一种脱除废水中高浓度尿素的处理方法

一种脱除废水中高浓度尿素的处理方法
【专利摘要】本发明属于环境保护废水处理领域，公开了一种脱除废水中高浓度尿素的处理方法，包括以下步骤：(1)在酸性条件或碱性条件下，在含高浓度尿素的废水中加入甲醛，高温条件下进行反应；(2)然后往所述含高浓度尿素的废水中加入絮凝剂，再用碱将所述高浓度尿素废水调节为弱酸性或弱碱性，搅拌混合，静置沉淀，上清液即为脱除尿素后的排放废水。本发明方法相对于现有技术，反应条件简单，无需高温高压；操作方法简单可行；脱除尿素效果稳定。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境保护废水处理领域，具体涉及一种脱除废水中高浓度尿素的处理 方法。 一种脱除废水中高浓度尿素的处理方法

【背景技术】
[0002] 尿素是全世界使用量最大的含氮量最高氮肥产品，同时尿素也是塑料，医药，食 品，印染等工业以及制造三聚氰胺，脲醛树脂，炸药等化工产品的重要原料。如此大的尿素 生产量和使用量，不可避免的会产生大量的尿素废水。随着我国工业和农业的快速发展，尿 素废水所带来的环境问题日益严重。
[0003] 尿素废水中含有大量的氨氮，如果含尿素的废水直接排放到水体之中，必然会造 成巨大的环境危害。氨氮排入水体，会造成水体富营养化，水体异味，甚至水中鱼类的大量 死亡。
[0004] 目前尿素废水的主要处理方法包括：化学催化水解法，热力学水解法，脲酶水解 法，化学氧化法，生物水解法等。其中，热力学水解法是我国实际应用最普遍的技术，但是其 在高温高压的情况下进行，条件要求高，动力需求大，能耗高，一般的中小型企业很难承受。 化学催化水解法也存在着同样的问题。脲酶水解法虽然脱除尿素的效果很好，但是目前主 要在试验阶段，存在脲酶活性难以保持，脲酶的分离，提纯，固定难度大等困难。化学氧化 法直接有效，但是存在药剂投入量大，不经济的缺点。生物处理方法，工艺简单，运行费用简 单，处理效果好，但是在处理高浓度的尿素废水时需要大量的碳源，增加运行成本。而且高 浓度的尿素对生化处理系统也存在很大的抑制作用，降低系统的运行效率。


【发明内容】

[0005] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种有效脱除废水中高 浓度尿素的处理方法；
[0006] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0007] -种脱除废水中高浓度尿素的处理方法，包括以下步骤：
[0008] (1)在酸性条件或碱性条件下，在含高浓度尿素的废水中加入甲醒，高温条件下进 行反应；
[0009] 优选的，所述酸性条件的pH为1. 0?3. 0 ;所述碱性条件的pH为8. 5?11. 0 ;
[0010] 优选的，所述含高浓度尿素的废水中尿素的浓度为1500?20000mg/L ;
[0011] 优选的，所述甲醛的加入量与废水中尿素的总量的摩尔比为（1. 〇?10. 〇) :1 ;
[0012] 优选的，所述高温条件下进行反应的温度为65?95°C，反应时间为1?4h ;
[0013] (2)然后往所述含高浓度尿素的废水中加入絮凝剂，再用碱将所述高浓度尿素废 水调节为弱酸性或弱碱性，搅拌混合，静置沉淀，上清液即为脱除尿素后的排放废水；
[0014] 因为絮凝剂的投加会使所述含高浓度尿素的废水的pH下降，为创造更适宜的絮 凝沉淀环境，需调节pH至弱酸性或弱碱性，以达到更好的絮凝沉淀效果；
[0015] 优选的，所述絮凝剂为硫酸亚铁、聚合氯化铝铁或三氯化铁中的一种以上；
[0016] 优选的，所述絮凝剂在所述含高浓度尿素的废水中的投加浓度为500?1000mg/L ;
[0017] 优选的，所述碱为氢氧化钠、氧化钙或氢氧化钙中的一种以上；
[0018] 优选的，所述弱酸性或弱碱性的pH范围为5. 0?8. 0 ;
[0019] 优选的，所述静置沉淀的时间至少为0. 5h ;随着静置沉淀时间增长，沉淀效果增 强，更优选的静置沉淀时间为〇. 5?2h。
[0020] 本发明的原理：
[0021] 在高温条件下，利用酸或碱进行催化，尿素与甲醛会发生一系列的加成和缩聚反 应，随着反应程度的加深，会形成二羟基脲、三羟基脲、脲醛树脂等产物；随后加入絮凝剂， 利用絮凝机理将尿素与甲醛的反应产物沉淀下来，以此来脱除废水中的尿素。
[0022] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：本发明方法相对于现有技术，反 应条件简单，无需高温高压；操作方法简单可行；脱除尿素效果稳定。

【具体实施方式】
[0023] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0024] 实施例1
[0025] 以尿素废水为处理对象，原水中尿素浓度为18076mg/L。调节尿素废水水样pH为 9.8,分别取250mL水样到三个广口瓶中，按照甲醛与尿素的摩尔比（F:U值）为2:1、5:1及 10:1对应的在三个水样中投加甲醛6. 75mL、16. 88mL及33. 75mL，在65°C的水浴摇床上震荡 反应lh ;反应完毕后，加入5ml浓度为10 %的硫酸亚铁溶液，用浓度为30 %的氢氧化钠溶 液调节三个水样的pH为8左右，先用200r/min快搅2分钟，然后60r/min慢搅lOmin，静置 沉淀半个小时，取上层清液测定尿素浓度。结果如表1所示：
[0026] 表1.各水样的尿素含量及去除率结果
[0027]

【权利要求】
1. 一种脱除废水中高浓度尿素的处理方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 在酸性条件或碱性条件下，在含高浓度尿素的废水中加入甲醛，高温条件下进行反 应； (2) 然后往所述含高浓度尿素的废水中加入絮凝剂，再用碱将所述高浓度尿素废水调 节为弱酸性或弱碱性，搅拌混合，静置沉淀，上清液即为脱除尿素后的排放废水。
2. 根据权利要求1所述的脱除废水中高浓度尿素的处理方法，其特征在于：步骤（1) 所述酸性条件的pH为1. 0?3. 0 ;步骤（1)所述碱性条件的pH为8. 5?11. 0。
3. 根据权利要求1所述的脱除废水中高浓度尿素的处理方法，其特征在于：步骤（1) 所述含高浓度尿素的废水中尿素的浓度为1500?20000mg/L。
4. 根据权利要求1所述的脱除废水中高浓度尿素的处理方法，其特征在于：步骤（1) 所述甲醛的加入量与废水中尿素的总量的摩尔比为（1. 0?10. 0) :1。
5. 根据权利要求1所述的脱除废水中高浓度尿素的处理方法，其特征在于：步骤（1) 所述高温条件下进行反应的温度为65?95°C，反应时间为1?4h。
6. 根据权利要求1所述的脱除废水中高浓度尿素的处理方法，其特征在于：步骤（2) 所述絮凝剂为硫酸亚铁、聚合氯化铝铁或三氯化铁中的一种以上。
7. 根据权利要求1所述的脱除废水中高浓度尿素的处理方法，其特征在于：步骤（2) 中所述絮凝剂在所述含高浓度尿素的废水中的投加浓度为500?1000mg/L。
8. 根据权利要求1所述的脱除废水中高浓度尿素的处理方法，其特征在于：步骤（2) 所述碱为氢氧化钠、氧化钙或氢氧化钙中的一种以上。
9. 根据权利要求1所述的脱除废水中高浓度尿素的处理方法，其特征在于：步骤（2) 所述弱酸性或弱碱性的pH范围为5. 0?8. 0。
10. 根据权利要求1所述的脱除废水中高浓度尿素的处理方法，其特征在于：步骤（2) 所述静置沉淀的时间至少为〇. 5h。
【文档编号】C02F9/04GK104108811SQ201410298226
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】汪晓军, 饶力, 郑垒 申请人:华南理工大学