一種處理垃圾滲濾液中高濃度氨氮的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種處理垃圾滲濾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]垃圾滲濾液是指在堆放和填埋過程中由于壓實、發(fā)酵等生物化學(xué)降解作用，同時在降水和地下水的滲流作用下產(chǎn)生了一種高濃度的有機或無機成份的液體，它具有氨氮含量高的特點，其中氨氮濃度隨填滿時間的延長而升高，最高可達到8000mg/L。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，處理垃圾滲濾液中高濃度氨氮的方法主要有吹脫法、沸石脫氨法、膜分離技術(shù)等，但存在低溫時氨氮去除率不高，必須考慮沸石的再生問題和在反硝化過程中會產(chǎn)生N2O等新的大氣污染的問題。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，雖然本發(fā)明設(shè)備簡單，運行操作簡便，對于高濃度氨氮廢水的脫氮效率達到99.99%以上，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]為了解決上述問題，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4.1?9.8g硝酸鎂、3.8?10.0g硝酸鋁，4.8?17.6g硝酸鐵溶解在300?400ml含有5.0?8.6g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)12?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有機復(fù)合脫氮劑中，攪拌30?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?900°C下煅燒5?7h，即可。
[0006]所述有機復(fù)合脫氮劑由聚氯乙烯、乙酸、乙二醇三種物質(zhì)組成，以質(zhì)量比計，15%?40%的聚氯乙烯，20%?30%的乙酸，40%?60%的乙二醇。
[0007]一種處理垃圾滲濾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5:1配成黏稠液，將黏稠液凃于塑料片表層，涂層厚度為3?6 Cm，將涂過黏稠液的塑料片在通風(fēng)狀態(tài)下干燥10?20min，所述的膠粘劑以重量份數(shù)計為35份3，3，4，4- 二苯甲酮四酸二酐、45份3，5- 二氨基苯甲酸和20份二甲基甲酰胺；
(2)將涂過黏稠液的塑料片置于吸附塔中，每層安裝高度為10?50cm，空隙高度為50?100 cm，讓氨氮濃度為4000?8000mg/L的垃圾滲濾液流經(jīng)吸附塔，流速控制5?15m3/h，吸附塔內(nèi)停留時間40?60min，直到塑料片表面的有機復(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)在垃圾滲濾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)制備得到的有機復(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，吸附材料無需再生，操作簡單。
【具體實施方式】
[0010]首先分別稱取4.1?9.8g硝酸鎂、3.8?10.0g硝酸鋁，4.8?17.6g硝酸鐵溶解在300?400ml含有5.0?8.6g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)12?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，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10?50g有機復(fù)合脫氮劑中，其中其包含15%?45%的聚氯乙烯，20%?30%的乙酸，40%?60%的乙二醇。攪拌30?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，即可得到有機復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料，將其與膠粘劑按質(zhì)量比5:1配成黏稠液，將黏稠液凃于吸附棒表層，涂層厚度為3?6 cm，將涂過黏稠液的塑料片在通風(fēng)狀態(tài)下干燥10?20min ;將涂過黏稠液的塑料片置于吸附塔中，每層安裝高度為10?50 cm，空隙高度為50?100 cm，讓氨氮濃度為4000?8000mg/L的垃圾滲濾液流經(jīng)吸附塔，流速控制5?15m3/h，吸附塔內(nèi)停留時間40?60min，直到塑料片表面的有機復(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；在垃圾滲濾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，其中有1.5g聚氯乙烯，4.0g乙酸，4.5g乙二醇，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，在溫度為800°C下煅燒6h，即可得到有機復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料，將其與膠粘劑按質(zhì)量比5:1配成黏稠液，將黏稠液凃于塑料片表層，