[发明专利]一种镁基氟氧化物催化氧化去除氨氮的方法

说明书

本发明提供了一种镁基氟氧化物催化氧化去除氨氮的方法，包括：采用镁基氟氧化物和氧化剂催化氧化处理氨氮废水；所述镁基氟氧化物的制备方法包括：将氯化镁和掺杂金属元素盐溶于水中调节pH值，得到混合物；将所述混合物和硅胶混合后造粒，得到颗粒；将所述颗粒进行氟化，得到镁基氟氧化合物。本发明提供的方法，氨氮去除效率高、流程简单、无二次污染，本发明由于采用性能更加优良的氟氧化镁基催化剂催化，不需要使用臭氧，采用常规的双氧水、次氯酸钠、空气即可，氧化分解氨氮的时间大幅度缩短，只需20s左右的接触时间即可达到NH⁴⁺‑N转化率达到60%以上，而且氨氮分解产物中几乎没有NO₃^‑。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种镁基氟氧化物催化氧化去除氨氮的方法。

背景技术

氨氮等是水体污染的常见污染物，氨氮的存在会大量消耗水中的氧气，造成水体富营养化，导致藻类植物大量繁殖，鱼类因缺氧而大量死亡。另外，氨氮浓度上升使得饮用水消毒处理中的投氯量加大，不仅增加水处理成本，更可能造成消毒副产物急剧增加，危害饮用水安全。废水中的氨氮浓度往往很高，无法直接采用生化处理达到排放要求，所以需要一种高效安全的方法处理废水中的氨氮物质。

随着化肥、石油化工等行业的迅速发展壮大，由此而产生的高氨氮废水也成为行业发展制约因素之一。因此，经济有效的控制高浓度污染也成为当前环保工作者研究的重要课题，得到了业内人士的高度重视。氨氮废水的一般形成是由于氨水和无机氨共同存在所造成的，一般pH在中性以上的废水氨氮主要来源是无机氨和氨水共同的作用，pH在酸性的条件下废水中的氨氮主要是由于无机氨所导致。

目前处理氨氮废水的方法主要有离子交换法、折点氯化法、化学沉淀法。氨氮的离子交换法是指利用离子交换剂中的阳离子与废水中的NH⁴⁺离子进行交换从而去除水中氨氮的方法，工艺简便，操作方便，不需要另投加其他药剂，对温度的适应性强，可以广泛运用于低浓度、少杂质的氨氮废水处理中；但是交换剂再生后往往会出现交换容量降低、处理效果变差等问题，且交换剂再生液也需要集中进行处理，这些问题均阻碍了离子交换法在实际中的应用。折点氯化法具有操作简便、效果可靠、不受水温影响、无需另加设施等优点，但对于含有机物的氨氮废水，氯化过程可能产生致癌副产物DBPs（如三卤甲烷THMs等），对环境及人体有害。化学沉淀法的工艺简单，特别是针对高浓度氨氮废水的处理效率高，沉淀物磷酸铵镁可以进一步加工成复合肥料；但沉淀法需要投加药剂量大，磷盐、镁盐的价格较高，且反应过程需要进行搅拌，消耗电能。

催化湿式氧化法(CWAO)是20世纪80年代国际上发展起来的一种治理废水的新技术，该法是在一定温度和压力下，通过催化剂的催化作用，利用氧气或空气将污水中的有机物和氨氮分别氧化为CO₂和N₂等无害物质，无需考虑二次处理。据文献报道，催化湿式氧化法的建设及运行费用仅为常规方法的60%左右(与过程有关、有待检验)，且能有效处理高、中、低不同浓度的氨氮废水，尤其适合低浓度或有毒氨氮废水处理，因而，与生物法相比，催化湿式氧化法在经济上和技术上更具有竞争优势。催化湿式氧化处理氨氮废水技术的核心在于适宜的催化剂，优秀的催化剂必须具有足够高但合适的氨氮催化转化活性，保证能有效地将废水中的氨氮选择性氧化为氮气而不是氮氧化物。但现有文献报道的较为有效的催化剂中贵金属含量高(＞3wt％)，且工作条件苛刻，需高温高压。研制和开发低温高效且价格低廉的催化剂，加快催化湿式氧化技术处理氨氮废水的工业应用步伐，有效解决我国水资源的污染问题，具有明显的社会发展意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镁基氟氧化物催化氧化去除氨氮的方法，本发明提供的方法能够较好的处理中低浓度的氨氮废水。

本发明提供了一种镁基氟氧化物催化氧化去除氨氮的方法，包括：

采用镁基氟氧化物和氧化剂催化氧化处理氨氮废水；

所述镁基氟氧化物的制备方法包括：