一种高效脱氮剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种高效脱氮剂及其制备方法。


背景技术：

2.随着国家经济的快速发展及人民生活水平的不断提升，氨氮废水的产生量也与日俱增。日前氨氮废水的大量排放已引起环保领域和全球范围的重视，氨氮废水直接排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其它微生物大量繁殖，造成水体富营养化，水体富营养化会导致藻类大量繁殖，破坏水体自然平衡，产生多种毒素。另外氨氮也会在硝化细菌作用下，进一步被氧化为硝态氮和亚硝态氮，导致水体溶氧降低，水质下降，影响水生动植物的生存。因此，经济高效的地处理氨氮废水已经成为当前环保领域的重要方向。
3.氨氮废水处理技术方法主要有折点氯化法、离子交换法、膜分离法、生物脱氮、吹脱法、湿式催化氧化法、化学沉淀法等，其中常用的有生物脱氮、吹脱法、化学沉淀法。
4.生物法利用微生物来降解废水中的氨氮，处理过程具有操作简单、不产生二次污染的特点，但是同时该方案前期投资成本高，微生物菌种的活性受温度影响大，效果不稳定。
5.吹脱法是利用在碱性环境下，废水中氨氮主要以游离氨形式存在，通过鼓入空气将游离氨以气体形式吹离出来。常用于处理高浓度、大流量的氨氮废水，具有工艺简单、运行费用低、脱氮效果好等优点，但在实际运行中存在碱消耗量多、易受温度影响、吹脱出来的氨气易引起二次污染等问题。
6.化学沉淀法可以将废水中的氨和磷以沉淀物的形式固定下来，并且沉淀物可以用作肥料，但可能引入新的污染物磷，另外通常适用于处理高浓度氨氮废水。
7.目前，市场上用于处理污水氨氮的去除剂类型较少，并且适用范围较窄，尤其对于中低浓度的氨氮废水，使用上有较多限制，而且效果并不理想。


技术实现要素：

8.本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种可有效去除中低浓度氨氮废水中的残余氨氮，去除效率高，药剂用量少，脱氮剂原材料组分经济易得，加工配制方便，脱氮成本低的高效脱氮剂及其制备方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高效脱氮剂，按重量份计，包括如下组分：次氯酸盐50~60%，二氯异氰尿酸盐30~40%，过碳酸盐10~15%，过硫酸盐5~10%，干燥成分2~3%，碱性调节剂2~3%，反应促进剂0.5~1%。
9.进一步的，所述次氯酸盐中有效氯含量为55~90%，所述次氯酸盐为次氯酸钾或次氯酸钙，并且次氯酸钾和次氯酸钙均为固体。
10.进一步的，所述二氯异氰尿酸盐为二氯异氰尿酸钠；其中，有效氯含量为55~60%，
水分小于10%。
11.进一步的，所述过碳酸盐为过碳酸钠或者过碳酸钾的一种或者几种。
12.进一步的，所述过硫酸盐为过硫酸钠或者过硫酸钾的一种或者几种。
13.进一步的，所述干燥成分为无水氯化钙、氯化镁或者无水硫酸钠一种或者几种。
14.进一步的，所述碱性调节剂为可溶性碳酸盐。
15.进一步的，所述反应促进剂为硫酸锰、氯化锰、氯化铁或者硫酸铁的一种或者几种。
16.一种所述高效脱氮剂的制备方法,，包括如下步骤：（a）称量一定量的次氯酸盐、二氯异氰尿酸盐、过碳酸盐和过硫酸盐混合，加入一定量的干燥成分，低温研磨成混合物；（b）往混合物中加入碱性调节剂及反应促进剂，混合均匀后制成粉剂进行使用。
17.进一步的，将粉剂配置成溶液后进行使用。
18.由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明方案的高效脱氮剂及其制备方法，能有效快速去除低浓度氨氮废水中的残余氨氮，且去除效率高，用量少，脱氮剂原材料经济易得，加工配制简单，成本低；脱氮剂使用方便，可直接投加于现有的反应池中即可，简单易行，且脱氮剂药剂均为无毒或低毒药剂，不会对废水产生二次污染，同时也有杀菌的效果，具有较好的实用性和推广价值。
具体实施方式
19.下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
20.本发明脱氮剂的脱氮原理如下:利用脱氮剂水解过程中产生的clo
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、clo2、cl2等氧化剂的强氧化作用将氨氮直接转化为n2，进而通过曝气从水中进行分离。
21.具体的，本实施中的脱氮剂按重量份计，包括如下组分：次氯酸盐50~60%，二氯异氰尿酸盐30~40%，过碳酸盐10~15%，过硫酸盐5~10%，干燥成分2~3%，碱性调节剂2~3%，反应促进剂0.5~1%。
22.其中，所述次氯酸盐中有效氯含量为55~90%。
23.本发明提供的脱氮剂中的次氯酸盐，有效氯含量为55~90%，次氯酸盐优选为次氯酸钾以及次氯酸钙，其二者均为固体，容易制成粉状药剂。
24.本发明提供的脱氮剂中的的二氯异氰尿酸盐优选二氯异氰尿酸钠，有效氯含量为55~60%，水分小于10%。
25.所述过碳酸盐为过碳酸钠或者过碳酸钾的一种或者几种；所述过硫酸盐为过硫酸钠或者过硫酸钾的一种或者几种。
26.本发明脱氨剂的主要成分为氯酸盐以及过碳酸盐类化合物，其在水中在反应促进剂的作用下不断的产生强氧化剂，然后强氧剂对氨氮进行氧化处理，使得氨氮最终转化为氮气，从而现实对污水氨氮的处理。
27.另外，所述干燥成分为无水氯化钙、氯化镁或者无水硫酸钠一种或者几种，干燥成分的主要作用是使得脱氮剂在密封保存过程中不潮解，确保脱氮剂中有效成分的稳定，防止脱氮剂在存储运输过程中可能发生的变质。
28.所述碱性调节剂为可溶性碳酸盐，优选为碳酸钠或者碳酸钾的一种或者几种；碱性调节剂主要是用于调节反应过程反应液的酸碱性，使反应在最佳的ph下进行，减少药剂的整体用量。
29.所述反应促进剂为硫酸锰、氯化锰、氯化铁或者硫酸铁的一种或者几种，反应促进成分的主要作用是加速氧化剂对氨氮的氧化去除作用，缩短反应时间。
30.本发明还提供了一种高效脱氮剂的制备方法；先称量一定量的次氯酸盐、二氯异氰尿酸盐、过碳酸盐、过硫酸盐，加入一定量的干燥成分，低温研磨，然后加入ph调节成分及促进成分，并混合均匀即制成粉剂。
31.在对本发明所述的脱氮剂进行使用时有两种方法：（1）将药剂配置成溶液后投加与反应中。
32.（2）将粉剂直接投加于反应池中；其中，直接投加粉剂处理的效果更好。
33.本发明将结合以下实施例对本发明所述的高效脱氮剂及其制备方法进行进一步的描述：实施例1使用氯化铵配置一定浓度的氨氮原水500 ml，其中氨氮浓度为30.5 mg/l。采用本发明所述高效脱氮剂进行废水中氨氮的脱除：首先将待处理废水的ph值调节至6
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9之间，按照投料比1：10称取一定量的氨氮脱除剂直接加入待处理废水中，搅拌反应15 min，测得反应后的氨氮的浓度为6.0 mg/l。
34.实施例2使用氯化铵配置一定浓度的氨氮原水500 ml，其中氨氮浓度为30.5 mg/l。采用本发明所述高效脱氮剂进行废水中氨氮的脱除：首先将待处理废水的ph值调节至6
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9之间，按照投料比1：15称取一定量的氨氮脱除剂直接加入待处理废水中，搅拌反应15 min，测得反应后的氨氮的浓度为1.7 mg/l，达标排放。
35.实施例3使用氯化铵配置一定浓度的氨氮原水500 ml，其中氨氮浓度为30.5 mg/l。采用本发明所述高效脱氮剂进行废水中氨氮的脱除：首先将待处理废水的ph值调节至6
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9之间，按照投料比1：20称取一定量的氨氮脱除剂直接加入待处理废水中，搅拌反应15 min，测得反应后的氨氮的浓度为0.8 mg/l，达标排放。
36.实施例4使用氯化铵配置一定浓度的氨氮原水500 ml，其中氨氮浓度为30.5 mg/l。采用本发明所述高效脱氮剂进行废水中氨氮的脱除：首先将待处理废水的ph值调节至6
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9之间，按照投料比1：20称取一定量的氨氮脱除剂配置成10~20%的溶液，随后加入待处理废水中，搅拌反应10 min，测得反应后的氨氮的浓度为1.3 mg/l，达标排放。
37.实施例5取某半导体企业经过生物法处理的的氨氮废水500ml，其中氨氮浓度8.1 mg/l。采用本发明所述高效脱氮剂进行废水中氨氮的脱除：首先将待处理废水的ph值调节至6
‑
9之间，按照投料比1：10称取一定量的氨氮脱除剂直接加入待处理废水中，搅拌反应15 min，测得反应后的氨氮的浓度为0.8 mg/l，达标排放。
38.脱氮效果对比表
从上表可知，使用本发明所述高效脱氮剂，能够使进水氨氮浓度在30 ppm左右的情况下经处理后达到出水氨氮＜1.5 mg/l的标准。
39.另外，从实施例三和实施例四的对比后可以看出，采用直接投加法比制配成溶液再加入废水中的处理效果好，本发明中的脱氮剂可有效去除中低浓度氨氮废水中的残余氨氮，去除效率高，药剂用量少，脱氮成本低。
40.本发明的高效脱氮剂及其制备方法，能有效快速去除低浓度氨氮废水中的残余氨氮，且去除效率高，用量少，脱氮剂原材料经济易得，加工配制简单，成本低；脱氮剂使用方便，可直接投加于现有的反应池中即可，简单易行，且脱氮剂药剂均为无毒或低毒药剂，不会对废水产生二次污染，同时也有杀菌的效果，具有较好的实用性和推广价值。
41.以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。