[发明专利]亚铁氰化锌钠脱铵材料的制备方法及在污水脱铵中的应用

说明书

本发明提供了一种亚铁氰化锌钠脱铵材料的制备方法及其在污水脱铵中的应用，属于污水脱铵技术领域，所述亚铁氰化锌钠的化学式为Na₂ZnFe(CN)₆，该材料的制备方法如下：分别制备锌盐溶液和亚铁氰化钠溶液；在亚铁氰化钠溶液中加入一定质量的氯化钠，使氯化钠完全溶于亚铁氰化钠溶液中，得亚铁氰化钠与氯化钠的混合溶液；将锌盐溶液逐步滴加到混合溶液中，边滴加边进行磁力搅拌，滴加完成后继续搅拌，得白色悬浊液，静止沉淀，离心分离，得白色固体，用去离子水反复清洗去杂，烘干，即得脱铵材料Na₂ZnFe(CN)。本发明的脱铵材料对铵离子吸附容量大、吸附选择性高、生产成本低、性能稳定。

技术领域

本发明涉及污水脱铵技术领域，尤其涉及一种亚铁氰化锌钠脱铵材料的制备方法及其在污水脱铵中的应用，适合大规模推广应用。

背景技术

在我国，随着城镇化进程的加快，人们生活水平提高，环境污染及人们对环境的关注越来越强，而在市政污水中常常含有大量的铵态氮，过量的氨氮对水体会造成严重污染，研究表明当地表水中氨氮浓度约5mg/L时，就会对鱼类产生毒害作用，因此，含有较高浓度的氨氮废水在进入水体之前必须经过处理。目前氨氮废水的常规处理方法主要有生物硝化法(反硝化法)、空气吹脱法、汽提精馏法、膜吸收法和离子交换法。

生生物硝化法(反硝化法)虽然成本低廉，但氨氮的生物转化过程较缓慢，使得该方法经常需要较大的占地面积，而且生物容易受到外界条件的干扰，如温度的干扰、水体中含有有毒有害有机物或重金属的干扰，从而导致生物法不能适用于所有的场合。

空气吹脱法，即向废水中投加一定量的液碱，将废水pH值提升至11以上，使废水中铵以游离态形式存在，向废水中通入部分蒸汽，提高废水温度，通过鼓风加喷淋的方式，可实现废水中氨氮大幅度降低。但此种方法能耗较高，使用液碱的药剂成本较高，吹脱法的出水需加酸回调废水的pH值，同时吹脱排出的铵气采用水或硫酸吸收产生的铵水或硫酸铵成为另一处理难题，且吹脱产生的废气较难处理至达标排放。

汽提精馏法，是目前处理高浓度氨氮废水较为理想的工艺，不仅可以降低废水中氨氮浓度，还可以回收废水中的铵，产生浓度较高的工业铵水，可作为副产品出售，以此抵消污水处置费用。但针对废水中氨氮浓度在10000mg/L以下的，本工艺存在能耗相对较高、用药剂量大、设备投资相对较高等缺点，且产生的工业铵水量较少，可抵消的污水处置费用随之减少；如废液中氨氮含量较低，不宜采用汽提精馏工艺。

膜吸收法，即采用选择性透过膜作为处理介质，以稀硫酸作为吸收液，将废水中的氨氮(液相)转换成气相的铵气，再利用气液分离膜(透气不透水)，在膜的两侧制造一定的铵气分压差，让气相的铵气从分压差较高的废水侧(液相)，跨过膜壁，到达铵气分压较低的吸收液侧(液相)，从而达到降低废水中氨氮的目的。此工艺不需高温高压，工艺操作条件较为温和，且处理效果较好。但是，膜吸收法与吹脱工艺相同，需投加大量液碱，同时吸收产生的硫酸铵无法低成本妥善处理，成为另一难处理废物，且因膜材质选择及膜本身的性质导致膜吸收法成熟应用的工程案例较少。

离子交换法，具有产水指标稳定和容易调控的特点，目前用于处理低浓度氨氮废液的吸附剂有阳离子交换树脂和沸石两大类。阳离子交换树脂虽然交换容量比较大，但是对铵离子的选择性很差，几乎对水体中所有阳离子都吸附，而且阳离子交换树脂的致命的缺点是容易受到水体中的带电有机物的污染而失效，影响工程的正常运作。沸石分子筛对铵离子具有一定的选择性，但是沸石分子筛的最大缺点是吸附容量太低，导致再生频繁或需要的吸附剂的量太大(王茗惠等，《用于氨氮去除的13X分子筛/PES膜吸附剂的制备与性能表征》，环境工程学报，2013，1，3749-3754.)。

因此，需要合成一种对铵离子吸附容量大、吸附选择性高、生产成本低、性能稳定的吸附材料，以满足当前氨氮废水处理的需求。

发明内容