一种降低黄姜皂素废水中氨氮含量的方法 【技术领域】
本发明涉及一种降低黄姜皂素废水中氨氮含量的方法。
背景技术
薯蓣皂素生产废水具有废水量小、色度大、有机物浓度高、酸度大、温度高等特点，是一种非常难处理的废水。生产废水中COD含量高，已有较多发明专利提出降解方法。但是废水中氨氮含量也特别高，存在非常严重的污染，其浓度为500mg/L以上，属于高氨氮废水，目前暂无相应的发明提出明确治理方案。高浓度的氨氮废水排入水体，会导致水体的富营养化，由此引起江河湖泊严重污染，不仅直接影响了人们的生存环境，也造成了国民经济的巨大损失。根据《皂素工业水污染物排放标准》(GB 20425-2006)中具体规定，自2009年起氨氮排放量应低于80mg/L。而目前的生物处理法中，一般采用的A/O法、A2/O法、SBR序批处理法等对脱氨氮具有一定效果的工艺技术，一般处理的废水氨氮含量不能超过300mg/L。因此在生物处理前有效降低废水中氨氮含量的任务迫在眉睫。
现有的黄姜皂素废水处理的工艺，如专利号：CN200310111363.4，发明名称：一种皂素废水处理方法，它公开了一种皂素废水处理方法，包括：调节稳定、理化预处理、预热、高负荷厌氧、水解、低负荷厌氧、好氧、深度处理，优点是去除部分有机物，提高pH，将高COD含量的皂素废水处理达到一级排放标准。但去除含高浓度氨氮，是皂素废水处理中不容忽视急待解决的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种降低黄姜皂素废水中氨氮含量的方法，该方法能有效地去除硫酸法黄姜皂素废水中的部分氨氮。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种降低黄姜皂素废水中氨氮含量的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)按活性炭∶黄姜皂素废水＝(3～4)g∶1L，向黄姜皂素废水中加入活性炭，搅拌脱色，搅拌时间为0.3～1h；所述的黄姜皂素废水为硫酸法生产黄姜皂素所产生的黄姜皂素废水(或称硫酸法黄姜皂素废水)；
2)将步骤1)搅拌脱色后的黄姜皂素废水，用重力沉淀过滤，取上清液，除去活性炭；
3)将步骤2)的上清液，用钙或钠的碱性化合物(如烧碱、熟石灰等)中和上清液至碱性，pH调节为9.0～11.0，得到碱性废水；
4)按照Mg2+摩尔浓度∶PO43-摩尔浓度∶碱性废水(或黄姜皂素废水)中的NH4+摩尔浓度的比例为(1～1.1)∶(1～1.2)∶1，向步骤3)得到的碱性废水中投加镁盐、磷酸盐，混合均匀，反应2～3h；
5)将步骤4)处理后的废水过滤，使得固液分离。
步骤5)处理后的废水中氨氮去除率能达到45％～70％。步骤5)处理后的滤渣(固)中氨氮含量高，可用作高效农业施肥或经高温热分解后循环重复利用，继续用于处理皂素废水，经济环保，进一步降低皂素废水处理成本。
通过单因素优化实验，调整相关反应条件(pH、药剂投加比例、反应时间等)，使得废水中氨氮的降解率达到最高。
本发明的有益效果是：采用上述方法，能有效地去除硫酸法黄姜皂素废水中的部分氨氮，氨氮去除率能达到45％～70％；为皂素废水的后续生物处理奠定良好的基础。
经过多次比较，选取Na2HPO4·12H2O和MgCl2·6H2O作为反应沉淀剂，使处理效果达到最佳，且不带入新的难去除杂质。此反应沉淀剂廉价易得，安全无毒。引入少量的Mg2+还有利于废水的生化处理。氨氮得以回用，工艺简单，反应速度快，操作简单，沉淀反应不受温度、水中毒素的限制。
【具体实施方式】
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种降低黄姜皂素废水中氨氮含量的方法，包括如下步骤：
1)按活性炭∶黄姜皂素废水＝4g∶1L，向黄姜皂素废水中加入活性炭，搅拌脱色，搅拌时间为0.5h(小时)；所述的黄姜皂素废水为硫酸法生产黄姜皂素所产生的黄姜皂素废水，黄姜皂素废水中氨氮浓度为605mg/L；
2)将步骤1)搅拌脱色后的黄姜皂素废水，用重力沉淀过滤，取上清液，除去活性炭；
3)将步骤2)的上清液，用1mol/L氢氧化钠溶液中和上清液至碱性，pH调节为9.5，得到碱性废水；
4)按照Mg2+摩尔浓度∶PO43-摩尔浓度∶碱性废水中的NH4+摩尔浓度的比例为1∶1.2∶1，向步骤3)得到的碱性废水中投加Na2HPO4·12H2O和MgCl2·6H2O。混合均匀，反应3h；(Na2HPO4·12H2O廉价易得，安全无毒，对环境影响小，不会带来其他难处理离子；按照磷酸根的比例确定用量。黄姜皂素废水中氨氮以NH4+离子的形式存在，即废水中氨氮量就为该离子的浓度)；
5)将步骤4)处理后的废水过滤，使得固液分离。
测得步骤5)处理后的废水中氨氮浓度为294mg/L。步骤5)处理后的废水中氨氮去除率能达到51.40％(氨氮去除率＝原氨氮含量-处理后氨氮含量)/原氨氮含量)。步骤5)处理后的滤渣(固)中氨氮含量高，可用作高效农业施肥或经高温热分解后循环重复利用，继续用于处理皂素废水，经济环保，进一步降低皂素废水处理成本。
实施例2：
一种降低黄姜皂素废水中氨氮含量的方法，包括如下步骤：
1)按活性炭∶黄姜皂素废水＝4g∶1L，向黄姜皂素废水中加入活性炭，搅拌脱色，搅拌时间为0.3h(小时)；所述的黄姜皂素废水为硫酸法生产黄姜皂素所产生的黄姜皂素废水，黄姜皂素废水中氨氮浓度为633mg/L；
2)将步骤1)搅拌脱色后地黄姜皂素废水，用重力沉淀过滤，取上清液，除去活性炭；
3)将步骤2)的上清液，用1mol/L氢氧化钠溶液中和上清液至碱性，pH调节为9.0，得到碱性废水；
4)按照Mg2+摩尔浓度∶PO43-摩尔浓度∶碱性废水中的NH4+摩尔浓度浓度的比例为1∶1.1∶1，向步骤3)得到的碱性废水中投加Na2HPO4·12H2O和MgCl2·6H2O，混合均匀，反应2h；
5)将步骤4)处理后的废水过滤，使得固液分离。
测得步骤5)处理后的废水中氨氮浓度为254mg/L。步骤5)处理后的废水中氨氮去除率能达到59.87％。步骤5)处理后的滤渣(固)中氨氮含量高，可用作高效农业施肥或经高温热分解后循环重复利用，继续用于处理皂素废水，经济环保，进一步降低皂素废水处理成本。
实施例3：
一种降低黄姜皂素废水中氨氮含量的方法，包括如下步骤：
1)按活性炭∶黄姜皂素废水＝3g∶1L，向黄姜皂素废水中加入活性炭，搅拌脱色，搅拌时间为1h；所述的黄姜皂素废水为硫酸法生产黄姜皂素所产生的黄姜皂素废水(或称硫酸法黄姜皂素废水)，黄姜皂素废水中氨氮浓度为605mg/L；
2)将步骤1)搅拌脱色后的黄姜皂素废水，用重力沉淀过滤，取上清液，除去活性炭；
3)将步骤2)的上清液，用钙或钠的碱性化合物(如熟石灰等)中和上清液至碱性，pH调节为11.0，得到碱性废水；
4)按照Mg2+摩尔浓度∶PO43-摩尔浓度∶碱性废水(或黄姜皂素废水)中的NH4+摩尔浓度的比例为1∶1∶1，向步骤3)得到的碱性废水中投加镁盐、磷酸盐，混合均匀，反应3h；
5)将步骤4)处理后的废水过滤，使得固液分离。
测得步骤5)处理后的废水中氨氮浓度为340mg/L。步骤5)处理后的废水中氨氮去除率能达到45.77％。