[发明专利]磺化腐植酸及其制备方法、复配改性腐植酸吸附剂、应用及应用方法

说明书

本发明涉及废水处理技术领域，公开了一种磺化腐植酸的制备方法，是以腐植酸为原料，经碳化、硝化和磺化处理得到。以磺化腐植酸作为吸附剂，可将其应用于低浓度氨氮的处理。再以磺化腐植酸和载铁腐植酸为复配吸附剂，用于处理低浓度废水，废水包含有氨氮、有机氮中的至少一种。本发明磺化腐植酸对NH₄⁺兼具吸附速率快、富集效果佳的双重有益效果。再联合载铁腐植酸共同处理低浓度废水，载铁腐植酸对低浓度废水中的有机氮通过配位络合作用进行吸附，通过两者的配合能够将低浓度废水中的氨氮、有机氮得到有效吸附去除。以腐植酸为原料进行改性得到的改性腐植酸吸附剂，具备原料易得、容易制取、吸附速率快、吸附效果佳，易于推广。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体地说，涉及磺化腐植酸及其制备方法、复配改性腐植酸吸附剂、应用及应用方法。

背景技术

随着城镇化的发展，产生越来越多的生活污水，水污染情况日益复杂。生活污水中的物质主要包含两大类：可溶性有机物(DOM)和无机盐，无毒有机物主要为碳水化合物、腐殖质，无机盐主要有硫化物、亚铁盐、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐等，污水中也同样可能含有有毒的持久性有机污染物有机氯、有机氮等。城市生活污水的典型特征是氮，氮主要以总氨氮(TAN,TAN＝NH₃/NH₄⁺-N)和有机氮(ON)的形式存在。

氨氮(NH₃/NH₄⁺-N)是水环境中主要的含氮污染物质，其中无机氮、氨氮的浓度过高会造成水体严重的富营养化，减少溶解氧，破坏水体环境的自净化系统。为了抑制藻类的生长，地下水补给中氨氮的最大允许浓度为1.0mg N/L。因此，从地表水道和处理后的废水中去除低浓度氨氮对于防止藻类生长和水富营养化，提高再生水的质量至关重要。

吸附法是低浓度氨氮深度处理最常用、最有效的方法。目前研究的吸附剂主要包括活性炭、沸石、树脂、膨润土、粉煤灰、植物多酚、陶瓷以及其改性产物等。目前的吸附剂主要存在反应时间长、吸附氨氮吸附容量低、去除率低、成本高的问题。

公开号为CN104211246B的专利，公开了一种低浓度氨氮废水或料液处理方法。该专利通过沸石与气态膜联合处理方式处理氨氮废水，存在处理周期长、成本高的缺点。

公开号为CN105060387A的专利，公开了一种处理低浓度氨氮废水的生物颗粒制备方法。该专利用于对氨氮的吸附，主要是利用芦苇颗粒中的纤维与氨氮作用，纤维中的木质素和纤维素链在pH为5至7之间带负电。通过静电吸引力促进了与带正电荷的离子的吸附(离子交换)，吸附达到平衡的时间快，而当pH值超过7时，平衡吸附状态迅速向非离子形式转移，从而不利于氨氮的去除。

因此，寻求一种快速吸附氨氮、成本低的吸附剂尤为重要。

目前处理废水的方法很大，但经处理后的废水均难以达到A类排放标准，即使是近年发展起来的超磁分离净化技术，也不能达到标准，还需进一步进行处理。处理低浓度废水的方法主要有吸附法、氧化法和生物法等，有些生物法存在占地面积大、运行周期长、成本高的问题；有些氧化法只能将氨氮转化为硝酸盐氮、亚硝酸盐氮，造成了更严重的水体污染；有些通过生物脱氮方式，存在成本高、难以控制的问题，如CN105110581B和CN103710294B；有的降解方法只能针对某一种单一的污染物进行降解，降解成为某些中间体，而这些中间体的危害性更大，如CN101372370B、CN104926019A和CN205328805U。吸附法因成本低、吸附效果高、易去除的优势，而得到广泛应用。吸附法中最为主要的是吸附材料的选择。

但有的吸附剂只能选择性吸附部分污染物，对广谱性的污染物不具备吸附性能。此外，还有些处理方式多是针对包含有高浓度氨氮、有机氮进行处理，如CN110156280A、CN105668810A和CN110283740A，并未针对低浓度废水进行处理。