專利名稱：一種處理冶金廢水中高濃度氨氮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種處理冶金廢水中高濃度氨氮方法，屬于污水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冶金工藝中，如氨法生產(chǎn)氧化鋅、氨法生產(chǎn)氫氧化亞鎳、氨法提銅、提釩、氨法浸礦等過(guò)程均產(chǎn)生大量氨氮廢水，過(guò)量的氨氟廢水直接排入水體，將導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化且嚴(yán)重缺氧，使水生植物大量死亡，腐敗的機(jī)體導(dǎo)致厭氧性微生物繁殖，水質(zhì)變渾、變臭，破壞生態(tài)，污染環(huán)境，因此，廢水脫氨處理受到人們的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的冶金廢水電解法脫氨工藝是以NaCl為電解質(zhì)，銨根離子在陰極得到電子，使其被還原為N2排出，同時(shí)，NaCl中的Cl—在電離作用下生成Cl2，產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì)次氯酸和高氯酸，通過(guò)折點(diǎn)加氯原理，把銨根離子氧化為N2排出，電解法除氨氮避免了二次污染 的問(wèn)題。但是在電解過(guò)程中，電極附近離子易積聚，造成局部離子濃度過(guò)高，導(dǎo)致濃差極化，需要施加的電壓增大，同時(shí)電離過(guò)程中其他物質(zhì)比如水也會(huì)有得失電子的現(xiàn)象，這勢(shì)必會(huì)造成電離無(wú)效副反應(yīng)增多，消耗的電量增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)的冶金廢水電解法脫氮工藝存在濃差極化導(dǎo)致電能消耗過(guò)大的問(wèn)題，提出了一種處理冶金廢水中高濃度氨氮方法，用該方法處理冶金廢水脫離了直接電離廢水的范疇，避免了傳統(tǒng)方法中的濃度極化以及無(wú)用副反應(yīng)的問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
(1)取150 200目顆?；钚蕴?，在O.4M HCl溶液中浸泡3 4小時(shí)，用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡3 4小時(shí)，又用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，自然晾干，于溫度為100°C下烘干3 4小時(shí)；
(2)把烘干后的顆?；钚蕴拷?M的Co(NO3) 2、2M的Au (NO3) 2混合溶液中4 5小時(shí)，自然晾干，于溫度為100°C下烘干3 4小時(shí)；
(3)把上述處理后的顆?；钚蕴佳b入空心圓柱微孔銅殼，作為電解氨氮廢水電極；
(4)以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì),取20% 30%甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，40% 50%鄰酞酸二乙酯，20% 35%二甲基丙烯酸乙二醇酯加熱至280 320°C，使其汽化；
(5)對(duì)汽化有機(jī)物施加1000 1100V高壓，至形成電暈；
(6)把電暈產(chǎn)生的高活性、高氧化能力的自由基離子通入冶金氨氮廢水電解槽中，調(diào)節(jié)pH至3. O 4. 0，在電壓為110 220V下進(jìn)行電解I. 5 2. O小時(shí)，廢水中氨氮全部轉(zhuǎn)為氮?dú)馀欧诺酱髿庵?。本發(fā)明是以銨根離子能被強(qiáng)氧化性有機(jī)物官能團(tuán)氧化為氮?dú)鉃樵?，以避免濃差極化和副反應(yīng)為目的，通過(guò)強(qiáng)電壓電離處理有機(jī)脂類得到的強(qiáng)氧化性.0H，.CH0, .CO，然后通入處理過(guò)的活性炭金屬電極電解槽中，通過(guò)氧化反應(yīng)把冶金氨氮廢水中的銨根離子轉(zhuǎn)化為N2排出。
創(chuàng)新點(diǎn)
(1)含有催化活性的電極在強(qiáng)高壓的作用下能使汽化有機(jī)物20% 30%甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，40% 50%鄰酞酸二乙酯，20% 35%二甲基丙烯酸乙二醇酯中產(chǎn)生強(qiáng)氧化性· 0H，. CH0, · CO-等自由基；
(2)避免了濃差極化以及副反應(yīng)的產(chǎn)生，使消耗的電能減少。
具體實(shí)施例方式先取150 200目顆?；钚蕴浚贠. 4M HCl溶液中浸泡3 4小時(shí)，用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡3 4小時(shí)，又用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，自然晾干，于溫度為100°C下烘干3 4小時(shí)；再把烘干后的顆?；钚蕴拷?M的Co (NO3) 2、2M的Au (NO3) 2混合溶液中4 5小時(shí)，自然晾干，于溫度為100°C下烘干3 4小時(shí)；接著把上述處理后的顆?；钚蕴佳b入空心圓柱微孔銅殼，作為電解氨氮廢水 電極；再以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，取20% 30%甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，40% 50%鄰酞酸二乙酯，20% 35%二甲基丙烯酸乙二醇酯加熱至280 320°C，使其汽化；然后對(duì)汽化有機(jī)物施加1000 1100V高壓，至形成電暈；最后把電暈產(chǎn)生的高活性、高氧化能力的自由基離子通入冶金氨氮廢水電解槽中，調(diào)節(jié)pH至3. O 4. 0，在電壓為110 220V下進(jìn)行電解I. 5
2.O小時(shí),廢水中氨氮全部轉(zhuǎn)為氮?dú)馀欧诺酱髿庵?。?shí)例I
先取150目顆?；钚蕴?，在O. 4M HCl溶液中浸泡3小時(shí)，用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡3小時(shí)，又用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，自然晾干，于溫度為100°C下烘干3小時(shí)；再把烘干后的顆?；钚蕴拷?M的Co(N03)2、2M的Au(NO3)2混合溶液中4小時(shí)，自然晾干于溫度為100°C下烘干3小時(shí)；接著把上述處理后的顆?；钚蕴佳b入空心圓柱微孔銅殼，作為電解氨氮廢水電極；再以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，取20 %甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，50%鄰酞酸二乙酯，30%二甲基丙烯酸乙二醇酯加熱至280°C，使其汽化；然后對(duì)汽化有機(jī)物施加1000V高壓，至形成電暈；最后把電暈產(chǎn)生的高活性、高氧化能力的自由基離子通入冶金氨氮廢水電解槽中，調(diào)節(jié)PH至3. 0，在電壓為IlOV下進(jìn)行電解
1.5小時(shí),廢水中氨氮全部轉(zhuǎn)為氮?dú)馀欧诺酱髿庵?。把獲得的汽化有機(jī)物通入某冶金廠氨氮濃度為1000mg/L廢水，廢水中的氨氮濃度降到10mg/L，去除效率為99. 9%。實(shí)例2
先取200目顆?；钚蕴?，在O. 4M HCl溶液中浸泡4小時(shí)，用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡4小時(shí)，又用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，自然晾干于溫度為100°C下烘干4小時(shí)；再把烘干后的顆粒活性炭浸入3M的Co(N03)2、2M的Au (NO3)2混合溶液中5小時(shí)，自然晾干，于溫度為100°C下烘干4小時(shí)；接著把上述處理后的顆?；钚蕴佳b入空心圓柱微孔銅殼，作為電解氨氮廢水電極；再以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，取30%甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，40%鄰酞酸二乙酯，30%二甲基丙烯酸乙二醇酯加熱至320°C，使其汽化；然后對(duì)汽化有機(jī)物施加1100V高壓，至形成電暈；最后把電暈產(chǎn)生的高活性、高氧化能力的自由基離子通入冶金氨氮廢水電解槽中，調(diào)節(jié)PH至4. 0，在電壓為220V下進(jìn)行電解
2.O小時(shí),廢水中氨氮全部轉(zhuǎn)為氮?dú)馀欧诺酱髿庵小?br> 把獲得的汽化有機(jī)物通入某冶金廠氨氮濃度為1100mg/L廢水，廢水中的氨氮濃度降到8mg/L，去除效率為99. 98%。實(shí)例3
先取180目顆?；钚蕴?，在O. 4M HCl溶液中浸泡3. 5小時(shí)，用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡3. 5小時(shí)，又用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，自然晾干，于溫度為100°C下烘干3. 5小時(shí)；再把烘干后的顆粒活性炭浸入3M的Co(N03)2、2M的Au(NO3)2混合溶液中4. 5小時(shí)，自然晾干于溫度為100°C下烘干3. 5小時(shí)；接著把上述處理后的顆粒活性碳裝入空心圓柱微孔銅殼，作為電解氨氮廢水電極；再以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，取25%甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，45%鄰酞酸二乙酯，30% 二甲基丙烯酸乙二醇酯加熱至300°C，使其汽化；然后對(duì)汽化有機(jī)物施加1050V高壓，至形成電暈；最后把電暈產(chǎn)生的高活性、高氧化能力的自由基離子通入冶金氨氮廢水電解槽中，調(diào)節(jié)PH至3. 0，在電壓為180V下進(jìn)行電解I. 8小時(shí),廢水中氨氮全部轉(zhuǎn)為氮?dú)馀欧诺酱髿庵小?
把獲得的汽化有機(jī)物通入某冶金廠氨氮濃度為1200mg/L廢水，廢水中的氨氮濃度降到6mg/L，去除效率為99. 99%。
權(quán)利要求
1.一種處理稀土廢水中高濃度氨氮方法，其特征在于 (1)取150 200目顆?；钚蕴浚贠.4M HCl溶液中浸泡3 4小時(shí)，用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡3 4小時(shí)，又用去離子水在超聲波的作用下沖洗3遍，自然晾干，于溫度為100°C下烘干3 4小時(shí)； (2)把烘干后的顆?；钚蕴拷?M的Co(NO3) 2、2M的Au (NO3) 2混合溶液中4 5小時(shí)，自然晾干，于溫度為100°C下烘干3 4小時(shí)； (3)把上述處理后的顆?；钚蕴佳b入空心圓柱微孔銅殼，作為電解氨氮廢水電極； (4)以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì),取20% 30%甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，40% 50%鄰酞酸二乙酯，20% 35%二甲基丙烯酸乙二醇酯加熱至280 320°C，使其汽化； (5)對(duì)汽化有機(jī)物施加1000 1100V高壓，至形成電暈； (6)把電暈產(chǎn)生的高活性、高氧化能力的自由基離子通入冶金氨氮廢水電解槽中，調(diào)節(jié)pH至3. O 4. 0，在電壓為110 220V下進(jìn)行電解I. 5 2. O小時(shí)，廢水中氨氮全部轉(zhuǎn)為氮?dú)馀欧诺酱髿庵小?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理冶金廢水中高濃度氨氮方法，屬于污水處理領(lǐng)域。本發(fā)明首先制備得到有催化作用的活性炭金屬電極，放入電解槽中；然后用1000～1100V強(qiáng)高壓電離氣態(tài)有機(jī)脂甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，鄰酞酸二乙酯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，得到.OH，.CHO，.CO等高能量、高活性自由基，最后把強(qiáng)氧化性自由基通入電解槽中，把冶金廢水中的銨根離子氧化為氮?dú)馀懦?。本發(fā)明方法避免了濃差極化和副反應(yīng)，具有節(jié)能省電的優(yōu)點(diǎn)。用本方法處理氨氮濃度為1000～1200mg/L的某冶金廠廢水，氨氮濃度降到10mg/L以下，去除率為99.9％以上。
文檔編號(hào)C02F101/16GK102774934SQ20121025332
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者包鎧, 張鳳娥, 雷春生 申請(qǐng)人:常州大學(xué)