您現在的位置: 中國污水處理工程網 >> 技術轉移 >> 正文

幸运双星 下载:污水中硝態氮去除新方法

發布時間:2019-5-25 15:55:04  中國污水處理工程網

美高美幸运双星 www.gkdbd.icu   申請日2019.03.22

  公開(公告)日2019.05.17

  IPC分類號C02F1/70; C02F101/16

  摘要

  本發明公開了一種去除污水中硝態氮的新方法,屬于環境工程中污水處理技術領域,包括以下步驟:在反應槽、反應釜、固定床中投入一定比例的催化劑和Fe0,調整pH值,開始攪拌,控制反應時間,操作模式可采用間歇式或連續式,其中,當采用連續式操作時,其反應器需增設固液分離裝置,以防止還原性Fe0及催化劑的流失。本發明采用Fe0協同負載型催化劑的新方法能將硝態氮轉化為氮氣,而副產物氨氮含量則相對較低,真正意義上實現了水體中N素的去除。這也為污水處理廠二級出水由于硝態氮含量而引起總氮含量較高的問題,提供了一種新的解決思路。

  權利要求書

  1.一種去除污水中硝態氮的新方法,其特征在于,包括以下步驟:

  步驟1、啟動蠕動泵,300mL含硝態氮的污水,硝態氮濃度為22mg/L,以一定流量進入催化反硝化反應器;

  步驟2、向催化反硝化反應器內投加一定質量的催化劑和Fe0,其投加催化劑和Fe0質量比為5:4;

  步驟3、打開全自動滴定儀,向反應器內自動投加一定體積的鹽酸,濃度為0.5mol/L,保持反應器內的pH值恒定在3-5;

  步驟4、開啟磁力攪拌器,攪拌強度控制為400r/min;

  步驟5、反應2h后,打開反應器出口閥門,取出一定體積的水樣,經0.45μm的膜過濾,測定出水中硝態氮、亞硝態氮、氨氮及總氮濃度,以分析催化還原反應的脫氮效果。

  2.根據權利要求1所述的去除污水中硝態氮的新方法,其特征在于,步驟2中選用的催化劑為負載型催化劑,由催化活性組分和載體構成。

  3.根據權利要求2所述的去除污水中硝態氮的新方法,其特征在于,所述催化劑為單一載體催化劑或者為復合載體催化劑。

  4.根據權利要求2所述的去除污水中硝態氮的新方法,其特征在于,選取的催化劑活性組分為雙金屬Pd和Cu,Pd:Cu質量比為3:1。

  5.根據權利要求1所述的去除污水中硝態氮的新方法,其特征在于,催化劑投加量為4g/L、Fe0投加量為5g/L。

  6.根據權利要求1所述的去除污水中硝態氮的新方法,其特征在于,步驟3中,pH值為4。

  說明書

  一種去除污水中硝態氮的新方法

  技術領域

  本發明屬于環境工程中污水處理技術領域,具體地說,涉及一種去除污水中硝態氮的新方法。

  背景技術

  隨著工農業的發展,水體中硝態氮(NO3-)污染已成為亟待解決的環境問題。污水中硝態氮的過量排放可直接造成水體的富營養化及水質的下降,污染破壞生態環境,從而對人類的生產生活造成極大的影響。另外,據資料顯示,由于高含氮量污水的排放,一定程度上導致的地下水硝酸鹽污染已愈發嚴重,相當多地區硝酸鹽含量甚至已嚴重超標。因此,含氮污水排放至地表水體前先要進入城市污水處理廠進行處理而后排放。而實際中,受到污水水質及處理工藝的限制,其脫氮效果不理想,出水硝態氮含量往往較高,而導致不能達標排放。因此,采用何種技術有效降低污水廠出水硝態氮以減少氮素污染成為迫在眉睫的難題之一。

  目前,去除水體中硝態氮的常用技術包括:物理化學法、生物法及化學法。物理化學法主要通過選擇性吸附及膜的選擇透過性等作用去除水體中的硝態氮。其缺點在于不能徹底去除水體中的硝態氮,只是發生了污染物的轉移或濃縮;生化法是目前應用較多的一種脫氮技術。雖然其去除效果較好,但存在著抗沖擊負荷低、受水質影響較大、工藝復雜等缺點;化學法包括活潑金屬還原法和催化還原法?;釔媒鶚艋乖ɡ沒釔媒鶚?如Fe0)還原去除水體中的硝態氮。其缺點在于反應的副產物以氨氮為主,需進行二次處理;而催化還原法則主要以氫氣或有機酸等(如HCOOH等)為還原劑,在催化劑的作用下,催化還原去除硝態氮。其缺點在于對操作條件較高(氫氣進氣量、操作壓強等)、有機酸則分解不完全,易造成二次污染等。

  發明內容

  本發明的目的在于提出了一種去除污水中硝態氮的新方法。該方法采用還原性鐵單質(Fe0)協同負載型催化劑的新型催化反硝化法處理污水中的硝態氮。在相關的研究中,Fe0被廣泛應用于水體中硝態氮的處理,雖然能取得較好的脫氮效果,但其反應后副產物以氨氮為主,水體中總氮含量并未有效降低。而采用Fe0協同負載型催化劑的新方法則能將硝態氮轉化為氮氣,而副產物氨氮含量則相對較低,真正意義上實現了水體中N素的去除。這也為污水處理廠二級出水由于硝態氮含量而引起總氮含量較高的問題,提供了一種新的解決思路。

  本發明的方法主要通過在催化劑的催化作用下,水體中的硝酸根與還原性鐵單質(Fe0)發生反應被轉化為N2,從而達到有效脫氮的目的。

  本發明的技術原理是基于催化反應原理。Fe0作為反應的還原劑,其作用為電子供體。而脫氮過程是一個典型的多相催化反應,在催化劑表面的金屬活性位上,硝態氮通過發生脫氧反應逐步被轉化為氮氣。

  其技術方案如下:

  一種去除污水中硝態氮的新方法,包括以下步驟:在催化反硝化反應器中投入一定質量的催化劑和Fe0,調整pH值,開始攪拌,控制反應時間,操作模式可采用間歇式或連續式。其中,當采用連續式操作時,其反應器需增設固液分離裝置,以防止還原性Fe0及催化劑的流失。

  步驟1、啟動蠕動泵,300mL含硝態氮的污水,硝態氮濃度為22mg/L,以一定流量進入催化反硝化反應器。

  步驟2、向催化反硝化反應器內投加一定質量的催化劑和Fe0,其投加催化劑和Fe0質量比為5:4;

  步驟3、打開全自動滴定儀,向反應器內自動投加一定體積的鹽酸,濃度為0.5mol/L,保持反應器內的pH值恒定在3-5;

  步驟4、開啟磁力攪拌器,攪拌強度控制為400r/min,通過攪拌旨在加強系統的傳質效果,從而促進催化反應的發生,以獲得較好的脫氮效果;

  步驟5、反應2h后,打開反應器出口閥門,取出一定體積的水樣,經0.45μm的膜過濾,測定出水中硝態氮、亞硝態氮、氨氮及總氮濃度,以分析催化還原反應的脫氮效果。

  進一步,步驟2中選用的催化劑為負載型催化劑,由催化活性組分和載體構成。催化劑負載的活性組分由主催化劑和助催化劑構成。主催化劑多為貴金屬,如Pd、Pt、Ru、Rh、Ir等。助催化劑通常有Ag、Hg、Cu、Ni、Sn、In等。在主催化劑中(如Pd)分別添加Sn、In、Cu等金屬,催化效果均可得到明顯改善。催化劑的活性組分可由以上主催化劑和助催化劑兩兩組合構成。載體在催化反應中發揮著巨大作用。載體的表面積和孔結構不但決定了負載的活性貴金屬晶粒在其表面的分散程度,也控制著反應基質分子、中間產物或最終產物在催化劑表面的傳質過程、表面遷移與反應過程以及到達金屬晶粒表面的能力。因此,催化劑載體自身的種類、組成、表面積、孔結構、導熱性、耐熱性、機械強度等對催化劑的催化活性和選擇性影響很大。所述載體大致分為2類:無機載體和有機載體。無機載體包括:γ-Al2O3、活性炭、ZrO2、SnO2、陶瓷膜、SiO2、TiO2、二氧化鈰、水滑石、硅藻土、高嶺土、硅膠等。有機載體有樹脂、高分子聚合物、纖維等。

  進一步,所述催化劑為單一載體催化劑,即選取某一種材料作為催化劑的載體,其可選用以上材料或其改性材料(如改性硅藻土等),或者采用其它化學性質穩定、吸附性能良好、比表面積較大的新型材料(如石墨烯等)。催化劑也可為復合載體催化劑,即載體由兩種或兩種以上材料以一定比例混合加工制得。

  進一步,選取的催化劑活性組分為雙金屬Pd和Cu,Pd:Cu質量比為3:1(Pd,為5wt%)。

  進一步,催化劑投加量為4g/L、Fe0投加量為5g/L。

  進一步,步驟3中,pH值為4。

  本發明的有益效果為:

  1、反應較為快速,反應周期短;

  2、操作更為簡單、便于管理,可控性強;

  3、系統催化活性及N2選擇性更高,屬于環境友好型技術。其顯著的特點在于:其在特定的反應條件下,可將系統中硝態氮絕大部分轉化為氮氣,其副產物氨氮濃度相對較低,無需進行再處理,真正意義上實現了水體中N素的去除,意義重大。

相關推薦
項目深度追蹤
數據獨家提供
服務開通便捷 >
pk10人工计划在线计划准 时时彩宝典苹果官方版 彩票怎么买稳赚不赔 至尊是什么牌图片 神计划软件科技有限公司 北京pk开奖记录手机版 双色球开奖杀号 重庆时时必中计划 四肖三期必开一期永久 北京pk10彩票官网 六码倍投计划表图片 极速时时走势图 pk106码定位技巧 pk10最牛稳赚5码计划论坛 电子游戏怎么玩才能赢 彩票七码计划稳吗