公布日：2023.04.07

申請日：2022.11.30

分類號：C02F1/52(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N

摘要

本發明提出一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，包括化學分步法去除大部分氨氮，電催化氧化去除剩余部分氨氮，達到預期目標氨氮值。具體的，取一定量廢水，加入一定比例的化學藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第一次去除部分氨氮；再次加入一定比例的化學藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第二次去除部分氨氮；再采用電化學的方法，對第二次去除部分氨氮的廢水電催化第三次去除氨氮，達到預期目標值。本發明通過分步加藥，藥劑遠遠小于一次加藥的投加量，在同等藥劑投加的情況下，氨氮去除率優于一次投加量時的氨氮去除率，在經過兩次化學法去除氨氮后，電化學去除氨氮的負荷大大降低，降低能耗，延長電極使用壽命，滿足后續生化要求，提高系統的穩定性。

權利要求書

1.一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）取一定量的煤化工高氨氮廢水，加入一定比例的化學藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第一次去除部分氨氮；（2）再次加入一定比例的化學藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第二次去除部分氨氮；（3）采用電化學的方法，對第二次去除部分氨氮后的廢水進行電催化去除氨氮。

2.根據權利要求1所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的步驟（1）中的化學藥劑，包括藥劑1和藥劑2，所述藥劑1為可溶性的鎂鹽，藥劑2為可溶性的磷酸鹽。

3.根據權利要求2所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的步驟（2）中的化學藥劑，包括藥劑1和藥劑2，步驟（2）中的化學藥劑與步驟（1）中化學藥劑的種類相同。

4.根據權利要求2所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述可溶性鎂鹽為氯化鎂，硫酸鎂，硝酸鎂中的一種；所述可溶性磷酸鹽為磷酸二氫納，磷酸氫二納，磷酸二氫鉀，磷酸氫二鉀中的一種。

5.根據權利要求2或3所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述化學藥劑的加入方式為：先加入藥劑1溶解后攪拌均勻，再加入藥劑2，快速攪拌溶解后再緩慢攪拌30-60min。

6.根據權利要求3所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的第一次藥劑比例，氨氮濃度的量為N，在同一液體體積的情況下，加入藥劑1達到濃度的量m1，加入藥劑2達到濃度的量p1，m1：N＜1，p1：N＜1。

7.根據權利要求6所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的第二次藥劑比例，氨氮濃度的量為N，在同一液體體積的情況下，加入藥劑1達到濃度的量m2，加入藥劑2達到濃度的量p2，m2：N＜1，p2：N＜1。

8.根據權利要求7所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的兩次藥劑比例，兩次加入藥劑1的量m1+m2，m1+m2＜藥劑1：N等于1:1時藥劑1的投加量為N，即m1+m2＜N；兩次加入藥劑2的量p1+p2，p1+p2＜藥劑2：N等于1:1時藥劑2的投加量為N，即p1+p2＜N。

9.根據權利要求1所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，步驟（3）中采用電化學去除氨氮，電極陽極為釕系氧化物涂層電極、錫銻氧化物涂層電極中的一種，陰極為不銹鋼，石墨，鈦材中的一種。

10.根據權利要求1所述的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，其特征在于，所述的煤化工高氨氮廢水，先化學分步去除，再電化學去除。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，主要目的在于降低廢水處理成本，提高水處理工藝段的穩定性，實現廢水處理更加精細化，合理化。化學方法去除氨氮，化學藥劑投加量大，藥劑利用率低，造成極大的浪費，同時產生大量的固廢，以及增加廢水的含鹽度，對后續生化不利。電化學催化的方法，能耗高，電極的穩定性差，工程化應用效果不佳。本發明采用分步低比例的好處大大降低藥劑的投加量，藥劑的利用率高，接近100％，在低負荷條件下，通過電化學氧化，既降低了能耗，提高了電化學系統的穩定，還去除了酚類等生化物毒害性物質從而提高可生化性。

為達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：

一種煤化工高氨氮廢水的處理方法，包括如下步驟：

(1)取一定量的煤化工高氨氮廢水，加入一定比例的化學藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第一次去除部分氨氮；

(2)再次加入一定比例的化學藥劑，沉淀，過濾，得到濾液，第二次去除部分氨氮；

(3)采用電化學的方法，對第二次去除部分氨氮后的廢水電催化去除氨氮；

具體地：取一定量的煤化工廢水，加入一定比例的磷酸鹽，溶解后，攪拌均勻，加入一定比例的鎂鹽，快速攪拌均勻，攪拌30-60min，靜置，沉淀，抽濾得到濾液，完成第一次去除氨氮操作；

對完成第一次去除氨氮的濾液再次加入藥劑，加入一定比例的磷酸鹽，溶解后，攪拌均勻，加入一定比例的鎂鹽，快速攪拌均勻，攪拌30-60min，靜置，沉淀，抽濾得到濾液，完成第二次去除氨氮操作；

所述的步驟(1)中的化學藥劑，包括藥劑1和藥劑2，所述藥劑1為可溶性的鎂鹽，藥劑2為可溶性的磷酸鹽；步驟(2)中的化學藥劑與步驟(1)中化學藥劑的種類相同。

所述的第一次藥劑比例，氨氮濃度的量為N，在同一液體體積的情況下，加入藥劑1達到濃度的量m1，加入藥劑2達到濃度的量p1，m1：N＜1，p1：N＜1；所述的第二次藥劑比例，氨氮濃度的量為N，在同一液體體積的情況下，加入藥劑1達到濃度的量m2，加入藥劑2達到濃度的量p2，m2：N＜1，p2：N＜1。

所述的兩次藥劑比例，兩次加入藥劑1的量m1+m2，m1+m2＜藥劑1：N等于1:1時藥劑1的投加量為N，即m1+m2＜N；兩次加入藥劑2的量p1+p2，p1+p2＜藥劑2：N等于1:1時藥劑2的投加量為N，即p1+p2＜N。

對完成第二次氨氮去除的濾液進行電化學去除氨氮反應，將濾液加入到電解槽中，恒流條件下，電解一定時間，測試即可。

電極陽極為釕系氧化物涂層電極、錫銻氧化物涂層電極中的一種，陰極為不銹鋼，石墨，鈦材中的一種。

進一步的，磷酸鹽為磷酸二氫納，磷酸氫二納，磷酸二氫鉀，磷酸氫二鉀可溶性磷酸鹽；

進一步的，鎂鹽為氯化鎂，硫酸鎂，硝酸鎂可溶性鎂鹽；

本發明中化學藥劑在去除氨氮時的反應式為：

Mg2++NH4++PO43-+6H2O＝MgNH4PO4·6H2O(化學反應)；

電化學法去除氨氮的電極反應為：

NaCl+H2O＝＝NaClO+2H+(電解表面反應)

2NH3+3NaClO＝N2+3H2O+3NaCl(電化學間接氨氮去除)

由化學藥劑在去除氨氮時的反應式中可以看出，參加反應的Mg2+、NH4+、PO43-的摩爾比為1：1：1，因此在同一液體體積的情況下，本申請中氨氮的量以及藥劑1和藥劑2的加入量簡化為用達到的濃度量來表示。

與現有技術相比，本發明的一種煤化工高氨氮廢水的處理方法至少具有以下有益效果：

化學法去除氨氮，藥劑投加量大，藥劑利用率低，通常只有50％-80％，且氨氮去除不徹底，同時還生產大量的固廢，造成二次污染，因藥劑投加量大，藥劑利用率低，使得廢水的含鹽量大大增加，給生化系統造成不利的影響，而帶入大量的鹽，使得后續的水回用能耗增加，也會使得最終蒸發出來的鹽增加較多，所以藥劑的投加是帶來多方面的影響。電化學去除氨氮，在復雜水體系中，多種物質相互競爭，使得氨氮去除效果不佳，能耗大大增加，造成電極的壽命大大縮減，嚴重影響電化學系統的穩定。本發明通過低藥劑比分步去除氨氮后，電化學去除氨氮的優點如下；第一，低劑量藥劑，分步實施，提高藥劑的利用率，降低藥劑成本，降低固廢的產生；第二，低的藥劑投加比，降低外加鹽分對后續生化系統，膜系統的影響；第三，相對低氨氮條件下，電化學去除氨氮負荷較低，有利于延長電極壽命，提高系統的穩定性；第四，低氨氮條件下，污染因子總量降低，氨氮和有機物相互競爭反應弱，在去除氨氮的同時，還可以去除酚類等對生化有毒害性的物質，有利于提高廢水的可生化性。

（發明人：劉長影;李想）