[发明专利]一种处理低浓度氨氮废水的改性膨胀珍珠岩及废水处理方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种处理低浓度氨氮废水的改性膨胀珍珠岩，以及废水处理方法。

背景技术

废水中氨氮是水体富营养化和环境污染的一种主要物质，也是最难降解及去除的成分。当水体中氨氮浓度超过50mg/L时，会抑制自然硝化作用，降低水体自净能力，进而引起水体缺氧，滋生有害水生物。目前，国内外常用去除氨氮的方法主要有生化法、空气吹脱法、化学法、吸附法和离子交换法等。其中，吸附法和离子交换法因其具有占地面积小，工艺简单，操作方便等优点，常被用于含氨氮废水的深度处理。然而，这两种方法所采用的离子交换树脂、活性炭、沸石等吸附材料价格比较昂贵，导致废水处理成本高，限制了吸附法和离子交换法的广泛应用。

在处理氨氮废水方面，国内外相关研究中有少量类似的有机脱氮剂的报道，如CN101475251A公开了一种处理中浓度氨氮废水的复合脱氮剂和脱氮方法，复合脱氮剂是由有机物和无机物复配而成；其中有机物是由有机酮、表面活性剂和高分子聚合物组成，其中有机酮类10-60％，表面活性剂类10-60％，高分子聚合物类10-60％，无机物10-70％。CN101372370A公开了一种处理高浓度氨氮废水的有机脱氮剂和脱氮方法，有机脱氮剂由有机酯类、胺类、烷烃类组成，其中有酯类50％-80％，胺类10％-50％，烷烃类10％-50％。与气提脱氨法类似，这类脱氮剂比较适合处理高浓度的氨氮废水，而对于氨氮含量低于数百毫克/升的低浓度的废水，如何采用相对简单且经济的处理方法，使氨氮水平达到国家排放标准一直是个技术难题。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明创造性地利用铜离子对多孔的膨胀珍珠岩进行化学改性，增强其对氨的络合及选择性吸附能力，解决了低浓度氨氮废水难以处理及处理成本高的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种处理低浓度氨氮废水的改性膨胀珍珠岩，以及废水处理方法。

本发明的第一个目的是这样实现的：

一种处理低浓度氨氮废水的改性膨胀珍珠岩，按如下方法制备而成：将经干燥并过60目筛的膨胀珍珠岩放入到5％硫酸溶液中活化0.3-0.8小时，取出沥干后再放入到饱和铜盐溶液中，浸泡时间控制在0.5-1.0小时，最后将其滤出，经100℃-110℃下烘干，即得改性膨胀珍珠岩。

优选地，所述的改性膨胀珍珠岩，其中所述的铜盐选自如下的一种或多种：硫酸铜、氯化铜和硝酸铜。

本发明的第二个目的是这样实现的：

一种利用上述的改性膨胀珍珠岩处理低浓度氨氮废水的方法，包括如下步骤：将所述改性膨胀珍珠岩放入带有上下进出水口的吸附反应槽或罐中，填实后即构成固定吸附反应床，将低浓度氨氮废水的pH值调至7-9后由上进水管口流入，下排水管口流出。

本发明涉及的改性膨胀珍珠岩的适用范围：通常适合于普通低浓度氨氮的废水或高浓度氨氮废水经气提脱氨后的废水的处理，对高浓度氨氮废水则存在易吸附饱和及吸附料更换周期短的问题。

与现有技术相比，本发明涉及的改性膨胀珍珠岩具有如下优点和显著的进步：

(1)本发明通过对膨胀珍珠岩表面进行化学改性，使其具有较大的比表面积和较强的离子交换能力，显著提高了膨胀珍珠岩对氨的吸附效率及选择性，处理废水时操作简单，在氨氮废水的处理方面有着很好的应用前景。

(2)与离子交换树脂、活性炭及沸石等吸附材料相比，广泛用于建筑业的膨胀珍珠岩价廉易得，大幅度降低了氨氮废水处理成本。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步作描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

本发明处理废水的技术原理在于：膨胀珍珠岩遇水膨胀具有较高的阳离子交换容量和能力。二价的铜离子可取代多孔沿内表面原有的钠等低价阳离子，增强了其表面结构的静电吸附特性。此外，吸附于孔内表面的铜离子可从废水中夺取氨分子形成铜氨络合物，从而表现出对不同污染物分子的选择特性。

实施例1膨胀珍珠岩化学改性

将经干燥和过60目筛的膨胀珍珠岩500克放入到5％(w/w)硫酸溶液中活化0.5小时，取出沥干后再放入到饱和铜盐(硫酸铜，氯化铜，硝酸铜等)溶液中，浸泡时间控制在0.5-1.0小时左右，膨胀珍珠岩的投加量以被铜盐饱和溶液完全浸没为限。最后将其滤出，经105±5℃下烘干，即得到改性膨胀珍珠岩产品。

实施例2废水处理工艺