[发明专利]一种磁化粉末强化的硝态氮和无机磷去除方法

说明书

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种磁化粉末强化的硝态氮和无机磷去除方法，它包括以下步骤：（1）将永磁材料粉末与顺磁Fe₃O₄粉末混合后，置于磁场中进行磁化，制成磁化粉末；（2）将磁化粉末直接或制成颗粒状填料加入水处理反应容器中；（3）待处理水进入水处理反应容器中，在还原剂存在的条件下，进行去除硝态氮和无机磷的化学反应，完成反应后的水排出即可。采用本发明的方法，可以提供均匀细密的磁场，提高了反应效率，实现硝态氮和总氮的高效去除，同时去除无机磷，简化工艺和降低成本。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种磁化粉末强化的硝态氮和无机磷去除方法。

背景技术

随着人口的增长和工业化、城市化进程的加快，自然界水体中的氮素具有高度硝化的趋势，其在水体中可转化为亚硝胺等物质，对生态环境、动植物以及人体生命健康造成威胁，世界卫生组织和多个国家、地区都对其制定了污染限制指标。从报道或公开情况来看，世界各地地表水、地下水、饮用水、废水的硝态氮超标情况较为严重。

在废水处理中，最为常见的硝酸盐去除方法是反硝化法，其缺陷在于反硝化细菌需要一定的温度和可生化的碳源，因此，在温度较低地区或者碳源不足的废水难以规模化推广应用，升高温度和补充碳源则会导致成本大幅增加。而且，该方法对于地表水、地下水、饮用水并不适用。常规的物理化学方法主要有反渗透、离子交换、和还原法等，各技术均有其优缺点。反渗透和离子交换法都是分离法，并未从根本上消除硝酸盐，而仅仅是通过物理、化学作用将污染物分离出来，如不采取进一步处理，从自然环境角度来看污染物并未得到处理。零价铁和亚铁还原由于其操作简单、占地面积小和还原效率高成为广泛研究关注的一种经济高效的去除方法。其中，零价铁、二价铁、绿绣和Fe₃O₄等均可作为硝态氮的还原剂。但这些还原的反应效率和反应产物均较难控制，对于大部分实际情形，其还原产物多为氨氮。

专利（申请号201310505699.2）所公开的一种还原处理水中硝酸盐的方法，利用绿锈的还原性和催化剂离子的作用对硝酸盐进行还原处理，对硝酸盐具有显著的去除。但对于总氮的去除，仍存在提升的空间，而且其对总磷的去除也并未涉及。文献（Environ.Sci.Technol., 2015, 49(24),14401-14408）中提到磁场能使溶液中产生对流，增强物质的传输，且刺激顺磁离子迁移，提高反应速率。专利（申请号201510237845.7）公开的利用磁场处理污水的方法，提出磁场能够有效提高去除污染物的速率，但一般磁源作用范围小、距离短，在实际工程中难以适用于大规模反应体系，增加成本。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，通过硬磁粉末的分散解决了磁场难以在大规模水处理中均匀分布的难题，提供一种磁场强化的硝态氮和无机磷去除方法，实现硝态氮和总氮的高效去除，同时去除无机磷，简化工艺和降低成本。

本发明的技术方案如下：

一种磁化粉末强化的硝态氮和无机磷去除方法，它包括以下步骤：

（1）将永磁材料粉末与顺磁Fe₃O₄粉末混合后，置于磁场中进行磁化，制成磁化粉末；

（2）将磁化粉末直接或制成颗粒状填料加入水处理反应容器中；

（3）待处理水进入水处理反应容器中，在还原剂存在的条件下，进行去除硝态氮和无机磷的化学反应，完成反应后的水排出即可。

本发明提供了一种利用永磁材料提供磁场，并促进还原剂催化还原硝态氮去除总氮，其产物可以进一步与无机磷（磷酸根）结合混凝沉淀去除无机磷的水处理方法。其中，待处理水中硝态氮的催化还原去除和总氮的降解效率基本上超过80％，待处理水中的无机磷的去除率基本上超过90％，在一些优选的方案中，硝态氮的催化还原去除和总氮的降解效率达到90％以上。