一種利用改性堿渣吸附處理污水中氮的方法技術

本發明專利技術公開了一種利用改性堿渣吸附處理污水中氮的方法。將堿渣破碎，水洗后在60～100℃干燥，研磨后獲得堿渣粉備用；將堿渣粉與1%-5%十二烷基磺酸鈉溶液按照5g/mL的比例混合，在溫度20～60℃下，控制轉速150～200r/min轉動6～12h，得到的漿液經離心機分離出固體，對其洗滌并干燥研磨至100～150目篩，獲得吸附劑備用；吸附劑按照20～40g/L的比例投加到污水中，控制反應溫度在20～60℃，充分反應5～60min，即完成氮的吸附過程，最佳條件下的吸附去除率可達95%以上。本方法不僅可以解決現有污水處理費用高、周期長、操作穩定性差等問題，而且可以利用堿廠堿渣，達到以廢治廢的效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于工業固體廢棄物資源再生利用領域，涉及一種利用氨堿廠堿渣資源回收利用的方法，特別是一種利用改性堿渣吸附處理污水中氮的方法。
技術介紹
氨堿法生產純堿排放廢液廢渣量約9～11立方米/噸堿，其中固含量300～600公斤，大量的廢渣液常年堆積，既占去大量土地，又污染環境，由于廢渣（堿渣）水份含量大，化學品味波動大，不僅給當地帶來極大的安全隱患，而且給它的綜合利用造成不少困難，世界各國對堿渣的綜合治理進行了大量研究工作，但付之工業實施還未能如愿，本國對堿渣的研究工作取得了長足的進展。目前，堿渣的綜合利用主要包括兩方面，（1）用于建筑工程領域，如生產水泥、工程土、凝膠材料；（2）應用到工業行業，經過適當的工藝流程，可以制得土壤改良劑或化肥，煙氣脫硫劑，橡膠填料等。應用到環境方面的較少，特別是污水處理方面的。由于人類長期、頻繁的生產活動和生活活動，生活、工業、農業污水中的氮越來越多，污水排入自然水體中，最終將導致水體富營養化。目前除氮主要有沉淀法、生物法、吸附法等。其中吸附法以工藝簡單、操作方便、處理效果好而備受關注。吸附法中吸附劑的選擇是關鍵。氧化鋁、氧化硅因為具有較大的比表面和較多的吸附位點而被廣泛應用，但其缺點是原材料價格高，提高了處理成本。鋼渣、粉煤灰等廉價的吸附劑，雖然處理效果好，但是成分復雜，有害離子帶入水中，造成二次污染。
技術實現思路
本專利技術主要是針對越來越嚴重的氮污染，為了實現固廢的回收利用，堿渣場堿渣作為吸附劑來吸附去除污水中氮的方法。本方法與現有方法相比無二次污染的問題，吸附完的堿渣可以作為酸性土壤改良劑或化肥原料而被再次利用，且本方法符合以廢治廢的環保理念。為解決本專利技術提出的技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種利用改性堿渣吸附處理污水中氮的方法，包括如下步驟：（1）將堿渣破碎、水洗、干燥、研磨得到堿渣粉；（2）將堿渣粉與十二烷基磺酸鈉溶液攪拌混合、離心分離、水洗、干燥后研磨過篩獲得吸附劑；（3）吸附劑與含氮污水充分反應；（4）固液分離，得到反應出水。其中，步驟（1）中，所述堿渣為氨堿法生產純堿后的廢渣，所述堿渣干燥溫度為60～100℃。步驟（2）中，所述十二烷基磺酸鈉溶液的質量濃度為1%-5%，堿渣粉與十二烷基磺酸鈉溶液按照5g/mL的比例混合，所述的攪拌混合溫度在溫度20～60℃下，攪拌混合轉速為150～200r/min，攪拌混合時間為6～12h，研磨至100～150目過篩。步驟（3）中，吸附劑按照20～40g/L的比例投加到含氮污水中，反應溫度在20～60℃下，充分反應時間為5～60min，其中，含氮污水中氮濃度為1-6mol/L。步驟（4）中，固液分離采用離心分離。本專利技術的原理在于：據表征結果，堿渣與表面活性劑反應后，具有較大的比表面積，表面裸露的鈣、鎂、鋁吸附位點較多；堿渣中的其他活性成分如氧化鋁、氧化鐵也能吸附污水中的氮化物，從而實現吸附效果。堿渣的沉降性能好，吸附之后，可以很好地分離。本專利技術的優勢：依照本專利技術，堿渣無需復雜的加工處理，經過簡單的破碎水洗研磨混合后，即可對污水中的氮化物有較好的去除作用。本專利技術利用氨堿廠堿渣，不僅達到以廢治廢的目的，而且吸附氮化物之后，作為一種氮資源再次利用。本專利技術為氨堿廠堿渣的綜合利用開辟了新的途徑，開拓了堿渣的潛在環保價值，符合以廢治廢的環保理念，具有廣泛的實際意義。附圖說明圖1是實施例1中吸附時間與氮去除率的關系圖。圖2是實施例1中吸附劑投加量與氮去除率的關系圖。圖3是實施例1中吸附溫度與氮去除率的關系圖。具體實施方式實施例1：為了確定堿渣污水中氮的最佳吸附條件，先用模擬污水進行一系列影響因素的吸附試驗。用NaNO3溶液模擬污水，將吸附材料與模擬污水混合，轉移到錐形瓶中充分反應。反應后取上清液，測定氮的濃度，對比吸附前后的氮濃度，即可得知吸附材料對污水的去除率。各影響因素的實驗方法如下：吸附時間:固定吸附材料投入量，測定不同吸附時間對氮的吸附情況，確定飽和吸附時間。吸附材料投入量：固定吸附時間，測定不同吸附材料投加量對氮的吸附情況，確定最佳吸附材料投加量。吸附溫度：固定吸附時間、吸附材料投加量，測定不同吸附溫度氮的吸附情況，確定最佳吸附溫度。1吸附材料的準備與溶液的配制堿渣破碎，水洗后在80℃下干燥，研磨獲得堿渣粉，堿渣粉與1wt%的十二烷基磺酸鈉溶液按照5g/mL的比例混合，在溫度40℃下，控制轉速200r/min攪拌混合6h，得到的漿液經離心機分離出固體，對其洗滌并干燥研磨至100目篩，獲得吸附劑備用。用NaNO3溶液配制(氮濃度為1mol/L的溶液。2不同影響因素對氮去除率的影響（1）吸附時間對氮去除率的影響分別取5份100mL的含氮廢水(氮濃度為1mol/L)，加入錐形瓶中，然后分別加入2g吸附劑，吸附時間分別為5min、10min、20min、30min、1h反應后過濾，測定濾液中氮濃度。圖1發現隨著吸附時間的增加，吸附率不斷增加，當吸附20min時，去除率達到95%，當吸附30min時，吸附達到平衡，去除率達到98%。（2）吸附材料投加量對氮去除率的影響分別取6份100mL含氮的模擬污水(氮濃度為1mol/L)，加入錐形瓶中，然后分別加入吸附劑，吸附劑分別為0.1g、0.5g、1.0g、2g、3g、4g吸附時間為30min，反應后過濾，測定濾液中氮濃度。圖2發現隨著吸附量的增加，吸附率不斷增加，當吸附劑重量為2g時，去除率達到95%，當吸附劑重量為4g時，吸附達到平衡，去除率達到99%。（3）吸附溫度對氮去除率的影響分別取3份100mL的含氮廢水(氮濃度為1mol/L)，加入錐形瓶中，然后分別加入4g吸附劑，反應溫度分別為20℃，40℃，60℃反應后過濾，測定濾液中氮濃度。圖3發現隨著吸附溫度的升高，吸附率不斷增加，但增幅不大，控制吸附溫度30℃，去除率達到95%。實施例2：（1）堿渣破碎，水洗后在80℃下干燥，研磨獲得堿渣粉，堿渣粉與3wt%的十二烷基磺酸鈉溶液按照5g/mL的比例混合，在溫度40℃下，控制轉速200r/min混合攪拌6h，得到的漿液經離心機分離出固體，對其洗滌并干燥研磨至100目過篩，獲得吸附劑備用。（2）將吸附劑按30g/L加入到100ml的含氮污水（氮濃度為3mol/L）中，充分混合反應后，混合液經過濾后測定氮含量，污水中氮的去除率達到95%。實施例3：（1）堿渣破碎，水洗后在80℃下干燥，研磨獲得堿渣粉，堿渣粉與5wt%的十二烷基磺酸鈉溶液混合，在溫度40℃下，控制轉速200r/min混合攪拌6h，得到的漿液經離心機分離出固體，對其洗滌并干燥研磨至100目過篩，獲得吸附劑備用。（2）將吸附劑按40g/L加入到100ml的含氮污水（氮濃度為6mol/L）中，充分混合反應后，混合液經過濾后測定氮含量，污水中氮的去除率達到96%。<本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用改性堿渣吸附處理污水中氮的方法，其特征在于，包括如下步驟：將堿渣破碎、水洗、干燥、研磨得到堿渣粉；將堿渣粉與十二烷基磺酸鈉溶液攪拌混合、離心分離、水洗、干燥后研磨過篩獲得吸附劑；吸附劑與含氮污水充分反應；固液分離，得到反應出水。

【技術特征摘要】
1.一種利用改性堿渣吸附處理污水中氮的方法，其特征在于，包括如下步驟：
將堿渣破碎、水洗、干燥、研磨得到堿渣粉；
將堿渣粉與十二烷基磺酸鈉溶液攪拌混合、離心分離、水洗、干燥后研磨過篩獲得吸附劑；
吸附劑與含氮污水充分反應；
固液分離，得到反應出水。
2.如權利要求1所述的利用改性堿渣吸附處理污水中氮的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述堿渣為氨堿法生產純堿后的廢渣，所述堿渣干燥溫度為60～100℃。
3.如權利要求1所述的利用改性堿渣吸附處理污水中氮的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述十二烷基磺酸鈉溶液的質量濃度為1%-5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白秀玲，惠建斌，
申請(專利權)人：連云港中科博創科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32