一种降低工业废水中氨氮的方法技术

一种降低工业废水中氨氮污染的方法，包括将待铵交换改性的Ｎａ型沸石分子筛与含氨氮工业废水和／或新鲜含铵离子溶液进行Ｎ（Ｎ≥３，整数）次接触交换，优选逆流接触交换，更优选带式滤机多段逆流铵离子交换。该方法回收了含氨氮工业废水中的氨氮，使废水达标排放，同时，沸石分子筛中钠含量被交换降低至工艺要求水平，流程简单，操作费用低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用Na型分子筛降低工业废水中氨氮的方法，更具体地说涉及一种能在 满足待铵交换改性的Na .型沸石分子筛脱钠要求的同时使工业废水中氨氮浓度达到环保排放 要求的方法。
技术介绍
Na型分子筛，包括八面沸石，e沸石，丝光沸石，ZSM系列沸石，尤其是催化裂化催 化剂生产中Y型分子筛，传统工艺均采用铵盐和稀土交换的方法降低钠含量，以提高沸石分 子筛的催化剂活性和稳定性。要使沸石分子筛以及含分子筛活性组分催化剂的钠含量满足使 用要求，往往需要采用过量铵盐交换改性，因此产生含大量氨氮物质的工艺废水。其铵交换 过程的过滤液中氨氮含量一般为4000-10000 mg/L,交换后洗涤水中氨氮含量一般为 150~1500mg/L。此外，稀土冶炼、化肥生产以及某些药物中间体生产过程中均产生大量的含 氨氮工业废水。若这些氨氮废水排入水体，容易引起水中藻类和其它微生物大量繁殖，形成 水体富营养化污染的严重环境问题。我国对污水中的氨氮排放有严格的标准，国家一级排放 标准为15mg/L， 二级排放标准为50mg/L。目前国内外工业上对废水中的高浓度氨氮治理主要采用加碱吹脱或汽提、膜分离和生化 脱氮等技术。吹脱法处理技术虽较成熟，但运行成本高，设备腐蚀严重，而且当水质呈酸性 时，需消耗大量的能量和碱，经济性很差。膜分离法仅适用于小水量的氨氮处理。生化法对 于没有碳源的废水系统，很难实现。此外，吸附交换法、化学沉淀法、电化学法有大量的文 献报道，但都存在投资大、操作复杂、操作费用高等缺点。目前还没有一种流程简单、投资 省、技术成熟、控制方便以及无二次污染的处理含氨氮污水的高效、经济方案。兰州石化催化剂厂采用加碱空气吹脱和曝气生物流化池联合工艺处理其催化剂生产过程 中产生的含铵废液(《工业催化》，14 (8)， 27-30， 2006)，运行成本高。中国专利CN101054210A采用化肥厂工业锅炉烟道气将化肥厂高氨氮废水中氨氮吹出 并用水吸收后用于农田灌溉。中国专利CN1948191A采用反渗透和膜分离结合的方法处理催化剂氨氮废水。中国专利CN1958471A采用汽提脱氨和生化处理方法处理炼油催化剂生产中高浓度氨氮 废水。中国专利CN86106921A以天然斜发沸石或丝光沸石为主要原料，加入一定量的氢氧化5铝、氯化钾、氢氧化钠和水进行混合并长时间的晶化合成吸附剂处理氨氮废水，其制备过程 较为复杂。中国专利CN1485281A采用13X分子筛处理氨氮废水，分子筛采用20%氯化钠溶液再生。中国专利CN1274406C采用NaY分子筛与氢氧化铝干胶粉，田菁粉，有机酸和无机酸混 匀成型制备的吸附剂以固定床形式脱除废水中氨氮，吸附剂采用1-20%碳酸钠溶液再生，吸 附容量可恢复90%以上。中国专利 CN1840482A将含氨氮工业废水与 一 种摩尔比组成为 rNa20:Ab03:xSi02:yX:zH20的凝胶接触来处理氨氮废水，其中r=0.01-2， x=3-ll， y=0.01-3， z=0-500， X为选自成酸氧化物或元素中的一种或几种。其接触方式为与所述凝胶共同打浆后 过滤或采用吸附床吸附。中国专利CN101007261A将60-95%沸石与30%填料，1-30%粘结剂，0-20%制孔剂及 0-20%酸混合喷雾造粒并焙烧制成20~500/ n粉状颗粒处理氨氮废水，其孔体积大于0.5ml/g。王利平等采用天然斜发沸石对稀土冶炼产生的氯化铵废水中氨氮进行吸附，可将废水中 氨氮由13013mg/L降至6168mg/L (《化工环保》2005年第25巻第3期)。就吸附交换法脱除工业废水中氨氮而言，目前的工艺均采用专用吸附剂，包括沸石分子 筛。无论是采用大吸附容量吸附剂，还是吸附剂再生回用，其投资和运行成本均相当高。中国专利CN1907873A采用钾化合物交换沸石中钠，再用铵盐进一步交换改性，达到降 低氨氮污染的目的。兰州石化催化剂厂采用带式滤机二段逆流铵交换对Y型分子筛进行改性降低钠含量， 交换废液氨氮浓度在4000-5000mg/L (《工业催化》，14 (8)， 27-30， 2006)。齐鲁石化催化剂厂将带式滤机三段逆流铵交换改为二段逆流铵交换和增加一段水洗，其 对Y型分子筛进行改性降低钠含量的效果更好(《齐鲁石油化工》，31 (1)， 14-18， 2003)。 中国专利CN1176019C和CN1195676C采用一级离子交换区的水平带式真空滤机进行一 交一焙Y型分子筛铵交换处理，其主要用途也在于脱除Y型分子筛中氧化钠。美国专利USP3943233采用单级离子交换区的连续水平带式真空滤机进行含八面沸石颗 粒微球的阳离子交换以脱除沸石中的钠。美国专利USP4048284采用二台连续水平带式真空滤机进行含八面沸石颗粒微球的阳离 子交换，其目的为脱除沸石中的钠。该方法中，每台水平带式真空滤机只有一个离子交换区。目前Na型沸石分子筛的钹交换改性，无论采用罐式交换还是采用带式滤机交换工艺， 均是以降低沸石中钠含量为目的， 一般，原位晶化NaY料一次铵交后的Na20，工艺要求低 于3.0%;凝胶法合成的NaY分子筛一次铵交后的Na20，工艺要求低于5.0%，其交换废液中氨氮含量均在4000mg/L以上，不能直接排放。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供，该方法采用待用铵交换改性以降 低钠含量的Na型沸石分子筛作为吸附交换剂脱除工业废水中氨氮，既消除工业废水中氨氮 污染，又回收氨氮，并交换降低Y型沸石分子筛中钠含量至工艺要求。本专利技术提供的降低工业废水中氨氮的方法，包括将待铵交换改性的Na型沸石分子筛与 含氨氮工业废水和/或新鲜含铵离子溶液进行N (N^3，整数)次接触交换直至排出的滤液废 水中氨氮含量达到排放要求和沸石分子筛中钠被交换降低至工艺要求水平。其中，N的数值 由排放滤液废水溶液中氨氮含量的环保要求和沸石分子筛中钠含量的工艺要求决定。对于改 性Na型分子筛生产厂和含氨氮工业废水源分隔较远时，优选的方案是所述的待铵交换改 性Na型分子筛在含氨氮工业废水源所在地与含氨氮工业废水进行Q (1^Q<N，整数)次接 触交换后，吸附交换过含氨氮工业废水中氨氮的分子筛料再与新鲜含铵离子溶液和/或含氨氮 工业废水进行P (1^P<N，整数)次接触交换直至排出的滤液废水中氨氮含量达到排放要求 和沸石分子筛中钠被交换降低至工艺要求水平。其中，Q和P的数值由排放滤液废水溶液中 氨氮含量的环保要求和沸石分子筛中钠含量的工艺要求决定。本专利技术所述的接触交换的方式为待铵交换改性的Na型沸石分子筛及其后续与含氨氮工 业废水和/或含新鲜铵离子溶液接触交换后的沸石分子筛与含氨氮工业废水及其接触交换后 产生的含氨氮废液成逆序N次(NS3，整数)接触交换。逆序N次接触包括在进行第N级 接触交换的Na型沸石分子筛上加入含氨氮工业废水和/或含新鲜铵离子溶液；将从第N级接 触交换区收集的含氨氮废液加到进行第N-l级接触交换的Na型沸石分子筛上，如此逆向类 推，直至将从第2级接触交换区收集的含氨氮废液加到进行第1级接触交换的Na型沸石分 子筛上部。优选N-4 8。本专利技术所述的待铵交换改性Na型分子筛包括Y型分子筛，ZSM-5，丝光沸石和P沸石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低工业废水中氨氮污染的方法，其特征在于，该方法包括将待铵交换改性的Ｎａ型沸石分子筛与含氨氮工业废水和／或新鲜含铵离子溶液进行Ｎ（Ｎ≧３，整数）次接触交换，然后过滤分离。其中，Ｎ的数值由排放滤液废水溶液中氨氮含量的环保要求和沸石分子筛中钠含量的工艺要求决定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆善祥，孙道斌，陈辉，李明照，雷芳芳，冯水利，金玲，
申请(专利权)人：华东理工大学，上海纳科助剂有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]