一种含高浓度COD和氨氮废水的处理方法与流程

本发明属于废水处理及综合利用技术领域，具体涉及一种含高浓度cod和氨氮废水的处理方法。

背景技术：

随着我国城市化和工业化进程的加快，我国工业用水量呈现出逐年上升的趋势。各种生产的废水未达标直接排放至水体，导致水污染问题日益严重。化学需氧量(cod)和氨氮是评价废水对水体污染程度的重要指标，生活污水及工业废水中，常常含有大量的cod和氨氮。高浓度cod会导致水体变成厌氧状态，从而发黑、发臭，不仅影响水质，还会影响周边环境，甚至会影响生活在这种环境下的人群的健康状态，也会损坏某些特定的组织器官及神经系统功能。而高浓度的氨氮则会导致藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体因此富营养化。富营养化的水体中含有大量的硝酸盐和亚硝酸盐，这是强致癌物质，人畜长期饮用这些物质含量超标的水，会中毒致病，影响健康。因此生活污水和工业废水在排放前需要经过预先处理达标后才能排放。

目前常用的处理高cod及氨氮废水的方法有混凝法、氧化法、磷酸铵镁法、生物法、空气吹脱法和蒸汽汽提法等。其中混凝法成本较低，但仅对cod和氨氮浓度在1000mg/l以上时起作用，当浓度降低至几百时，几乎难以再产生作用，因此去除率较低。氧化法分解效率高，处理过程快，步骤简单，但通常需要投加大量的氧化剂，因此成本较高。磷酸铵镁法是目前使用最频繁、最普及的脱除氨氮的方法之一，成本较低效果好，但操作复杂，且对cod去除的效果不理想。生物法利用菌种去除废水中的高浓度cod及氨氮，虽然处理效果很好，但往往需要进行大量的资金投入，并且后续也需要进行长期的维护，成本较高，该方法也不够成熟。空气吹脱法和蒸汽汽提法对氨氮有着很好的去除效果，后者还能回收氨氮，但往往需要耗费大量的能量，成本较高，也无法同时去除废水中的cod和氨氮。

因此，提供一种成本较低且去除率更高的处理方法去除废水中的氨氮和cod，对保障区域水系统清洁和保证人们的健康有重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种含高浓度cod和氨氮废水的处理方法，该处理方法在保证去除率的效果下，去除废水中的氨氮和cod的成本更低。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种含高浓度cod和氨氮废水的处理方法，包括如下步骤：向废水中加入熟化后的轻烧氧化镁浆液，再将废水的温度升至15～35℃并对废水进行曝气搅拌，在曝气搅拌过程中当废水表层出现泡沫后，去除废水表面的泡沫，曝气搅拌2～6h后，将废水排入沉淀池，沉淀1～2h后将沉淀池的上清液排入树脂处理池中，再将树脂处理池中液体的温度升至45～60℃，处理40～60min即可；所述树脂处理池中含有001*8、c107ns或s-9树脂中的任意一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1、本发明提供的含高浓度cod和氨氮废水的处理方法，先使用熟化后的轻烧氧化镁浆液进行处理，轻烧氧化镁熟化后生成难溶沉淀物mg(oh)2中的oh^-离子与废水中的nh4⁺结合生成nh3，在15～35℃的曝气搅拌下，氨氮以nh3的形式从废水中排出，同时氧化镁也起到了缓冲作用，使废水的ph稳定保持在碱性，能促进化学平衡向右移动，有利于氨氮从水相转移至气相中；再使用001*8、c107ns或s-9这几种强酸性阳离子交换树脂对废水进行处理，这几种树脂在水中电离出大量的h⁺离子，废水中的nh4⁺离子与树脂上的h⁺离子进行交换，nh4⁺被转移到树脂上，而树脂上的h⁺离子交换到水中，与oh^-离子结合生成水，从而进一步去除废水中的氨氮，使处理后的废水浓度达到《石油化学工业污染物排放标准》所要求的氨氮出水标准；

2、本发明提供的含高浓度cod和氨氮废水的处理方法，熟化后的轻烧氧化镁浆液具有吸附作用，能够有效吸附废水中的cod和悬浮物，并能够在曝气搅拌作用下携带cod上浮，在除泡沫的过程中被去除，有效的降低了废水中cod的浓度；

3、本发明提供的含高浓度cod和氨氮废水的处理方法，通过熟化后的轻烧氧化镁浆液、曝气搅拌和强酸性阳离子树脂相结合，能将废水中的氨氮浓度和cod浓度大大降低，对废水中氨氮的去除率最高可达99.88％，对废水中cod的去除率最高可达88.84％；且熟化后的轻烧氧化镁浆液和树脂经过处理后，能循环再利用，降低了处理成本，具有良好的经济性；本发明提供的处理方法与目前常用的方法相比，大大降低了处理成本，同时也具有运行维护简单、操作方便，无二次污染等优点，该方法能用于印染废水以及其他含有超高浓度氨氮和cod的废水，具有适应范围广、处理效果好、经济有效等特点，具有较大的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明处理方法的工艺流程图；

图2为本发明使用的叶轮气浮机的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种含高浓度cod和氨氮废水的处理方法，包括如下步骤：

向废水中加入熟化后的轻烧氧化镁浆液，再将废水的温度升至15～35℃并对废水进行曝气搅拌，在曝气搅拌过程中当废水表层出现泡沫后，去除废水表面的泡沫，曝气搅拌2～6h后，将废水排入沉淀池，沉淀1～2h后将沉淀池的上清液排入树脂处理池中，再将树脂处理池中液体的温度升至45～60℃，处理40～60min即可；所述树脂处理池中含有001*8、c107ns或s-9树脂中的任意一种。

在本发明的一些优选实施方式中，待处理的废水的cod浓度为3000～10000mg/l，nh4⁺浓度为500～30000mg/l，并将待处理废水的ph调至大于9。

在本发明的一些优选实施方式中，熟化后的轻烧氧化镁是采用如下方法制备得到的：将固体氧化镁与水混合后，加热至70～95℃，熟化2～3h后得到轻烧氧化镁浆液，固体氧化镁与水的质量比为1：2.3～4.5。

在本发明的一些优选实施方式中，熟化后的轻烧氧化镁浆液的加入量与废水中氨氮的质量比为1.4～2：1。

在本发明的一些优选实施方式中，若树脂处理池中的树脂为001*8，则001*8树脂与上清液中氨氮的质量比为15～25：1；若树脂处理池中的树脂为c107ns，则c107ns树脂与上清液中氨氮的质量比为7～11：1；若树脂处理池中的树脂为s-9树脂，则s-9树脂与上清液中氨氮的质量比为23～38：1。

在本发明的一些优选实施方式中，树脂处理池中加入的树脂在使用前经过预处理，具体采用如下方法进行预处理：

用1.5～2.5倍树脂体积、浓度为10％的nacl溶液将树脂浸泡24h后，用工业软水将浸泡后的树脂冲洗干净；再用1.5～2.5倍树脂体积、浓度为2～5％的hcl溶液将树脂浸泡24h后，用工业软水反复冲洗树脂至流出液的ph为中性即可；最后用1.5～2.5倍树脂体积、浓度为2～5％的naoh溶液浸泡树脂24h后，用工业软水反复冲洗树脂至流出液的ph为中性即可。

本发明中通过对树脂进行预处理以提高树脂的吸附量，从而提高树脂的利用率。

在本发明的一些优选实施方式中，树脂处理池中的树脂使用后经过再生处理后循环利用，树脂采用与预处理相同的方法进行再生处理。

本发明中，利用曝气搅拌设备对废水进行曝气搅拌，且该曝气搅拌设备上设有刮除废水表层泡沫的刮泡板。本领域的技术人员可以根据实际需要选择合适的曝气搅拌装置，例如：可以选择如图2所示的叶轮气浮机，曝气搅拌装置包括但不限于叶轮气浮机，本发明中对曝气搅拌装置不做进一步的限定。

本发明中，沉淀池下层的沉淀经脱水干燥处理后，回收得到的氧化镁可以再次重复利用。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。本发明中所用的实验材料如无特殊说明，均为市场购买得到。

实施例1：

本发明的实施例1提供了一种含高浓度cod和氨氮废水的处理方法，包括如下步骤：

某含有cod和氨氮的废水，其nh4⁺浓度为20000mg/l，cod浓度为5000mg/l，取5l该废水样，用氢氧化钠将废水的初始ph调至10后，将废水置于叶轮气浮机中，取28.8g固体mgo，加入mgo2.5倍质量的水，将固体氧化镁与水混合后，加热至70℃，熟化3h后得到轻烧氧化镁浆液，将轻烧氧化镁浆液加入废水中，开启叶轮气浮机，打开充气装置和刮板开关，废水在常温下进行曝气搅拌，在曝气搅拌过程中当废水表层出现泡沫后，去除废水表面的泡沫，曝气搅拌4h后，将废水排入沉淀池，沉淀1.5h后，将沉淀池的上清液排入树脂处理池中，将经过预处理后的90g001*8树脂加入树脂处理池中，再将树脂处理池中液体的温度升至45℃，处理60min即可。

其中，001*8树脂采用如下方法进行预处理：

用2倍树脂体积、浓度为10％的nacl溶液将树脂浸泡24h后，用工业软水将浸泡后的树脂冲洗干净；再用2倍树脂体积、浓度为3％的hcl溶液将树脂浸泡24h后，用工业软水反复冲洗树脂至流出液的ph为中性即可；最后用2倍树脂体积、浓度为3％的naoh溶液浸泡树脂24h后，用工业软水反复冲洗树脂至流出液的ph为中性即可。

实施例2：

本发明的实施例2提供了一种含高浓度cod和氨氮废水的处理方法，包括如下步骤：

某含有cod和氨氮的废水，其nh4⁺浓度为20000mg/l，cod浓度为5000mg/l，取5l该废水样，用氢氧化钠将废水的初始ph调至10后，将废水置于叶轮气浮机中，取28.8g固体mgo，加入mgo3倍质量的水，将固体氧化镁与水混合后，加热至80℃，熟化2.5h后得到轻烧氧化镁浆液，将轻烧氧化镁浆液加入废水中，开启叶轮气浮机，打开充气装置和刮板开关，废水在常温下进行曝气搅拌，在曝气搅拌过程中当废水表层出现泡沫后，去除废水表面的泡沫，曝气搅拌4h后，将废水排入沉淀池，沉淀1.5h后，将沉淀池的上清液排入树脂处理池中，将经过预处理后的26g001*8树脂加入树脂处理池中，再将树脂处理池中液体的温度升至50℃，处理50min即可。

其中，001*8树脂采用如下方法进行预处理：

用2倍树脂体积、浓度为10％的nacl溶液将树脂浸泡24h后，用工业软水将浸泡后的树脂冲洗干净；再用2倍树脂体积、浓度为3％的hcl溶液将树脂浸泡24h后，用工业软水反复冲洗树脂至流出液的ph为中性即可；最后用2倍树脂体积、浓度为3％的naoh溶液浸泡树脂24h后，用工业软水反复冲洗树脂至流出液的ph为中性即可。

实施例3：

本发明的实施例3提供了一种含高浓度cod和氨氮废水的处理方法，包括如下步骤：

某含有cod和氨氮的废水，其nh4⁺浓度为10000mg/l，cod浓度为5000mg/l，取5l该废水样，用氢氧化钠将废水的初始ph调至10后，将废水置于叶轮气浮机中，取14.5g固体mgo，加入mgo3.5倍质量的水，将固体氧化镁与水混合后，加热至90℃，熟化2h后得到轻烧氧化镁浆液，将轻烧氧化镁浆液加入废水中，开启叶轮气浮机，打开充气装置和刮板开关，废水在常温下进行曝气搅拌，在曝气搅拌过程中当废水表层出现泡沫后，去除废水表面的泡沫，曝气搅拌4h后，将废水排入沉淀池，沉淀1.5h后，将沉淀池的上清液排入树脂处理池中，将经过预处理后的18g001*8树脂加入树脂处理池中，再将树脂处理池中液体的温度升至60℃，处理40min即可。

其中，001*8树脂采用如下方法进行预处理：

用2倍树脂体积、浓度为10％的nacl溶液将树脂浸泡24h后，用工业软水将浸泡后的树脂冲洗干净；再用2倍树脂体积、浓度为2％的hcl溶液将树脂浸泡24h后，用工业软水反复冲洗树脂至流出液的ph为中性即可；最后用2倍树脂体积、浓度为2％的naoh溶液浸泡树脂24h后，用工业软水反复冲洗树脂至流出液的ph为中性即可。

实施例4：

本发明的实施例4提供了一种含高浓度cod和氨氮废水的处理方法，包括如下步骤：

某含有cod和氨氮的废水，其nh4⁺浓度为2500mg/l，cod浓度为3000mg/l，取5l该废水样，用氢氧化钠将废水的初始ph调至10后，将废水置于叶轮气浮机中，取3.6g固体mgo，加入mgo4倍质量的水，将固体氧化镁与水混合后，加热至85℃，熟化2.5h后得到轻烧氧化镁浆液，将轻烧氧化镁浆液加入废水中，开启叶轮气浮机，打开充气装置和刮板开关，废水在常温下进行曝气搅拌，在曝气搅拌过程中当废水表层出现泡沫后，去除废水表面的泡沫，曝气搅拌4h后，将废水排入沉淀池，沉淀1.5h后，将沉淀池的上清液排入树脂处理池中，将经过预处理后的2.5g001*8树脂加入树脂处理池中，再将树脂处理池中液体的温度升至55℃，处理50min即可。

其中，001*8树脂采用如下方法进行预处理：

用2倍树脂体积、浓度为10％的nacl溶液将树脂浸泡24h后，用工业软水将浸泡后的树脂冲洗干净；再用2倍树脂体积、浓度为5％的hcl溶液将树脂浸泡24h后，用工业软水反复冲洗树脂至流出液的ph为中性即可；最后用2倍树脂体积、浓度为5％的naoh溶液浸泡树脂24h后，用工业软水反复冲洗树脂至流出液的ph为中性即可。

通过实施例1～4的处理方法处理后的废水中的氨氮和cod浓度大大降低，能直接进入废水处理厂进行进一步的生化处理，实施例1～4处理后的废水中氨氮和cod的浓度如表1所示。

表1

由表1可以看出，通过本发明的处理方法处理后的废水中的氨氮浓度和cod浓度大大降低，对废水中氨氮的去除率最高可达99.88％，对废水中cod的去除率最高可达88.84％。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。