[发明专利]一种氨氮去除剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种氨氮去除剂及其制备方法。

背景技术

氮在废水中以分子态氮、有机态氮、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮以及硫氰化物和氰化物等多种形式存在,而氨氮是最主要的存在形式之一。

氨氮是指水中以游离氨(NH₃)和铵离子(NH4⁺)形式存在的氮。动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。氨氮存在于许多任务业废水中，氨氮排入水体,特别是流动较缓慢的湖泊、海湾,容易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖，形成富营养化污染，除了会使自来水处理厂运行困难,造成饮用水的异味外，严重时会使水中溶解氧下降,鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸灭亡。

因此，水中氨氮含量增高是指以氨或铵离子形式存在的化合氨。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。2007年太湖爆发的蓝藻污染就是典型的氨氮污染事件。2007年5月16日，梅梁湖水质变黑；22日，小湾里水厂停止供水；25日，贡湖水厂水质尚满足供水要求；28日，贡湖水厂水源地水质严重恶化，水源恶臭，水质发黑，溶解氧下降到0毫克每升，氨氮指标上升到5毫克每升，居民自来水臭味严重。

氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程增大了用氯量；对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性；当污水回用时,再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水设备，并影响换热效率。

目前去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、促进裂解、电渗析等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。上述这些氨氮处理方法中比较实用的方法主要有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法(MAP)。折点加氯法反应如下：NH4⁺+1.5HOCl→0.5N₂+1.5H₂O+2.5H⁺+1.5Cl^-在实际处理过程中的处理效果无法达到理论上的处理效果，且当氨氮浓度降低至一定程度时要继续去除氨氮，其药剂投加量会大大增加，处理成本将大大提升，且反应对pH值要求很高，pH控制是折点氯化法的难点；离子交换法的适用范围有限，对进水水质要求较高，且操作复杂，处理难度更大，容易形成二次污染；氨吹脱法是有效的处理高浓度氨氮废水的有效方法，但目前的吹脱技术将氨氮去除至一定程度之后，就难以继续降低氨氮的浓度，始终不可能将氨氮一次性处理达标；生物法主要是利用微生物通过氨化、硝化、反硝化等一系列反应使废水中的氨氮最终转化成无害的氮气排放，处理效果较高，但废水中氨氮浓度若过高则不利于生化处理的进行，且实际运行中的生化系统稳定性不高，经常出现不达标的情况，且随着排放标准的提高，生物处理法的处理出水要达到新的排放标准就需要进一步的扩容，为了少量的氨氮去除而进行大量的土建施工及设备配套，在经济上是难以承受的；而化学沉淀法(MAP)对高浓度氨氮的去除效果较好，当氨氮浓度降至每升水几十个毫克时，通过投加药剂是难以继续降低废水中的氨氮浓度。

综上所述的处理技术及方法，随着国家将氨氮浓度排放限值由15mg/L提高至8mg/L的要求，这些方法在一定程度上有效处理氨氮废水后的残余氨氮值往往仍然高于排放要求，而这部分残余的氨氮浓度往往较少，为了这部分残余的氨氮而加大投资建设深度处理工艺是不经济可行的。而且由于不同废水性质上的差异，我们必须针对不同工业废水的性质，以及它所含的成分进行深入系统的研究,选择和确定处理技术及其工艺。目前，大多数公司的废水在经过初步处理后，氨氮都不会太高，在20～80mg/L左右，要使这部分氨氮降低到10mg/L以下甚至更低，必须加入更高效的除氨氮药剂进行处理，才能使氨氮达到国家排放标准。

中国专利CN201510792107.9公开了了一种快速去除氨氮的水处理剂，由下列重量份的组分配制而成：三氯异氰尿酸30～45份、氯酸钾15～25份、固体二氧化氯35～50份。将该水处理剂应用到废水处理中，可以更好地发挥氧化剂间的协同作用，氨氮去除速度快。该方案中的处理剂氨氮去除效率达到94％，然而，每1000毫升污水，需要耗费处理剂30g，用量较大，成本较高，反应效率不够高；处理过程用时超过30分钟，效果不够快捷，并且反应之后水样呈强酸性，不可以直接排放，需要中和处理。