[發明專利]一種處理尿液中高濃度氨氮方法

在審

• 申請號: 201510259849.5
• 申請日: 2015-05-21
• 公開（公告）號: CN104876292A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 陳毅忠;張帆
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/58;B01J20/08;B01J20/30;C02F101/16
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技術領域

本發明公開了一種處理尿液中高濃度氨氮的方法，屬于廢水處理領域。

背景技術

尿液呈弱酸性，pH值約為6.5，主要成分有尿素、氨、磷酸鹽、有機物質、細菌等。而尿液中大部分氮以氨氮的形式存在，人類尿液中的氨氮已經占到了廢水處理中進水氨氮負荷的80％。氨氮的大量排放，不僅造成了水環境的污染、水體富營養化及水體發生赤潮等現象，而且在工業廢水處理和回用工程中造成用水設備中微生物的繁殖而形成生物垢，堵塞管道和用水設備，影響熱交換。

目前，處理尿液中的高濃度氨氮主要有氣浮法，石順存、萬圣明等人采用苦土粉及副產磷酸等化工副產品進行化學氣浮法處理，氨氮去除效果好，技術可行，環境效果明顯，但只能做到高濃度氨氮預處理效果，尿液中的高氨氮仍未去除，容易產生環境污染。而在尿液分離處理技術中，尿液水解細菌首先將其中的尿素轉化為氨氮，導致系統中pH的迅速增加。同時氨氮在空氣中的揮發現象同樣會造成空氣污染。用吸附劑除氨氮的方法也有，比如公開號為CN102060399A，名稱為“有機復合脫氮劑處理高濃度氨氮廢水的除氨氮裝置”，該專利通過添加有機復合脫氮劑去除廢水中高濃度氨氮，脫氮劑解決了廢水處理行業中氨氮難以處理、和處理費用高的難題，將氨氮處理變得更加便捷、經濟實用。無需大的設備投入和改造，劑量直接投加即可使用，但是本發明是與吹脫法相結合，會導致氨氣進入大氣而引起二次污染。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對目前有機復合脫氮劑結合吹脫法在高濃度氨氮廢水處理過程中存在氨氣排放，造成環境二次污染問題，提供了一種有機復合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石納米磁性吸附材料，吸附廢水中高濃度氨氮，且飽和后能老化吸附材料表層，在外加磁場和水流沖刷作用下，實現吸附材料的更新，無需再生。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

(1)鎂鋁鐵水滑石制備：分別稱取3.8～6.0g硝酸鎂、4.2～9.7g硝酸鋁，6.1～18.9g硝酸鐵溶解在300～500ml含有4.3～7.6g尿素的無水乙醇溶液中，室溫下攪拌1h后，倒入水熱反應釜中加熱至140℃，反應13～14h；冷卻至室溫；用乙醇和去離子水清洗二遍后在60℃下干燥6h，得到納米鎂鋁鐵水滑石；

(2)磁化：將上述制備的納米鎂鋁鐵水滑石依次用質量濃度為36.5％的濃鹽酸和飽和氫氧化鉀溶液浸泡8h，置于馬弗爐中，在溫度為105℃下烘干，靠近磁場磁化；

(3)改性：將經酸洗、堿浸和磁化后的納米鎂鋁鐵水滑石材料浸入到10～50g的有機復合脫氮劑中，攪拌40～60min；

(4)烘干：將改性后的納米鎂鋁鐵水滑石材料用去離子水清洗3遍，在氮氣保護條件下烘干；

(5)活化：在溫度為800℃9～00℃下煅燒5～7h，即可。

所述有機復合脫氮劑由乳酸乙酯、環丙基甲酸乙酯、氨基丁酸三種，以質量比計，50％～60％的乳酸乙酯，20％～40％的環丙基甲酸乙酯，10％～40％氨基丁酸。

一種尿液液中高濃度氨氮的具體應用方法為：

(1)將制備得到的有機復合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料與膠粘劑按質量比6:1配成黏稠液，將黏稠液凃于蜂窩陶瓷表層，涂層厚度為3～6㎝，將涂過黏稠液的蜂窩陶瓷在通風狀態下干燥10～20min，所述的膠粘劑以重量份數計為15份聚酰亞胺二甲基乙酰胺、35份二氯甲基二甲苯、25份苯乙烯和25份二戊乙烯；

(2)將涂過黏稠液的蜂窩陶瓷置于吸附塔中，每層蜂窩陶瓷安裝高度為10～50㎝，空隙高度為50～100㎝，讓氨氮濃度為5000～10000mg/L的尿液流經吸附塔，流速控制5～15m³/h，吸附塔內停留時間40～60min，直到蜂窩陶瓷表面的有機復合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料氨氮吸附達到飽和，有機復合脫氮劑老化鎂鋁鐵水滑石磁性納米材料表層；

(3)在尿液水流的沖刷和外加磁場作用下，老化的吸附材料表層層層脫落；

(4)最后測定廢水出水中氨氮含量。

本發明的原理：鎂鋁鐵水滑石材料具有比表面積大，屬于介孔材料物質，?經有機復合脫氮劑改性后對廢水中氨氮具有吸附性能，更重要的是，有機復合脫氮劑的加入，能夠使得吸附材料吸附氨氮達到飽和后能自行層層脫落，實現吸附材料表面的更新，重新吸附廢水中的高濃度氨氮，而脫落后的殘留物在水流沖刷和外加磁場作用分離。

本發明的有益效果是：

(1)無氨氣產生，不會導致環境二次污染；