一種處理皮革廢水中高濃度氨氮的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種處理皮革廢水中高濃度氨氮的方法，屬于廢水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]皮革廢水中含有油脂、膠原蛋白、動植物纖維等污染物質(zhì)。由于制革是對膠原纖維——蛋白質(zhì)的加工過程，大量的皮蛋白被水解，隨著廢水中蛋白質(zhì)的氨化，廢水氨氮濃度迅速升高，有時候甚至出現(xiàn)廢水越處理氨氮濃度越高的現(xiàn)象。大量高濃度氨氮廢水排入水體特別是流動較緩慢的湖泊、海灣，容易形成水中藻類及其他微生物大量繁殖，形成富營養(yǎng)化污染，造成水體黑臭、質(zhì)量下降，被氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽還會影響水生生物，甚至人類的健康。
[0003]目前，處理氨氮的方法多種多樣，有生物穩(wěn)定塘，其具有較好的脫氮功能，但只適合處理濃度低于300mg/L的氨氮廢水，而且受溫度、水質(zhì)等影響較大，因此不適合于北方寒冷地區(qū)和較高濃度氨氮廢水的處理。還有催化濕式氧化，具有很好的脫氮效果，但要求高溫高壓和采用重金屬催化劑，且建設(shè)投資高、運(yùn)行成本大。同時比如公開號為CN102060399A，名稱為“有機(jī)復(fù)合脫氮劑處理高濃度氨氮廢水的除氨氮裝置”，該專利通過添加有機(jī)復(fù)合脫氮劑去除廢水中高濃度氨氮，雖然本發(fā)明設(shè)備簡單，運(yùn)行操作簡便，對于高濃度氨氮廢水的脫氮效率達(dá)到99.99%以上，但是本發(fā)明是與吹脫法相結(jié)合，會導(dǎo)致氨氣進(jìn)入大氣而引起二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前有機(jī)復(fù)合脫氮劑結(jié)合吹脫法在高濃度氨氮廢水處理過程中存在氨氣排放，造成環(huán)境二次污染問題，提供了一種有機(jī)復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石納米磁性吸附材料，吸附廢水中高濃度氨氮，且飽和后能老化吸附材料表層，在外加磁場和水流沖刷作用下，實現(xiàn)吸附材料的更新，無需再生。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)鎂鋁鐵水滑石制備:分別稱取4.8?9.6g硝酸鎂、3.8?10.0g硝酸鋁，5.0?18.3g硝酸鐵溶解在300?400ml含有5.0?8.6g尿素的無水乙醇溶液中，室溫下攪拌Ih后，倒入水熱反應(yīng)釜中加熱至140°C，反應(yīng)12?14h ;冷卻至室溫；用乙醇和去離子水清洗二遍后在60°C下干燥6h，得到納米鎂鋁鐵水滑石；
(2)磁化:將上述制備的納米鎂鋁鐵水滑石依次用質(zhì)量濃度為36.5%的濃鹽酸和飽和氫氧化鉀溶液浸泡7h，置于馬弗爐中，在溫度為105°C下烘干，靠近磁場磁化；
(3)改性:將經(jīng)酸洗、堿浸和磁化后的納米鎂鋁鐵水滑石材料浸入到10?50g有機(jī)復(fù)合脫氮劑中，攪拌30?60min ；
(4)烘干:將改性后的納米鎂鋁鐵水滑石材料用去離子水清洗3遍，在氮氣保護(hù)條件下烘干；
(5)活化:在溫度為800°C?900°C下煅燒6?8h，即可。
[0006]所述有機(jī)復(fù)合脫氮劑由乳酸乙酯、苯丙氨酸、丙烯酸十八酯三種物質(zhì)構(gòu)成，以質(zhì)量比計，20%?70%的乳酸乙酯，30%?40%的苯丙氨酸，10%?40%的丙烯酸十八酯。
[0007]一種處理皮革廢水中高濃度氨氮具體應(yīng)用方法為:
(1)將制備得到的有機(jī)復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料與膠粘劑按質(zhì)量比7:1配成黏稠液，將黏稠液凃于凹凸棒土吸附材料表層，涂層厚度為3?6 cm，將涂過黏稠液的凹凸棒土吸附材料在通風(fēng)狀態(tài)下干燥10?20min，所述的膠粘劑以重量份數(shù)計為30份二甲基乙酰胺、30份3-氨基苯酸、40份1，3, 5- 二氯苯；
(2)將涂過黏稠液的凹凸棒土吸附材料置于吸附塔中，每層安裝高度為10?50cm，空隙高度為50?100 cm，讓氨氮濃度為5000?10000mg/L的皮革廢水流經(jīng)吸附塔，流速控制5?15m3/h，吸附塔內(nèi)停留時間40?60min，直到凹凸棒土吸附材料表面的有機(jī)復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料氨氮吸附達(dá)到飽和，有機(jī)復(fù)合脫氮劑老化鎂鋁鐵水滑石磁性納米材料表層；
(3)在皮革廢水水流的沖刷和外加磁場作用下，老化的吸附材料表層層層脫落；
(4)最后測定廢水出水中氨氮含量。
[0008]本發(fā)明的原理:鎂鋁鐵水滑石材料具有比表面積大，屬于介孔材料物質(zhì)，經(jīng)有機(jī)復(fù)合脫氮劑改性后對廢水中氨氮具有吸附性能，更重要的是，有機(jī)復(fù)合脫氮劑的加入，能夠使得吸附材料吸附氨氮達(dá)到飽和后能自行層層脫落，實現(xiàn)吸附材料表面的更新，重新吸附廢水中的高濃度氨氮，而脫落后的殘留物在水流沖刷和外加磁場作用分離。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(1)無氨氣產(chǎn)生，不會導(dǎo)致環(huán)境二次污染；
(2)制備得到有機(jī)復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石納米磁性吸附材料，吸附廢水中高濃度氨氮，且飽和后能老化吸附材料表層，在外加磁場和水流沖刷作用下，實現(xiàn)吸附材料的更新，無需再生。
(3)本發(fā)明去除率高、成本低。
【具體實施方式】
[0010]首先分別稱取4.8?9.6g硝酸鎂、3.8?10.0g硝酸鋁，5.0?18.3g硝酸鐵溶解在300?400ml含有5.0?8.6g尿素的無水乙醇溶液中，室溫下攪拌Ih后，倒入水熱反應(yīng)釜中加熱至140°C，反應(yīng)12?14h ;冷卻至室溫；用乙醇和去離子水清洗二遍后在60°C下干燥6h，得到納米鎂鋁鐵水滑石；將上述制備的納米鎂鋁鐵水滑石依次用質(zhì)量濃度為36.5%的濃鹽酸和飽和氫氧化鉀溶液浸泡7h，置于馬弗爐中，在溫度為105°C下烘干，靠近磁場磁化；將經(jīng)酸洗、堿浸和磁化后的納米鎂鋁鐵水滑石材料浸入到10?50g有機(jī)復(fù)合脫氮劑中，其中其包含20%?70%的乳酸乙酯，30%?40%的苯丙氨酸，10%?40%的丙烯酸十八酯。再攪拌30?60min ;將改性后的納米鎂鋁鐵水滑石材料用去離子水清洗3遍，在氮氣保護(hù)條件下烘干；在溫度為800°C?900°C下煅燒6?8h，即可得到的有機(jī)復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料與膠粘劑按質(zhì)量比7:1配成黏稠液，將黏稠液凃于凹凸棒土吸附材料表層，涂層厚度為3?6 cm，將涂過黏稠液的凹凸棒土吸附材料在通風(fēng)狀態(tài)下干燥 10 ?20min ；
將涂過黏稠液的凹凸棒土吸附材料置于吸附塔中，每層安裝高度為10?50 cm，空隙高度為50?100 cm，讓氨氮濃度為5000?10000mg/L的皮革廢水流經(jīng)吸附塔，流速控制5?15m3/h，吸附塔內(nèi)停留時間40?60min，直到凹凸棒土吸附材料表面的有機(jī)復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料氨氮吸附達(dá)到飽和，有機(jī)復(fù)合脫氮劑老化鎂鋁鐵水滑石磁性納米材料表層；在皮革廢水水流的沖刷和外加磁場作用下，老化的吸附材料表層層層脫落；最后測定廢水出水中氨氮含量。
[0011]實例I
首先分別稱取6.0g硝酸鎂、4.8g硝酸鋁，15.6g硝酸鐵溶解在350ml含有7.0g尿素的無水乙醇溶液中，在室溫下攪拌Ih后倒入水熱反應(yīng)釜中加熱至140°C，反應(yīng)12h，冷卻至室溫，用乙醇和去離子水清洗二遍后在60°C下干燥6h，得到納米鎂鋁鐵水滑石，再將上述制備的納米鎂鋁鐵水滑石依次用質(zhì)量濃度為
36.5%的濃鹽酸和飽和氫氧化鉀溶液浸泡8h，置于馬弗爐中，在溫度為105°C下烘干，靠近磁場磁化，接著將經(jīng)酸洗、堿浸和磁化后的納米鎂鋁鐵水滑石材料浸入到1g有機(jī)復(fù)合脫氮劑中，其中其包含2.5g的乳酸乙醋，3.5g的苯丙氨酸，4g的丙稀酸十八醋，再攪拌40min，再將改性后的納米鎂鋁鐵水滑石材料用去離子水清洗3遍，在氮氣保護(hù)條件下烘干，在溫度為800°C下煅燒6h，即可得到有機(jī)復(fù)合脫氮劑改性鎂鋁鐵水