[发明专利]一种改性沸石氨氮吸附剂及其使用和再生方法有效

专利信息
申请号: 201110335138.3 申请日: 2011-10-28
公开(公告)号: CN102423684A 公开(公告)日: 2012-04-25
发明(设计)人: 宋海农;杨崎峰;韦艳玲;周永信;朱琦;陈永利;许开绍 申请(专利权)人: 广西博世科环保科技股份有限公司
主分类号: B01J20/16 分类号: B01J20/16;B01J20/34;C02F1/28;C02F1/58;C02F101/16
代理公司: 广西南宁公平专利事务所有限责任公司 45104 代理人: 刘小萍
地址: 530004 广西壮*** 国省代码: 广西;45
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摘要:
搜索关键词: 一种 改性 沸石氨氮 吸附剂 及其 使用 再生 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于污水处理技术领域,具体是一种改性沸石氨氮吸附剂及其使用和再生方法。

背景技术

氨氮可以引起水体的富营养化,对水生生物产生毒害作用,增加给水处理的困难,从而影响人类健康。目前我国地面水体和地下水体中的氨氮污染不断增加,破坏了自然生态系统中正常的氮素迁移转化,对水环境和人类健康造成严重的影响和潜在的危害。目前,常用的氨氮废水的处理方法主要有吹脱法、折点加氯法、化学沉淀法、生物脱氮法以及离子交换法。

吹脱法是利用废水中所含氨氮的实际浓度和平衡浓度之间存在的差异,在碱性条件下用空气吹脱,使废水中的氨氮不断地由液相转移到气相中,从而去除氨氮。此种方法成本高,处理后废水很难完全达标,且逸出的氨气容易造成二次污染。

折点氯化法是将氯气或次氯酸钠投入废水中,把废水中的氨氮氧化成氮气的化学脱氮过程。折点氯化法反应迅速,设备费用低,但液氯的安全使用与贮存要求高,运行中加氯量大,从而运行管理成本高。故此法不太适合大流量高浓度含氮废水处理,尤其是含有大量有机氮化物的废水处理。

化学沉淀法是通过向废水中投加化学药剂使其形成沉淀物而去除氨氮的废水脱氮技术。此种方法工艺简单,但是存在造价很高的问题,难以实现工程应用。

生物脱氮途径一般包括硝化和反硝化两个阶段,有机氮化物经过氨化作用、硝化作用、反硝化作用及微生物的同化作用共同完成脱氮过程,主要涉及亚硝化菌、硝化菌和反硝化菌三类微生物。此类方法存在的问题是硝化菌生长缓慢,反应时间长,对环境条件要求较高,且处理设施庞大。

离子交换法是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。目前常用斜发沸石(Chinoptilolite)作为除氨的离子交换体,此材质对NH4+的选择透过性能高于对其他离子,因此对NH4+的去除率可达到90%-97%,但对硝酸氮、亚硝酸氮、有机氮无去除作用,且离子交换剂用量大,需频繁再生,不适宜处理含大量悬浮物和有机污染物的废水。因此,研究选择性好的、易再生和成本低的水处理吸附剂成为国内外的热点。但至今为止,尚未见有采用沸石负载金属氧化铜来制备氨氮脱除剂的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有简单再生、可降低废水处理成本的改性沸石氨氮吸附剂以及它的使用和再生方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题:

发明一,改性沸石氨氮吸附剂,是通过在沸石上负载金属氧化铜(Copper-Oxide-Coated-Zeolite,简称COCZ)制成的,它的制备方法是:

(1)首先将天然沸石进行破碎、研磨处理,然后过20-40目筛,用体积浓度为2%-10%的硫酸浸泡24h后,洗净至pH为6.5-7.5,于120℃-150℃温度下蒸16-24h,再于105℃烘干后冷却至常温,备用;

(2)按CuSO4·5H2O与上述处理后的沸石的重量配比为1∶3的比例取CuSO4·5H2O溶于超纯水中,再与沸石混合,搅拌均匀,在650℃高温条件下反应24h,冷却至室温后洗去没有负载的表面颗粒,到洗出溶液至pH为6.5-7.5时,再置于100℃-150℃温度下干燥,即得到改性沸石氨氮吸附剂成品。

发明二,改性沸石氨氮吸附剂的使用及再生方法:

选用有机玻璃做吸附柱,在柱内添加3m高的改性沸石氨氮吸附剂,含氮废水经调节PH至9后通过蠕动泵打入吸附柱进行吸附反应,吸附5h后,对吸附柱进行反冲洗10min,再用盐酸或者硫酸清洗50min,回收清洗液,蒸发结晶得到氯化铵或者硫酸铵晶体,清洗过后的吸附剂可以重新利用。

所述吸附柱采用内径为1.8m、高度为5.0m的有机玻璃柱;处理废水的进水初始浓度为500-550mg/L、温度20-25℃,用氢氧化钠调pH值为9,流速控制在6m/h,处理量为15m3/h,水力停留时间为30min。

本发明产品改性沸石氨氮吸附剂具有吸附容量大、吸附效果好、再生简单方便的优点。

使用本发明产品改性沸石氨氮吸附剂处理含氮废水,具有以下优点:

1.以沸石为载体,将氧化铜负载在沸石表面上,形成多聚合物,并且保留了微孔的结构,提高了对污水中氨氮的吸附去除效果。

2.该吸附剂的制备方法简单,并且可循环再生利用。

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