一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织废水处理技术领域，具体涉及一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法。
【背景技术】
[0002]以工业废水或废弃物为发酵原料时，原料里可能含酚类、氰化物、苯甲酸、长链脂肪酸和一些重金属离子等。沼气发酵原料如畜禽养殖废弃物、高浓度工业有机废水、城市污水厂剩余污泥、作物秸杆以及有机垃圾等都是生物质类物质，含有相当数量的有机硫或无机硫，在厌氧消化过程中被转化成硫化氢，而随沼气排除，因此，沼气中都含有一定数量的硫化氢。必须在使用前对沼气进行人工脱硫处理。目前，沼气中硫化氢脱除方法主要有物理化学法(包括干法脱硫、湿法脱硫)和生物法。由于物理化学脱硫方法存在能耗高、处理费用昂贵，污泥处置难等缺点，另外，现在常用的化学法中，有机萃取剂大多存在挥发损失、环境污染严重等弊端。
[0003]离子液体大多为非质子溶剂，可以大大地减少溶剂化现象的发生，能保持化合物具有较高的反应活性。此外，离子液体几乎无蒸汽压，具有较好的热稳定性和化学稳定性，一般可回收重复使用。离子液体在沼气发酵废水处理方面也显现出其独特的优势，将有望解决复杂氮硫化合物脱除难的问题。目前发展的离子液体萃取脱硫技术由于离子液体昂贵的造价、复杂的合成步骤及其循环利用率低等缺点，而只能局限在基础理论研宄阶段，实现工业化还有待新型廉价离子液体的开发研宄。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，
本发明的技术方案是这样实现的:
一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，具体包括如下步骤:
(1)沼气发酵废水预处理:将沼气发酵废水排至酸化氧化池，控制酸化调节池中水温在28-320C，用盐酸调节pH在7-8之间，投加0.4-0.6%的氧化剂，池中设搅拌机进行搅拌，在池内经5-6h的调节酸化过程，使水质保持相对的稳定；
(2)制萃取剂中间体:按照重量比1:3-5十八胺和无水乙醇混合，加入高压反应釜中，搅拌均匀，放置到温度为_3~-5°C的冷藏室中24h，然后加入无水乙醇4倍体积的有机溶剂，密封，用6-7MPa的惰性气体置换釜中空气3~5次，室温下搅拌55_65min后于80_85°C保温反应3-4 h，减压蒸馏脱除无水乙醇至恒重；
(3)制萃取剂:按照物质的量取中间体和苄基甲烷，封釜后用惰性气体置换釜中空气3-5次，鼓入惰性气体至6-7MPa，于80_85°C反应6_8h，用无水乙醇对反应釜进行洗涤，减压蒸除无水乙醇至恒重；
(4)萃取除氮硫化合物:向步骤(I)预处理的废水中加入步骤(3)制得的萃取剂，萃取剂与处理水的质量比为1:600-700，曝气搅拌15分钟，废水按照流量4-5L/min经吸附过滤装置吸附过滤。
[0005]进一步的，所述步骤(I)中氧化剂为双氧水和硝酸按照重量比2:3组成的混合物。
[0006]进一步的，所述步骤(I)中高氯酸和次氯酸按照重量比1:3组成的混合物。
[0007]进一步的，所述步骤(2)中有机溶剂为甲烷和丙酮中的任意一种。
[0008]进一步的，所述步骤(4)中的吸附过滤装置是活性炭吸附柱。
[0009]本发明的有益效果为:
本发明先对沼气发酵废水进行预处理，通过添加氧化剂，在池内经5-6h的调节酸化过程使水质保持相对的稳定，为后期脱除氮硫化合物奠定了基础，提高了脱除效率。
[0010]本发明的萃取剂将聚醚链引入到离子液体的阳离子结构中，从而对离子液体的极性进行调控，同时将苄基引入阳离子，可实现废水的深度脱硫脱氮，该离子液体成本低廉、稳定性好、在油品中几乎无残留、重复利用率高，该方法操作简单、低成本、低耗能、所需时间短。
[0011]萃取剂与处理水混合后通过曝气搅拌，可提高脱硫脱氮的效果，通过活性炭吸附柱吸附过滤，能将废水中的含氮量大幅度降低，达到有效处理避免污染环境的目的，工艺简单，运行费用较低，符合绿色、环保要求。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明的方法做进一步说明，但并不是对本发明的限定。
[0013]实施例1
一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，具体包括如下步骤:
(1)沼气发酵废水预处理:将沼气发酵废水排至酸化氧化池，控制酸化调节池中水温在28°C，用盐酸调节pH在7-8之间，投加0.4%的由高氯酸和次氯酸按照重量比1:3组成的氧化剂，池中设搅拌机进行搅拌，在池内经5h的调节酸化过程，使水质保持相对的稳定；
(2)制萃取剂中间体:按照重量比1:3十八胺和无水乙醇混合，加入高压反应釜中，搅拌均匀，放置到温度为_3°C的冷藏室中24h，然后加入无水乙醇4倍体积的甲烷，密封，用6MPa的惰性气体置换釜中空气5次，室温下搅拌55min后于80°C保温反应4 h，减压蒸馏脱除无水乙醇至恒重；
(3)制萃取剂:按照物质的量取中间体和苄基甲烷，封釜后用惰性气体置换釜中空气3次，鼓入惰性气体至6MPa，于80°C反应8h，用无水乙醇对反应釜进行洗涤，减压蒸除无水乙醇至恒重；
(4)萃取除氮硫化合物:向步骤(I)预处理的废水中加入步骤(3)制得的萃取剂，萃取剂与处理水的质量比为1:600，曝气搅拌15分钟，废水按照流量4L/min经活性炭吸附柱吸附过滤。
[0014]实施例2
一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，具体包括如下步骤:
(I)沼气发酵废水预处理:将沼气发酵废水排至酸化氧化池，控制酸化调节池中水温在30°C，用盐酸调节pH在7-8之间，投加0.5%的由双氧水和硝酸按照重量比2:3组成的氧化剂，池中设搅拌机进行搅拌，在池内经5.5h的调节酸化过程，使水质保持相对的稳定； (2)制萃取剂中间体:按照重量比1:4十八胺和无水乙醇混合，加入高压反应釜中，搅拌均匀，放置到温度为_4°C的冷藏室中24h，然后加入无水乙醇4倍体积的丙酮，密封，用6MPa的惰性气体置换釜中空气4次，室温下搅拌60min后于82°C保温反应3.5 h，减压蒸馏脱除无水乙醇至恒重；
(3)制萃取剂:按照物质的量取中间体和苄基甲烷，封釜后用惰性气体置换釜中空气4次，鼓入惰性气体至6MPa，于83°C反应7h，用无水乙醇对反应釜进行洗涤，减压蒸除无水乙醇至恒重；
(4)萃取除氮硫化合物:向步骤(I)预处理的废水中加入步骤(3)制得的萃取剂，萃取剂与处理水的质量比为1:600-700，曝气搅拌15分钟，废水按照流量4.5L/min经活性炭吸附柱吸附过滤。
[0015] 实施例3
一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，具体包括如下步骤:
(1)沼气发酵废水预处理:将沼气发酵废水排至酸化氧化池，控制酸化调节池中水温在32°C，用盐酸调节pH在7-8之间，投加0.6%的由高氯酸和次氯酸按照重量比1:3组成的氧化剂，池中设搅拌机进行搅拌，在池内经6h的调节酸化过程，使水质保持相对的稳定；
(2)制萃取剂中间体:按照重量比1: 5十八胺和无水乙醇混合，加入高压反应釜中，搅拌均匀，放置到温度为_5°C的冷藏室中24h，然后加入无水乙醇4倍体积的甲烷，密封，用7MPa的惰性气体置换釜中空气3次，室温下搅拌65min后于85°C保温反应3 h，减压蒸馏脱除无水乙醇至恒重；
(3)制萃取剂:按照物质的量取中间体和苄基甲烷，封釜后用惰性气体置换釜中空气5次，鼓入惰性气体至7MPa，于85°C反应6h，用无水乙醇对反应釜进行洗涤，减压蒸除无水乙醇至恒重；
(4)萃取除氮硫化合物:向步骤(I)预处理的废水中加入步骤(3)制得的萃取剂，萃取剂与处理水的质量比为1:700，曝气搅拌15分钟，废水按照流量5L/min经活性炭吸附柱吸附过滤。
【主权项】
1.一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，具体包括如下步骤: (1)沼气发酵废水预处理:将沼气发酵废水排至酸化氧化池，控制酸化调节池中水温在28-320C，用盐酸调节pH在7-8之间，投加0.4-0.6%的氧化剂，池中设搅拌机进行搅拌，在池内经5-6h的调节酸化过程，使水质保持相对的稳定； (2)制萃取剂中间体:按照重量比1:3-5十八胺和无水乙醇混合，加入高压反应釜中，搅拌均匀，放置到温度为_3~-5°C的冷藏室中24h，然后加入无水乙醇4倍体积的有机溶剂，密封，用6-7MPa的惰性气体置换釜中空气3~5次，室温下搅拌55_65min后于80_85°C保温反应3-4 h，减压蒸馏脱除无水乙醇至恒重； (3)制萃取剂:按照物质的量取中间体和苄基甲烷，封釜后用惰性气体置换釜中空气3-5次，鼓入惰性气体至6-7MPa，于80_85°C反应6_8h，用无水乙醇对反应釜进行洗涤，减压蒸除无水乙醇至恒重； (4)萃取除氮硫化合物:向步骤(I)预处理的废水中加入步骤(3)制得的萃取剂，萃取剂与处理水的质量比为1:600-700，曝气搅拌15分钟，废水按照流量4-5L/min经吸附过滤装置吸附过滤。
2.根据权利要求1所述一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，所述步骤(I)中氧化剂为双氧水和硝酸按照重量比2:3组成的混合物。
3.根据权利要求1所述一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，所述步骤(I)中高氯酸和次氯酸按照重量比1:3组成的混合物。
4.根据权利要求1所述一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，所述步骤(2)中有机溶剂为甲烷和丙酮中的任意一种。
5.根据权利要求1所述一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的吸附过滤装置是活性炭吸附柱。
【专利摘要】本发明公开了一种沼气池废水脱除氮硫化合物的方法，具体包括如下步骤：（1）沼气发酵废水预处理；（2）制萃取剂中间体；（3）制萃取剂；（4）萃取除氮硫化合物。本发明先对沼气发酵废水进行预处理，通过添加氧化剂，在池内经5-6h的调节酸化过程使水质保持相对的稳定，为后期脱除氮硫化合物奠定了基础，提高了脱除效率；萃取剂成本低廉、稳定性好、在油品中几乎无残留、重复利用率高，该方法操作简单、低成本、低耗能、所需时间短；萃取剂与处理水混合后通过曝气搅拌，可提高脱硫脱氮的效果，通过活性炭吸附柱吸附过滤，能将废水中的含氮量大幅度降低，达到有效处理避免污染环境的目的，工艺简单，运行费用较低，符合绿色、环保要求。
【IPC分类】C02F9-04
【公开号】CN104787921
【申请号】CN201410832951
【发明人】吕鹏飞
【申请人】吕鹏飞
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年12月29日