[发明专利]一种臭氧催化氧化强化去除水中氨氮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除水中氨氮的方法。

背景技术

水体中的氨氮主要来源于工业部门氨氮废水的排放、日常生活污水、垃圾渗滤液、动物排泄物、肉类加工和饲养业产生的废水；此外，农业中大规模使用的化肥也会造成氨氮的大面积污染。水体中的氨氮会造成湖泊和河流的富营养化，减少溶解氧浓度，并对水体中的鱼类产生毒性；同时氨氮也会腐蚀、堵塞管道和用水设备。很多国家对饮用水中的氨氮浓度都有严格限定，根据我国2002年建设部I类水质标准，饮用水中氨氮的允许浓度为0.5mg·L^-1。目前，对氨氮的去除方法主要有生物脱氮法、空气吹脱法、离子交换法、超临界氧化法、催化湿式氧化法、折点氯化法等。但现有的方法存在处理过程需要高温高压、容易造成二次污染以及只能处理高浓度氨氮废水或高低浓度氨氮废水中的一种，应用范围窄的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的氨氮废水处理方法存在处理过程需要高温高压、容易造成二次污染及应用范围窄的问题，而提供的一种臭氧催化氧化强化去除水中氨氮的方法。

臭氧催化氧化强化去除水中氨氮的方法是通过以下的步骤实现：一、在反应器中以流化床或固定床形式将粒径为1nm～10cm的催化剂放入臭氧催化氧化接触反应器中，其中催化剂以1～5层布置并将催化剂总的厚度控制为10～500cm；二、以1～50m/h的水流速度将含有氨氮的废水以顺流式、逆流式或混合式的方式流入反应器中，此时在反应器中用钛板微孔曝气器、立管曝气器或周边均匀进气的方法进行臭氧布气，臭氧的投入量根据水质的实际情况进行投加，理论上每氧化1摩尔氨氮需要4摩尔臭氧，实际添加量为理论量的1～10倍；三、控制臭氧和废水的接触时间为30s～120min，催化剂和布满臭氧的废水的接触时间为30s～300min，然后将被处理后的水从反应器中流出，即得到出水。本发明是利用一些对氨氮有优良的离子交换或选择性吸附能力的多孔性材料作为催化剂，或将这些多孔性材料作为载体并在其上附有活性物质后作为催化剂，将催化剂加入到臭氧催化氧化接触反应器中，将催化剂对氨氮的离子交换和选择性吸附能力与其催化能力相结合，增强臭氧氧化能力，从而加快反应速度，达到强化去除水中氨氮的目的；同时，催化剂的离子交换和吸附能力可以在臭氧催化氧化过程中获得再生，催化剂长时间使用导致催化能力降低时，可通过再生药剂的浸泡或冲洗而恢复催化能力，不会造成二次污染。本发明不受水处理过程中氨氮浓度的限制，应用范围广泛，处理效果受外界条件的影响小，成本低，效率高，并且可以在去除水中氨氮的同时，达到去除水中的有机污染物、臭味、色度、浊度、细菌、病毒、重金属等其他污染物的目的，能够全面提高处理后的水质，本发明在常温常压下即可实施，既可以单独使用，也可以与其他水处理工艺联合使用。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中臭氧催化氧化强化去除水中氨氮的方法是通过以下步骤实现的：一、在反应器中以流化床或固定床形式将粒径为1nm～10cm的催化剂放入臭氧催化氧化接触反应器中，其中催化剂以1～5层布置并将催化剂总的厚度控制在10～500cm；二、以1～50m/h的水流速度将含有氨氮的废水以顺流式、逆流式或混合式的方式流入反应器中，此时在反应器中用钛板微孔曝气器、立管曝气器或周边均匀进气的方法进行臭氧布气，臭氧的投入量根据水质的实际情况进行投加，理论上每氧化1摩尔氨氮需要4摩尔臭氧，实际添加量为理论量的1～10倍；三、控制臭氧和废水的接触时间为30s～120min，催化剂和布满臭氧的废水的接触时间为30s～300min，然后将被处理后的水从反应器中流出，即得到出水。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中催化剂为沸石或改性沸石。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中催化剂是附有钛、铁、锰、铜、钴、锌、铂、钯、铑、钌、钼、银、金、钒、钨或镍中的一种或多种组分的沸石或改性沸石，其中附有的组份为多种时，组分之间为任意比例。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中催化剂是附有钛氧化物、铁氧化物、锰氧化物、铜氧化物、钴氧化物、锌氧化物、铂氧化物、钯氧化物、铑氧化物、钌氧化物、钼氧化物、银氧化物、金氧化物、钒氧化物、钨氧化物或镍氧化物中的一种或多种组分的沸石或改性沸石，其中附有的组份为多种时，组分之间为任意比例。其它步骤与具体实施方式一相同。