一种利用铁炭复合剂处理含氮废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用铁炭复合剂处理含氮废水的方法，具体实施步骤如下：对一定粒径的活性炭与普通铁粉进行预处理，活化；调节含氮废水的初始pH值为4~6，往反应容器内通氮气除氧；向含氮废水中依次加入活性炭、铁粉。其中，Fe的投加量为20~40g/L，Fe/C的质量比为2~5，含氮废水（折合为N含量）初始浓度为50~200mg/L，反应时间为10~120min。本发明专利技术的优势在于利用铁炭微电解原理处理含氮废水，解决了零价铁法对低pH的强烈需求，实现了中性条件下对硝酸盐氮的去除，使得废水的硝酸盐氮去除率可达70%以上；特别的铁、炭之间自发形成原电池，不需要额外能耗且价格低廉，设备简单，操作方便，对环境无二次污染。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，具体实施步骤如下：对一定粒径的活性炭与普通铁粉进行预处理，活化；调节含氮废水的初始pH值为4~6，往反应容器内通氮气除氧；向含氮废水中依次加入活性炭、铁粉。其中，Fe的投加量为20~40g/L，Fe/C的质量比为2~5，含氮废水（折合为N含量）初始浓度为50~200mg/L，反应时间为10~120min。本专利技术的优势在于利用铁炭微电解原理处理含氮废水，解决了零价铁法对低pH的强烈需求，实现了中性条件下对硝酸盐氮的去除，使得废水的硝酸盐氮去除率可达70%以上；特别的铁、炭之间自发形成原电池，不需要额外能耗且价格低廉，设备简单，操作方便，对环境无二次污染。【专利说明】
本专利技术涉及一种含氮废水的脱氮处理工艺，尤其涉及。
技术介绍
从20世纪60年代以来，随着工农业生产的迅速发展，大量含氮化肥的使用以及工业中含氮废水的不达标排放等，造成水体中硝酸盐氮污染日趋严重。水中过量硝酸盐氮的存在会对人体健康构成严重威胁，被摄入人体后，在肠胃中可被还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐会引起人体高铁血蛋白症，并诱发癌症，对婴幼儿的危害更甚。因此，寻找一种经济实用的技术去除水中硝酸盐氮具有重要意义。目前处理含氮废水的方法主要有生物脱氮、吸附、离子交换、反渗透和化学还原等。生物脱氮是目前应用最广泛的处理方法，但存在维护要求高，有机物过量和溶解性微生物产生等缺点。相比于生物脱氮，化学还原拥有反应过程快，无二次污染和容易控制等优点。目前，零价铁还原硝酸盐因其价格低廉且易于控制而受到广泛关注。但是，零价铁法存在的主要问题是处理效果与溶液PH非常相关，其反应必须在强酸性条件下才能进行，大大提闻处理成本。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了，其利用铁、炭之间自发形成原电池还原硝酸盐氮。在近中性PH条件下处理含氮废水时，硝酸盐氮的去除效率明显提高。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案: ，包括以下步骤: 1)将活性炭经水洗、干燥；将普通铁粉经5%盐酸活化、真空干燥，备用； 2)调节含氮废水的初始pH值，并向反应容器内通氮气除氧； 3)向含氮废水中依次加入活性炭和铁粉，旋转混合反应；其中铁粉的投加量为2(T40g/L，Fe/C的质量比为2~5，含氮废水的折合为氮含量的初始浓度为5(T200mg /L，反应时间为l(Tl20min。进一步地，所述步骤2)中，调节含氮废水的初始pH值为4飞。进一步地,所述步骤2)中，通氮气除氧的时间为l(T30min。进一步地,所述步骤2)中,通氮气除氧的时间为15min (除氧效果最优)。进一步地，所述步骤3)中，铁粉的投加量为40g/L (去除效果最佳)。进一步地，所述步骤3)中，Fe/C的质量比为3 (形成的有效原电池数量最多)。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: 解决了零价铁法对低PH的强烈需求，实现了中性条件下对硝酸盐氮的去除，提高去除效率。特别的铁、炭之间自发形成原电池，不需要额外能耗且价格低廉，设备简单，操作方便，对环境无二次污染。【具体实施方式】下面对本专利技术的具体实施例作进一步的说明。实施例1 ，包括以下步骤: a.将活性炭经水洗、干燥；将普通铁粉经5%盐酸活化、真空干燥，备用； b.配制体积为2L初始浓度为50mg/L(折合为N含量)的含氮废水入顶空瓶中，采用15%盐酸和10%氢氧化钠溶液调节初始pH值为4，通氮气除氧15min，压力0.2MPa ； c.将步骤a所得的活性炭和铁粉依次加入到步骤b的顶空瓶中，其中，Fe投加量为40g/L，Fe/C的质量比为3，后将顶空瓶密封，放置于旋转混合器中反应； d.隔一定时间取样5mL，稀释20倍，用0.22μ m PVDF过滤膜过滤，分别测定N03_，N02_和 NH:。处理后的含氮废水中硝酸盐氮去除率高达80%以上，达到污水排放标准。实施例2 本实例与实例I不同的是溶液初始PH值为5，处理过后，硝酸盐氮的去除率为80%左右。实施例3 本实例与实例I不同的是溶液初始PH值为6，处理过后，硝酸盐氮的去除率为70%左右。从以上实施例得知，铁炭微电解实现了中性条件下对硝酸盐氮的去除，显著提高去除效率。【权利要求】1.，其特征在于，包括以下步骤: 1)将活性炭经水洗、干燥；将普通铁粉经5%盐酸活化、真空干燥，备用； 2)调节含氮废水的初始pH值，并向反应容器内通氮气除氧； 3)向含氮废水中依次加入活性炭和铁粉，旋转混合反应；其中铁粉的投加量为20-40g/L，Fe/C的质量比为2~5，含氮废水的折合为氮含量的初始浓度为50-200mg /L，反应时间为l0-l20min。2.根据权利要求1所述的利用铁炭复合剂处理含氮废水的方法，其特征在于，所述步骤2)中，调节含氮废水的初始pH值为4~6。3.根据权利要求1所述的利用铁炭复合剂处理含氮废水的方法，其特征在于，所述步骤2)中，通氮气除氧的时间为l0-30min。4.根据权利要求3所述的利用铁炭复合剂处理含氮废水的方法，其特征在于，所述步骤2)中，通氮气除氧的时间为15min。5.根据权利要求1所述的利用铁炭复合剂处理含氮废水的方法，其特征在于，所述步骤3)中，铁粉的投加量为40g/L。6.根据权利要求1所述的利用铁炭复合剂处理含氮废水的方法，其特征在于，所述步骤3)中，Fe/C的质量比为3。【文档编号】C02F1/461GK103951016SQ201410173535【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日 【专利技术者】刘建勇, 宋光玉, 徐晓霞, 林立清, 储杰, 罗旌焕, 钱光人 申请人:上海大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用铁炭复合剂处理含氮废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将活性炭经水洗、干燥；将普通铁粉经5%盐酸活化、真空干燥，备用；2）调节含氮废水的初始pH值，并向反应容器内通氮气除氧；3）向含氮废水中依次加入活性炭和铁粉，旋转混合反应；其中铁粉的投加量为20~40g/L，Fe/C的质量比为2~5，含氮废水的折合为氮含量的初始浓度为50~200mg /L，反应时间为10~120min。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建勇，宋光玉，徐晓霞，林立清，储杰，罗旌焕，钱光人，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31