专利名称：一种处理冶金废水中高浓度氨氮方法
技术领域：
本发明公开了一种处理冶金废水中高浓度氨氮方法，属于污水处理领域。
背景技术：
冶金工艺中，如氨法生产氧化锌、氨法生产氢氧化亚镍、氨法提铜、提钒、氨法浸矿等过程均产生大量氨氮废水，过量的氨氟废水直接排入水体，将导致水体富营养化且严重缺氧，使水生植物大量死亡，腐败的机体导致厌氧性微生物繁殖，水质变浑、变臭，破坏生态，污染环境，因此，废水脱氨处理受到人们的广泛关注。传统的冶金废水电解法脱氨工艺是以NaCl为电解质，铵根离子在阴极得到电子，使其被还原为N2排出，同时，NaCl中的Cl—在电离作用下生成Cl2，产生强氧化性物质次氯酸和高氯酸，通过折点加氯原理，把铵根离子氧化为N2排出，电解法除氨氮避免了二次污染 的问题。但是在电解过程中，电极附近离子易积聚，造成局部离子浓度过高，导致浓差极化，需要施加的电压增大，同时电离过程中其他物质比如水也会有得失电子的现象，这势必会造成电离无效副反应增多，消耗的电量增大。
发明内容
本发明针对传统的冶金废水电解法脱氮工艺存在浓差极化导致电能消耗过大的问题，提出了一种处理冶金废水中高浓度氨氮方法，用该方法处理冶金废水脱离了直接电离废水的范畴，避免了传统方法中的浓度极化以及无用副反应的问题。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是
(1)取150 200目颗粒活性炭，在O.4M HCl溶液中浸泡3 4小时，用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡3 4小时，又用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，自然晾干，于温度为100°C下烘干3 4小时；
(2)把烘干后的颗粒活性炭浸入3M的Co(NO3) 2、2M的Au (NO3) 2混合溶液中4 5小时，自然晾干，于温度为100°C下烘干3 4小时；
(3)把上述处理后的颗粒活性碳装入空心圆柱微孔铜壳，作为电解氨氮废水电极；
(4)以质量百分数计,取20% 30%甲基丙烯酸环氧丙酯，40% 50%邻酞酸二乙酯，20% 35%二甲基丙烯酸乙二醇酯加热至280 320°C，使其汽化；
(5)对汽化有机物施加1000 1100V高压，至形成电晕；
(6)把电晕产生的高活性、高氧化能力的自由基离子通入冶金氨氮废水电解槽中，调节pH至3. O 4. 0，在电压为110 220V下进行电解I. 5 2. O小时，废水中氨氮全部转为氮气排放到大气中。本发明是以铵根离子能被强氧化性有机物官能团氧化为氮气为原理，以避免浓差极化和副反应为目的，通过强电压电离处理有机脂类得到的强氧化性.0H，.CH0, .CO，然后通入处理过的活性炭金属电极电解槽中，通过氧化反应把冶金氨氮废水中的铵根离子转化为N2排出。
创新点
(1)含有催化活性的电极在强高压的作用下能使汽化有机物20% 30%甲基丙烯酸环氧丙酯，40% 50%邻酞酸二乙酯，20% 35%二甲基丙烯酸乙二醇酯中产生强氧化性· 0H，. CH0, · CO-等自由基；
(2)避免了浓差极化以及副反应的产生，使消耗的电能减少。
具体实施例方式先取150 200目颗粒活性炭，在O. 4M HCl溶液中浸泡3 4小时，用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡3 4小时，又用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，自然晾干，于温度为100°C下烘干3 4小时；再把烘干后的颗粒活性炭浸入3M的Co (NO3) 2、2M的Au (NO3) 2混合溶液中4 5小时，自然晾干，于温度为100°C下烘干3 4小时；接着把上述处理后的颗粒活性碳装入空心圆柱微孔铜壳，作为电解氨氮废水 电极；再以质量百分数计，取20% 30%甲基丙烯酸环氧丙酯，40% 50%邻酞酸二乙酯，20% 35%二甲基丙烯酸乙二醇酯加热至280 320°C，使其汽化；然后对汽化有机物施加1000 1100V高压，至形成电晕；最后把电晕产生的高活性、高氧化能力的自由基离子通入冶金氨氮废水电解槽中，调节pH至3. O 4. 0，在电压为110 220V下进行电解I. 5
2.O小时,废水中氨氮全部转为氮气排放到大气中。实例I
先取150目颗粒活性炭，在O. 4M HCl溶液中浸泡3小时，用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡3小时，又用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，自然晾干，于温度为100°C下烘干3小时；再把烘干后的颗粒活性炭浸入3M的Co(N03)2、2M的Au(NO3)2混合溶液中4小时，自然晾干于温度为100°C下烘干3小时；接着把上述处理后的颗粒活性碳装入空心圆柱微孔铜壳，作为电解氨氮废水电极；再以质量百分数计，取20 %甲基丙烯酸环氧丙酯，50%邻酞酸二乙酯，30%二甲基丙烯酸乙二醇酯加热至280°C，使其汽化；然后对汽化有机物施加1000V高压，至形成电晕；最后把电晕产生的高活性、高氧化能力的自由基离子通入冶金氨氮废水电解槽中，调节PH至3. 0，在电压为IlOV下进行电解
1.5小时,废水中氨氮全部转为氮气排放到大气中。把获得的汽化有机物通入某冶金厂氨氮浓度为1000mg/L废水，废水中的氨氮浓度降到10mg/L，去除效率为99. 9%。实例2
先取200目颗粒活性炭，在O. 4M HCl溶液中浸泡4小时，用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡4小时，又用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，自然晾干于温度为100°C下烘干4小时；再把烘干后的颗粒活性炭浸入3M的Co(N03)2、2M的Au (NO3)2混合溶液中5小时，自然晾干，于温度为100°C下烘干4小时；接着把上述处理后的颗粒活性碳装入空心圆柱微孔铜壳，作为电解氨氮废水电极；再以质量百分数计，取30%甲基丙烯酸环氧丙酯，40%邻酞酸二乙酯，30%二甲基丙烯酸乙二醇酯加热至320°C，使其汽化；然后对汽化有机物施加1100V高压，至形成电晕；最后把电晕产生的高活性、高氧化能力的自由基离子通入冶金氨氮废水电解槽中，调节PH至4. 0，在电压为220V下进行电解
2.O小时,废水中氨氮全部转为氮气排放到大气中。
把获得的汽化有机物通入某冶金厂氨氮浓度为1100mg/L废水，废水中的氨氮浓度降到8mg/L，去除效率为99. 98%。实例3
先取180目颗粒活性炭，在O. 4M HCl溶液中浸泡3. 5小时，用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡3. 5小时，又用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，自然晾干，于温度为100°C下烘干3. 5小时；再把烘干后的颗粒活性炭浸入3M的Co(N03)2、2M的Au(NO3)2混合溶液中4. 5小时，自然晾干于温度为100°C下烘干3. 5小时；接着把上述处理后的颗粒活性碳装入空心圆柱微孔铜壳，作为电解氨氮废水电极；再以质量百分数计，取25%甲基丙烯酸环氧丙酯，45%邻酞酸二乙酯，30% 二甲基丙烯酸乙二醇酯加热至300°C，使其汽化；然后对汽化有机物施加1050V高压，至形成电晕；最后把电晕产生的高活性、高氧化能力的自由基离子通入冶金氨氮废水电解槽中，调节PH至3. 0，在电压为180V下进行电解I. 8小时,废水中氨氮全部转为氮气排放到大气中。
把获得的汽化有机物通入某冶金厂氨氮浓度为1200mg/L废水，废水中的氨氮浓度降到6mg/L，去除效率为99. 99%。
权利要求
1.一种处理稀土废水中高浓度氨氮方法，其特征在于 (1)取150 200目颗粒活性炭，在O.4M HCl溶液中浸泡3 4小时，用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，放入3M KOH溶液中浸泡3 4小时，又用去离子水在超声波的作用下冲洗3遍，自然晾干，于温度为100°C下烘干3 4小时； (2)把烘干后的颗粒活性炭浸入3M的Co(NO3) 2、2M的Au (NO3) 2混合溶液中4 5小时，自然晾干，于温度为100°C下烘干3 4小时； (3)把上述处理后的颗粒活性碳装入空心圆柱微孔铜壳，作为电解氨氮废水电极； (4)以质量百分数计,取20% 30%甲基丙烯酸环氧丙酯，40% 50%邻酞酸二乙酯，20% 35%二甲基丙烯酸乙二醇酯加热至280 320°C，使其汽化； (5)对汽化有机物施加1000 1100V高压，至形成电晕； (6)把电晕产生的高活性、高氧化能力的自由基离子通入冶金氨氮废水电解槽中，调节pH至3. O 4. 0，在电压为110 220V下进行电解I. 5 2. O小时，废水中氨氮全部转为氮气排放到大气中。
全文摘要
本发明涉及一种处理冶金废水中高浓度氨氮方法，属于污水处理领域。本发明首先制备得到有催化作用的活性炭金属电极，放入电解槽中；然后用1000～1100V强高压电离气态有机脂甲基丙烯酸环氧丙酯，邻酞酸二乙酯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，得到.OH，.CHO，.CO等高能量、高活性自由基，最后把强氧化性自由基通入电解槽中，把冶金废水中的铵根离子氧化为氮气排出。本发明方法避免了浓差极化和副反应，具有节能省电的优点。用本方法处理氨氮浓度为1000～1200mg/L的某冶金厂废水，氨氮浓度降到10mg/L以下，去除率为99.9％以上。
文档编号C02F101/16GK102774934SQ20121025332
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者包铠, 张凤娥, 雷春生 申请人:常州大学