[发明专利]一种脱除废水中高浓度尿素的处理方法

说明书

技术领域

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。

背景技术

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。

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。

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

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；

本发明的目的通过下述技术方案实现：

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；

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；

优选的，所述含高浓度尿素的废水中尿素的浓度为1500～20000mg/L；

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(1.0～10.0)：1；

优选的，所述高温条件下进行反应的温度为65～95℃，反应时间为1～4h；

(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；

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；

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；

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；

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；

优选的，所述弱酸性或弱碱性的pH范围为5.0～8.0；

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0.5～2h。

本发明的原理：

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。

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

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。

实施例1

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℃的水浴摇床上震荡反应1h；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10min，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：

表1.各水样的尿素含量及去除率结果