xué)去除氨氮，在復(fù)雜水體系中，多種物質(zhì)相互競(jìng)爭(zhēng)，使得氨氮去除效果不佳，能耗大大增加，造成電極的壽命大大縮減，嚴(yán)重影響電化學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定。本發(fā)明通過低藥劑比分步去除氨氮后，電化學(xué)去除氨氮的優(yōu)點(diǎn)如下；第一，低劑量藥劑，分步實(shí)施，提高藥劑的利用率，降低藥劑成本，降低固廢的產(chǎn)生；第二，低的藥劑投加比，降低外加鹽分對(duì)后續(xù)生化系統(tǒng)，膜系統(tǒng)的影響；第三，相對(duì)低氨氮條件下，電化學(xué)去除氨氮負(fù)荷較低，有利于延長(zhǎng)電極壽命，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；第四，低氨氮條件下，污染因子總量降低，氨氮和有機(jī)物相互競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)弱，在去除氨氮的同時(shí)，還可以去除酚類等對(duì)生化有毒害性的物質(zhì)，有利于提高廢水的可生化性。
（發(fā)明人：劉長(zhǎng)影;李想）
