[發明專利]一種同步深度去除生化尾水中微量氨氮與磷酸鹽的方法

有效

• 申請號: 202010761230.5
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111892120B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 許海民;韓路;毛亞;張圣軍
• 申請（專利權）人: 江蘇啟創環境科技股份有限公司
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F101/16;C02F101/10
• 代理公司: 無錫中瑞知識產權代理有限公司 32259
• 代理人: 孫高

本發明涉及一種同步深度去除生化尾水中微量氨氮與磷酸鹽的方法，對生化尾水進行過濾、吸附以凈化生化尾水，利用雙功能復合吸附材料實現生化尾水中微量氨氮與磷酸鹽的同步去除；其中雙功能復合吸附材料為孔道內固載有水合氧化鋯納米顆粒的大孔丙烯酸共聚微球，大孔丙烯酸共聚微球的表面接枝有羧酸銅絡合基團。使用本發明能夠實現生化尾水中微量氨氮與磷酸鹽的同步深度去除。

技術領域

本發明涉及生化尾水深度處理領域，尤其涉及一種同步深度去除生化尾水中微量氨氮與磷酸鹽的方法。

背景技術

水體富營養化是世界各國面臨的共同環境問題之一。經過長期的研究，人們逐漸認識到，水體富營養化主要是由于水體中超負荷的氮、磷等營養元素引起的水生生態系統初級生產力的異常發展所致。國際上普遍認為當水體中的總氮和總磷分別達到0.2mg/L和0.02mg/L時就有可能發生水體富營養化。

近年來，我國工業和生活污水排放總量逐年遞增，城市中的生活污水集中收集到污水廠后，污水廠通常采用生化法(即生物、化學組合的工藝)來對污水進行初步處理，得到的尾水稱之為生化尾水，但是生化尾水中的氨氮和磷酸鹽濃度還是超過排放標準的，因此生化尾水不能直接排除，生化尾水需要經過后續深度處理使得氨氮和磷酸鹽濃度降低至排放標準后才能排放，

削減生化尾水中氮、磷等營養物質的排放是控制水體富營養化的重要舉措。為有效控制水體的富營養化，各地相繼出臺了嚴于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的地方標準，如：江蘇省《太湖地區城鎮污水處理廠及重點工業行業主要水污染物排放限值(DB32/1072-2018)》中規定，太湖流域保護區內污水處理廠或污水處理設施的排水中應滿足：NH₃-N(氨氮)濃度≤3.0mg/L，TP(總磷)濃度≤0.3mg/L。

對于生化尾水的脫氮除磷，目前常用的方法包括：生物法、結晶沉淀法、膜分離法以及吸附/離子交換法等。生物法一般對高濃度氮、磷廢水具有良好的處理效果，但其處理效果不穩定且無法實現氮、磷的深度凈化，不適用于生化尾水中氨氮和磷的深度去除。結晶沉淀法用于生化尾水中氨氮和磷的同步去除近年來受到人們的廣泛關注，但生化尾水組成的復雜性使結晶過程較為復雜，且結晶需要嚴格控制生化尾水的pH和金屬離子濃度，使得該技術在實際生化尾水處理中受到一定程度的限制。膜分離技術能夠實現生化尾水中氨氮和磷的深度去除，但較高的投資和運行成本、有機物導致的膜污染等問題限制了該技術的推廣應用。吸附/離子交換法因其工藝簡單、占地面積小、處理效果穩定等優點，在氨氮和磷的深度處理中得到了廣泛應用，但是傳統的吸附/離子交換法存在如下問題：

1、由于材料表面往往僅帶有一種吸附位點，因此只能去除氨氮或磷酸鹽中的一種，無法同步去除氨氮和磷酸鹽。

2、生化尾水中含有的Ca²⁺，Mg²⁺，K⁺，Na⁺，Cl^-，CO₃^2-，SO₄^2-等共存離子也會對氨氮和磷酸鹽的去除產生競爭和抑制。

3、傳統的吸附/離子交換法針對含有微量氨氮及磷酸鹽的生化尾水處理效果不佳。

水合氧化鋯(HZO)對溶液中的磷酸根離子具有很強的選擇性吸附性能，這在國內外很多文獻中已有記載。但水合氧化鋯顆粒粒徑極小，直接應用于柱吸附等流態處理系統中將引起很大壓降，發明專利201210531335.7、ZL 201210524428.7、ZL 201610879059.1均公開了將HZO負載在某些載體材料上制備成復合型除磷材料的技術，能夠克服HZO易流失、壓力損失大等缺陷，但上述專利公開的用于負載HZO的載體多呈電中性或正電性，對水中的氨氮離子會產生排斥作用，因此不能有效實現生化尾水中同步深度去氨氮和磷酸鹽。

因此，針對污水廠生化尾水中氨氮和磷不能穩定達標的現狀，尋找能同步深度去除生化尾水中氨氮和磷的方法，使得處理后水質能穩定滿足污水排放標準中相關限制的要求仍是本領域技術所面臨的難題。