公布日：2024.12.31
申請日：2024.09.27
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/70(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，步驟：將含有硝酸根的化工高鹽廢水分鹽母液引入作為一級反應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)體系的調(diào)節(jié)池內(nèi)，使硝酸根還原為亞硝酸根，再泵入一級反應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)體系的沉淀池內(nèi)沉淀，沉淀后得到上清液即為處理后的廢水；將得到的處理后的廢水泵入作為二級反應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)體系的二級調(diào)節(jié)池內(nèi)，反應(yīng)結(jié)束后得到脫氮水；先將得到的脫氮廢水引入作為后處理單元的結(jié)構(gòu)體系的第三調(diào)節(jié)池內(nèi)，繼而調(diào)節(jié)后引入后處理單元的澄清池，再將澄清池內(nèi)的上清液泵入后處理單元的多介質(zhì)過濾器過濾，由多介質(zhì)過濾器過濾的產(chǎn)水泵入后處理單元的結(jié)構(gòu)體系的儲存池，得到成品。優(yōu)點：工藝流程簡練、處理成本廉價、滿足高鹽廢水無雜化處理要求。
權(quán)利要求書
1.一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)將母液中的硝酸根還原為亞硝酸根，將含有硝酸根的化工高鹽廢水分鹽母液引入作為一級反應(yīng)單元(1)的結(jié)構(gòu)體系的調(diào)節(jié)池(11)內(nèi)并且對水溫及pH值進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后引入一級反應(yīng)單元(1)的結(jié)構(gòu)體系的一級反應(yīng)池(12)，在一級反應(yīng)池(12)中的微電場和催化劑作用下進行微電場催化反應(yīng)而使硝酸根還原為亞硝酸根，微電場催化反應(yīng)結(jié)束后泵入一級反應(yīng)單元(1)的結(jié)構(gòu)體系的沉淀池(13)內(nèi)沉淀，沉淀后得到上清液為本步驟(1)處理后的廢水；(2)將由步驟(1)得到的處理后的廢水泵入作為二級反應(yīng)單元(2)的結(jié)構(gòu)體系的二級調(diào)節(jié)池(21)內(nèi)并且對水溫以及pH值進行調(diào)整，調(diào)整后引入二級反應(yīng)單元(2)的結(jié)構(gòu)體系的二級反應(yīng)池(22)，在二級反應(yīng)池(22)中的微電場、緩沖劑和還原劑的作用下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后得到脫氮廢水；(3)后處理，先將由步驟(2)得到的脫氮廢水引入作為后處理單元(3)的結(jié)構(gòu)體系的第三調(diào)節(jié)池(31)內(nèi)并且對水溫及pH值繼而調(diào)節(jié)，繼而調(diào)節(jié)后引入后處理單元(3)的澄清池(32)澄清，再將澄清池(32)內(nèi)的上清液泵入后處理單元(3)的多介質(zhì)過濾器(33)過濾，由多介質(zhì)過濾器(33)過濾的產(chǎn)水泵入后處理單元(3)的結(jié)構(gòu)體系的儲存池(34)，得到去除了硝酸根的化工高鹽廢水分鹽母液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步驟(1)中所述的對水溫和pH值進行調(diào)節(jié)是將所述含有硝酸根的化工高鹽廢水分鹽母液的水溫調(diào)節(jié)為20-50℃，將pH值調(diào)節(jié)至Ph＝3-6；所述一級反應(yīng)池(12)中的催化劑的加入量與硝酸根含量的質(zhì)量比為0.1-0.2∶1；所述微電場催化反應(yīng)是在曝氣狀態(tài)下進行的，該曝氣反應(yīng)的時間為60-240min，曝氣的氣水體積比為2-5∶1，其中，當廢水中硝酸根含量為500-2000mg/L時，反應(yīng)時間為60-120min，而當廢水中硝酸根含量為2000-5000mg/L時，反應(yīng)時間為120-240min；所述沉淀池(13)內(nèi)的沉淀方式為自然沉淀并且時間為大于120min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步驟(1)中所述的催化劑為離子液催化劑，該離子液催化劑為三甲胺鹽酸鹽、四甲基氯化銨、四甲基硫酸氫銨、三丁基甲基氯化銨、四甲基對甲苯磺酸銨、1-羥乙基-3-甲基咪唑氯鹽、1-羥乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽、1-羥乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-羥乙基-3-甲基咪唑?qū)妆交撬猁}、羥乙基三甲基銨氯鹽、羥乙基三甲基銨醋酸鹽、1-胺丙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽、1-胺乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽中的一種或幾種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步驟(2)中所述的對水溫及pH值進行調(diào)整是將水溫調(diào)整為20-50℃，將pH值調(diào)整為pH＝3-6；所述的在二級反應(yīng)池(22)中的微電場、緩沖劑和還原劑的作用下反應(yīng)是在曝氣狀態(tài)下進行的，該曝氣反應(yīng)的時間為60-240min，曝氣的氣水體積比為2-5∶1，其中，當廢水中亞硝酸根含量為200-1000mg/L時，反應(yīng)時間為60～120min，而當廢水中硝酸根含量為1000-2000mg/L時，反應(yīng)時間為120-240min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步驟(2)中所述緩沖劑的緩沖容量計算公式為β＝(CxV)/(pKa+pH)，其中，β表示緩沖容量，C表示緩沖溶液中緩沖劑的濃度，V表示緩沖溶液的體積，pKa表示緩沖劑的pKa值，pH表示溶液的pH值；所述還原劑的投加量與亞硝酸鹽等當量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，其特征在于：所述的緩沖劑為弱酸及其鹽的混合液，所述的弱酸及其鹽的混合液為乙醇-醋酸銨緩沖液、甲酸鈉緩沖液、鄰苯二甲酸鹽緩沖液、枸櫞酸-磷酸氫二鈉緩沖液、醋酸-醋酸鈉緩沖液、醋酸-鋰鹽緩沖液、醋酸-醋酸銨緩沖液中的一種；所述的還原劑為銨鹽，所述銨鹽為乙酸銨、磷酸銨、硫酸銨、氯化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、氟化銨、溴化銨、硫酸銨鉀中的一種或幾種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步驟(3)中所述的對水溫及pH值繼而調(diào)整是將水溫調(diào)整為20-30℃，將pH值調(diào)節(jié)為pH＝8.5-9；所述澄清池(32)內(nèi)的澄清方式為自然澄清并且澄清時間為大于120min；在所述的多介質(zhì)過濾器內(nèi)裝填有濾料，該濾料為精制石英砂，并且該精制石英砂的裝填分為上中下三層，該上中下三層石英砂的粒徑是自下而上縮小的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，其特征在于：步驟(1)和(2)中所述的微電場采用的極板材質(zhì)包括鐵極板、鈦釕銥合金極板、鈦銥鉭合金極板、鈦鎳鈷合金極板中一種或幾種；在所述一級反應(yīng)池(12)中，所述鐵電極面積占總電極面積10％-20％，剩余采用的電極板為鈦釕銥合金極板、鈦銥鉭合金極板、鈦鎳鈷合金極板中一種或多種；在所述二級反應(yīng)池(22)中，鐵電極面積占總電極面積5％-10％，剩余采用的電極板為鈦釕銥合金極板、鈦銥鉭合金極板、鈦鎳鈷合金極板中一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，其特征在于：所述微電場的輸入電壓為1-2.5V；輸入電流為1-3A；極板電流密度為0.01-0.1mA/cm2，極板間距為5-25cm。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，該方法能解決母液的硝酸根難以去除的問題，并且具有工藝流程簡練、處理成本低廉、得以體現(xiàn)高鹽廢水的無雜化以及為凈化后的母液實現(xiàn)資源化再利用鋪平道路的長處。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的，一種化工高鹽廢水分鹽母液的硝酸根去除方法，包括以下步驟：
(1)將母液中的硝酸根還原為亞硝酸根，將含有硝酸根的化工高鹽廢水分鹽母液引入作為一級反應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)體系的調(diào)節(jié)池內(nèi)并且對水溫及pH值進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后引入一級反應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)體系的一級反應(yīng)池，在一級反應(yīng)池中的微電場和催化劑作用下進行微電場催化反應(yīng)而使硝酸根還原為亞硝酸根，微電場催化反應(yīng)結(jié)束后泵入一級反應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)體系的沉淀池內(nèi)沉淀，沉淀后得到上清液為本步驟(1)處理后的廢水；
(2)將由步驟(1)得到的處理后的廢水泵入作為二級反應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)體系的二級調(diào)節(jié)池內(nèi)并且對水溫以及pH值進行調(diào)整，調(diào)整后引入二級反應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)體系的二級反應(yīng)池，在二級反應(yīng)池中的微電場、緩沖劑和還原劑的作用下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后得到脫氮廢水；
(3)后處理，先將由步驟(2)得到的脫氮廢水引入作為后處理單元的結(jié)構(gòu)體系的第三調(diào)節(jié)池內(nèi)并且對水溫及pH值繼而調(diào)節(jié)，繼而調(diào)節(jié)后引入后處理單元的澄清池澄清，再將澄清池內(nèi)的上清液泵入后處理單元的多介質(zhì)過濾器過濾，由多介質(zhì)過濾器過濾的產(chǎn)水泵入后處理單元的結(jié)構(gòu)體系的儲存池，得到去除了硝酸根的化工高鹽廢水分鹽母液。
在本發(fā)明的一個具體的實施例中，步驟(1)中所述的對水溫和pH值進行調(diào)節(jié)是將所述含有硝酸根的化工高鹽廢水分鹽母液的水溫調(diào)節(jié)為20-50℃，將pH值調(diào)節(jié)至Ph＝3-6；所述一級反應(yīng)池中的催化劑的加入量與硝酸根含量的質(zhì)量比為0.1-0.2∶1；所述微電場催化反應(yīng)是在曝氣狀態(tài)下進行的，該曝氣反應(yīng)的時間為60-240min，曝氣的氣水體積比為2-5∶1，其中，當廢水中硝酸根含量為500-2000mg/L時，反應(yīng)時間為60-120min，而當廢水中硝酸根含量為2000-5000mg/L時，反應(yīng)時間為120-240min；所述沉淀池內(nèi)的沉淀方式為自然沉淀并且時間為大于120min。
在本發(fā)明的另一個具體的實施例中，步驟(1)中所述的催化劑為離子液催化劑，該離子液催化劑為三甲胺鹽酸鹽、四甲基氯化銨、四甲基硫酸氫銨、三丁基甲基氯化銨、四甲基對甲苯磺酸銨、1-羥乙基-3-甲基咪唑氯鹽、1-羥乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽、1-羥乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-羥乙基-3-甲基咪唑?qū)妆交撬猁}、羥乙基三甲基銨氯鹽、羥乙基三甲基銨醋酸鹽、1-胺丙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽、1-胺乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽中的一種或幾種組合。
在本發(fā)明的又一個具體的實施例中，步驟(2)中所述的對水溫及pH值進行調(diào)整是將水溫調(diào)整為20-50℃，將pH值調(diào)整為pH＝3-6；所述的在二級反應(yīng)池22中的微電場、緩沖劑和還原劑的作用下反應(yīng)是在曝氣狀態(tài)下進行的，該曝氣反應(yīng)的時間為60-240min，曝氣的氣水體積比為2-5∶1，其中，當廢水中亞硝酸根含量為200-1000mg/L時，反應(yīng)時間為60～120min，而當廢水中硝酸根含量為1000-2000mg/L時，反應(yīng)時間為120-240min。
在本發(fā)明的再一個具體的實施例中，步驟(2)中所述緩沖劑的緩沖容量計算公式為β＝(CxV)/(pKa+pH)，其中，β表示緩沖容量，C表示緩沖溶液中緩沖劑的濃度，V表示緩沖溶液的體積，pKa表示緩沖劑的pKa值，pH表示溶液的pH值；所述還原劑的投加量與亞硝酸鹽等當量。
在本發(fā)明的還有一個具體的實施例中，所述的緩沖劑為弱酸及其鹽的混合液，所述的弱酸及其鹽的混合液為乙醇-醋酸銨緩沖液、甲酸鈉緩沖液、鄰苯二甲酸鹽緩沖液、枸櫞酸-磷酸氫二鈉緩沖液、醋酸-醋酸鈉緩沖液、醋酸-鋰鹽緩沖液、醋酸-醋酸銨緩沖液中的一種；所述的還原劑為銨鹽，所述銨鹽為乙酸銨、磷酸銨、硫酸銨、氯化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、氟化銨、溴化銨、硫酸銨鉀中的一種或幾種的組合。
在本發(fā)明的更而一個具體的實施例中，步驟(3)中所述的對水溫及pH值繼而調(diào)整是將水溫調(diào)整為20-30℃，將pH值調(diào)節(jié)為pH＝8.5-9；所述澄清池內(nèi)的澄清方式為自然澄清并且澄清時間為大于120min；在所述的多介質(zhì)過濾器內(nèi)裝填有濾料，該濾料為精制石英砂，并且該精制石英砂的裝填分為上中下三層，該上中下三層石英砂的粒徑是自下而上縮小的。
在本發(fā)明的進而一個具體的實施例中，步驟(1)和(2)中所述的微電場采用的極板材質(zhì)包括鐵極板、鈦釕銥合金極板、鈦銥鉭合金極板、鈦鎳鈷合金極板中一種或幾種；在所述一級反應(yīng)池中，所述鐵電極面積占總電極面積10％-20％，剩余采用的電極板為鈦釕銥合金極板、鈦銥鉭合金極板、鈦鎳鈷合金極板中一種或多種；在所述二級反應(yīng)池中，鐵電極面積占總電極面積5％-10％，剩余采用的電極板為鈦釕銥合金極板、鈦銥鉭合金極板、鈦鎳鈷合金極板中一種或多種。
在本發(fā)明的又更而一個具體的實施例中，所述微電場的輸入電壓為1-2.5V；輸入電流為1-3A；極板電流密度為0.01-0.1mA/cm2，極板間距為5-25cm。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：由于僅由將硝酸根還原為亞硝酸根、亞硝酸根還原為氮氣和后處理三個步驟而可達到將化工高鹽廢水分鹽母液中的硝酸根去除的目睥，因而得以體現(xiàn)工藝流程的簡練性、處理成本的廉價性、滿足高鹽廢水無雜化處理要求并且為處理后的母液的資源化利用奠定良好的基礎(chǔ)。此外，由于采用微電場反應(yīng)池，輸入的電壓、電流分別為1-2.5V和1-3A，因而既能耗低，又確保安全；加入催化劑、緩沖劑和還原劑，能顯著提高處理效率；能適用對于含鹽率大于20wt％并且硝酸根含量為2000-5000mg/L的廢水進行處理；在微電場條件下得以盡可能避免析氯而造成電化學(xué)腐蝕；工藝流程短、常壓常溫反應(yīng)、所需藥劑來源廣并且均為常規(guī)原料。
（發(fā)明人：俞德仁;葉濤;鄧茂盛;秦秀蘭;馮黨衛(wèi)）
