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去除城市污水处理厂二级出水中氨氮的复配材料制造技术

技术编号:1455497 阅读:332 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术是关于一种去除城市污水处理厂二级出水中氨氮的复配材料,包括纳米分子筛和硅藻土,其配比为5∶1,在污水中的投加量为0.6g/50ml,先投加分子筛,再投加硅藻土或先投加硅藻土,再投加分子筛或同时投加纳米分子筛和硅藻土,按上述方式投加纳米分子筛和硅藻土后,进行搅拌,静置沉淀后,进行离心分离,然后进行水的测定和分析。按本发明专利技术处理的污水,可满足各种再生水水质要求。我国有丰富的硅藻土资源,而纳米分子筛也是利用天然矿高岭土制备的,使用后都可重新再生回收利用;另外,产生的硅藻土污泥要比其它铝盐、铁盐等的化学污泥的脱水性能好,可以节省后续污泥处理费用;且由于硅藻土应用领域广泛,硅藻土污泥的回收利用可能性大,经适当处理,可回用到农业或建材等方面,产生良好经济和环境效益。

Composite material for removing ammonia nitrogen from two stage effluent of municipal wastewater treatment plant

The present invention relates to a city sewage treatment plant to remove ammonia nitrogen in water level two compound materials, including nano zeolite and diatomite, the proportion is 5: 1, in the sewage dosage was 0.6g / 50ml, adding molecular sieve, adding diatomaceous earth or adding diatomaceous earth, cast again with molecular sieve or adding nano zeolite and diatomite, according to the way of adding nano zeolite and diatomite, stirring, settling, centrifugal separation, and then analysis and determination of water. The sewage treated by the invention can meet the requirements of various reclaimed water quality. Diatomite resource is abundant in China, but also the use of nano zeolite from kaolin preparation, after use can be re recycling; in addition, the diatomite sludge dewatering performance of chemical sludge than other aluminum salt and iron salt as well, can save the cost of sludge treatment and follow-up; because of wide application of diatomite the possibility of using sludge recycling, diatomite, after appropriate treatment, can be reused for agriculture or building materials, produce good economic and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于水处理材料,特别涉及一种去除城市污水处理厂二级出水 中氨氮的复配材料。
技术介绍
水资源短缺和水资源的开发利用已成为人们研究和探讨的热点问题,解 决这种供需矛盾的有效途径之一就是对城市污水的再生利用。污水经过污水 处理厂的常规处理后多数指标能够达到达标排放,但仍含有一些物质(如溶 解盐类)不能满足工业冷却水、环境景观用水和城镇杂用水的水质要求。因 此,针对工业用水、城镇杂用水、景观环境用水等不同的回用途径,以城市 污水厂的二级处理出水为水源,通过对高效脱氮除磷、膜生物反应器、膜技 术、沉淀混凝、过滤等单元技术进行最大程度的组合,研究和开发出分别或 同时满足工业用水、城镇杂用水、景观环境用水的水质要求的再生利用工艺 技术及其配套设备,使之发挥环境和经济效益。现有城市污水处理厂二级出 水水质日益提高,但往往由于这样或那样的原因使出水中仍残留有较高的氨 氮浓度,这些残留的氨氮或在处理系统中易转换为氨氮的有机化合物有以下 危害(1)残留在出水中的氨氮因硝化作用要消耗大量水中的溶解氧,造成水体黑臭;(2)加速水体的富营养化;(3)导致给水处理时加氯量的增加,降低消毒效率。因此,氮化合物是再生水水质重要的控制指标。城市污水的再生利用是解决目前水资源短缺的有效途径之一,但城市污 水二级出水中仍含有较高浓度的氨氮等溶解性物质,不能满足环境景观用水 等的水质要求,在利用天然矿成功制备出纳米分子筛的基础上,尝试应用其 处理水中氨氮。单独投加纳米分子筛的试验表明,纳米分子筛虽然对溶液中氨氮具有吸附速度快的特点,但存在着反应后溶液pH偏碱性,溶液浊度大 幅度增高的现象;而采用硅藻土不仅具有吸附能力,能够起到混凝作用,而 且产生的硅藻土污泥可通过再生重新利用,单独投加硅藻土的试验表明,硅 藻土对溶液中氨氮几乎没有作用,但投加硅藻土后溶液显酸性,而且硅藻土 的沉降速度比较快。目前已有利用纳米材料对水中溶解性污染物进行吸附,然后再通过絮凝 方法将尺寸在胶体粒子范畴的纳米材料颗粒凝聚沉淀,使之从水中分离去除 的研究,但研究者利用的是纳米Si02、 Ti02等,以及微孔分子筛等;硅藻土 用于城市污水的处理还处于初期阶段,工程实践上可以借鉴的工程实例较 少,理论上硅藻土污水处理的完整的机理还不清楚,且处理对象多为有机物、 重金属,这里是在认识纳米分子筛和硅藻土单独作用于氨氮溶液的试验结 果。对于任何污染物,人们都能专利技术相应的有效治理方法,关键问题是污染 防治技术的成本问题,这也是妥善解决环保与生产之间、环境与发展之间矛 盾的关键所在。对于生产力水平较低的广大发展中国家,开发、利用成本低 廉的环保技术其意义更为重大。
技术实现思路
本专利技术是为了克服以上技术存在的问题,提供一种去除城市污水处理厂 二级出水中氨氮的复配材料,将纳米分子筛和硅藻土二者复配进行研究的思路,而且二者复配后大大改善了溶液的pH环境,充分发挥了了各自的特点, 发生了协同效应,对氨氮的去除率明显高于单独投加纳米分子筛的去除率, 而且可以减少纳米分子筛的用量,降低成本。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是 一种去除城市污水处 理厂二级出水中氨氮的复配材料,其特征是,包括纳米分子筛和硅藻土,纳 米分子筛和硅藻土的配比为5: 1,纳米分子筛和硅藻土在污水中的投加量为0.6g/50ml,先投加分子筛,再投加硅藻土或先投加硅藻土 ,再投加分 子筛或同时投加纳米分子筛和硅藻土,按上述方式投加纳米分子筛和硅 藻土后,进行搅拌,静置沉淀后,进行离心分离,然后进行水的测定和分析。本专利技术的有益效果纳米分子筛与硅藻土复配对不同氨氮初始浓度的去 除效果表明,当初始氨氮浓度小于30mg/L时,氨氮出水值小于5mg/L,去除 率达80%以上,反应后溶液pH值和残余浊度指标也符合要求;对氨氮初始浓 度较高、 一次处理后残余氨氮浓度不达标的情况下,可对出水进行回流再处 理,直至满足出水指标为止;其出水水质接近于地表水环境质量标准的V类 相关回用指标,可满足各种再生水水质要求。我国有丰富的硅藻土资源,而 纳米分子筛也是利用天然矿高岭土制备的,使用后都可重新再生回收利用; 另外,产生的硅藻土污泥要比其它铝盐、铁盐等的化学污泥的脱水性能好, 可以节省后续污泥处理费用;且由于硅藻土应用领域广泛,硅藻土污泥的回 收利用可能性大,经适当处理,可回用到农业、污水处理或建材等方面,产 生良好的经济和环境效益。 附图说明图l是本专利技术的试验方法方框图,图2是本专利技术的反应时间对纳米分子筛去除水中氨氮效果影响图, 图3是投加纳米分子筛反应平衡后溶液浊度与纳米分子筛投加量的关 系曲线图,图4是纳米分子筛用量与氨氮的去除效果及反应后溶液pH的关系曲线图,图5是硅藻土投加量与反应后溶液浊度和pH的关系曲线图,图6是纳米分子筛和硅藻土复配比与反应后溶液浊度的关系曲线图,图7是纳米分子筛和硅藻土复配比与反应后溶液pH的关系曲线图,图8是纳米分子筛和硅藻土复配比与反应后溶液残余氨氮浓度的关系 曲线图。 具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明如图1所示。试验仪器主要有六联搅拌机、电子天平、722型分光光度计、浊度仪、 pH计等。试验使用六联搅拌机完成混凝过程。先在每个烧杯内加入试验配 水,然后迅速加入一定量的纳米分子筛/硅藻土,在加入药剂后,先快速搅 拌,而后慢速搅拌,最后静置沉淀,再离心分离、取上清液分析测定。其中, 氨氮的测定用纳氏试剂分光光度法。当氨氮配水P朋.8,氨氮初始浓度40mg/L,分子筛投加量O. lg/50ml条件 下,考察吸附时间对纳米分子筛吸附效果的影响。图2为反应时间对纳米分 子筛去除水中氨氮效果的影响曲线图,从图2可看出,纳米分子筛吸附氨氮 的速度在起始阶段很快,而后逐渐缓慢趋于平衡。在吸附时间5min时,已达 饱和吸附容量的90% (吸附5min时氨氮的去除效果接近54X,而吸附60min 时氨氮的去除效果仅为60%),故在应用纳米分子筛去除氨氮时,其吸附时 间可以控制在一个较短时间范围内,使反应设备容积减小。当氨氮配水pH值接近中性时,氨氮初始浓度40mg/L,溶液浊度小于1NTU 情况下,投加不同纳米分子筛达反应平衡后溶液的浊度情况。图3为投加纳 米分子筛反应平衡后溶液浊度与纳米分子筛投加量的关系图,如图3所示, 投加纳米分子筛后溶液浊度大大增加,且溶液中浊度与纳米分子筛投加量间 存在良好的函数关系,在用多项式拟合时,其相关关系R2达0.9997;导致溶 液浊度显著增加的主要原因是纳米分子筛的比重较轻,经搅拌后分散于水 中,长时间静置后仍呈混浊状态,如果在实际工程实践中在反应器中只单纯 投加纳米分子筛所产生的最重要的问题就是大大影响出水浊度,需要应用离 心设备或采取其它措施来解决。除了出水浊度外,这里把出水pH作为一项重要的考核指标来考察,投加 纳米分子筛前后溶液的pH变化及出水是否满足回用标准。图4为纳米分子筛 用量与氨氮的去除效果及反应后溶液pH的关系曲线。在上述水质情况下,由 图4可以看出投加纳米分子筛后溶液pH值均增加,呈现碱性,随纳米分子筛 投加量的增多,溶液碱性增加越显著,当纳米分子筛投加量为O. 10g/50ml 时,溶液pH值己经达本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种去除城市污水处理厂二级出水中氨氮的复配材料,其特征是,包括纳米分子筛和硅藻土,纳米分子筛和硅藻土的配比为5∶1,纳米分子筛和硅藻土在污水中的投加量为0.6g/50ml,先投加分子筛,再投加硅藻土或先投加硅藻土,再投加分子筛或同时投加纳米分子筛和硅藻土,按上述方式投加纳米分子筛和硅藻土后,进行搅拌,静置沉淀后,进行离心分离,然后进行水的测定和分析。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:郭瑞王青谭相伟周崇坤周巧玲李大兴
申请(专利权)人:郭瑞
类型:发明
国别省市:12[中国|天津]

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