[发明专利]一种去除废水中硝酸盐氮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水处理技术，具体涉及一种去除废水中硝酸盐氮的方法。

背景技术

化肥生产废水、钢铁生产废水、垃圾渗滤液膜滤浓缩液等废水中含有大量的硝酸盐。硝酸盐本身毒性很低，但是它进入人体之后可以被还原为亚硝酸盐和能够致癌、致突变的亚硝基胺，毒性加大，对人体健康造成危害。水体中过量的硝酸盐会引起水体富营养化污染。为保护人体健康及水资源，我国《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008) 、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)等标准中对总氮的排放的限值作了规定，以限制硝酸盐氮的无序排放。

近年来，世界上许多学者都对硝酸盐的治理进行了研究，取得了较好的研究成果。硝酸盐的处理技术大体可分为三类，物化法、化学法以及生物脱氮三种。物化法处理硝酸盐废水的处理成本高，效率低，还会产生高浓度的硝酸盐废水，它只是一个将污染物转移和浓缩的过程，并没有实际上去除污染物，后续处理非常困难，该方法在实际运用中受到限制。生物反硝化在去除可生化性强的废水中的硝酸盐氮非常有效，但在处理有毒物含量高、可生化性较差的废水时，效果甚微，且去除速率慢。化学方法通过加入还原剂还原水体中的硝酸盐，从而达到去除污染物的目的，具有反应速度快，能适用不同反应条件，易于运行管理等优点，在去除难降解废水中的硝酸盐方面具有较好的应用前景。

铁炭微电解技术，利用微电解产生的氢气和铁屑作为还原剂能将水中的硝酸盐氮还原。这种技术具有反应速度快，铁屑之间不易粘连结块，还原剂价格低廉、来源广泛等优点，在化学处理法去除水中硝酸盐氮中备受关注。但这种技术一般要用贵金属 Pd、Sn 或 Cu 等作为催化剂才有较好的处理效果，所用的催化剂存在制备复杂，价格昂贵等缺点。此外，铁还原的主要产物为氨氮，氨氮水溶性强，它也是水中总氮的组成之一，只有将产生的氨氮从水中去除才能将水中总氮去除。因此，研发一种采用价格低廉、来源广泛、新型高效的还原助剂对微电解反应进行强化，提高化学反硝化效果，并能对化学反硝化产物进行进一步去除的处理系统具有较高的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种去除废水中硝酸盐氮的方法，本发明中采用一种新型高效的还原助剂腐殖酸，与铁碳微电解技术联用，强化反硝化过程，提高去除废水中硝酸盐氮的效率。此外，该方法还可将化学还原产物进行有效去除，彻底地将硝酸盐氮从水中去除。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种去除废水中硝酸盐氮的方法，它包括以下步骤：

S1.调pH值：将废水收集到耐酸碱的容器中，调节废水的pH值为2～4；

S2. 反硝化：在调节pH值的废水中加入腐殖酸、活性碳和铁屑，在与外界空气隔绝的条件下搅拌反应60～180min，分离固液，液体汇集至化学沉淀池；

S3. 化学沉淀：在曝气搅拌的条件下往化学沉淀池中加入十二水合磷酸氢二钠、六水合氯化镁，并调节废水的pH值至8～10，化学沉淀反应30～90min，分离固液，所得上清液为处理出水。

进一步地，步骤S1中采用硫酸或氢氧化钠调节废水的pH值。

进一步地，步骤S2中所述腐殖酸、铁屑和活性碳质量比为1:2～100:1～100，废水中硝酸氮与铁屑的质量比为1:20～350。

进一步地，步骤S2中搅拌强度为80～200r/min。

进一步地，步骤S3中十二水合磷酸氢二钠、六水合氯化镁与废水中氨氮的质量比为10～40:5～25:1。

 进一步地，步骤S3中所述曝气的曝气量为0.1～0.2 m³/m³废水，曝气时间为5～15min。

进一步地，步骤S3中采用氢氧化钙调节废水的pH值。

本发明的原理为：铁屑和活性炭颗粒充分混合后，浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，发生电池效应而形成无数微小的腐蚀原电池，从而引发一系列连带协同作用。主要体现在：

(1) 铁屑表面吸附大量H⁺,其接收电子产生新生态氢[H],在隔绝空气的条件下硝酸盐与[H]发生氢化反应被还原成氨；

(2)当向废水中加入腐殖酸时，腐殖酸中的氧化性醌类由于铁屑微电解产生的新生态氢[H]的还原作用而减少，从而增加了腐殖酸的还原性；