一種處理線路板蝕刻廢水中高濃度氨氮方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種處理線路板蝕刻廢水中高濃度氨氮方法，屬于污水處理領域。
【背景技術】
[0002]氨氮廢水中污染物主要是以氨態氮為主，污染物的COD含量比較高，水中的有機物含量比較少，可生化性比較差，在現實生活中，氨氮污水主要是工業上的污水，像焦化廠的焦化廢水、尿素生產廢水等。
[0003]線路板蝕刻廢水是在印刷電路板制作過程中產生的，里面含有高濃度氨氮，過量氨氮排入水體將導致水體富營養化，降低水體觀賞價值，并且被氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽還會影響水生生物甚至人類健康。
[0004]近年來，隨著經濟的發展，石油、化工等重工業發展迅速，各地化工企業如雨后春筍般涌出，隨之而來的空氣、水污染問題也日益為人們所重視，由此而產生的高氨氮廢水也成為行業發展制約因素之一。而為了保持企業的可持續發展，減少水資源的浪費和環境污染、提高企業經濟效益和社會效，對化工廢水進行深度處理勢在必行。
[0005]目前技術處理氨氮方法主要有生物脫氮法、吹脫法及汽提法；首先生物脫氮法是指在廢水的生物氮處理過程中，在好氧條件下，通過好氧硝化菌的作用，將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，然后在缺氧條件下利用反硝化菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出，但是操作困難較大，而且對環境容易造成二次污染；其次的吹脫法及汽提法是指將廢水中PH值調節至堿性時，離子態銨轉化為分子態氨，再將廢氣和氣體接觸，使氨氮從液相轉移到氣相，該方法常用于高濃度氨氮廢水處理，但是實際操作時候存在處理效率低，出現水垢影響操作，能耗及維護工作量較大和容易造成二次污染等現象，例如在“吹脫法在PCB企業氨氮廢水處理中的應用”試驗中，廢水中游離態氨隨著pH值的升高不斷增加，當PH在10以下時吹脫效率隨著pH值的上升呈直線提高，pH過了 10以后開始趨緩，當PH超過11后，去除率變化不大，所以最佳pH為11，該方法實際操作時候存在處理效率低，而且容易造成二次污染問題；名稱為“一種去除廢水中氨氮的處理方法”，公開號為CN101428889公開的方法為先在廢水進水管的進口處充入壓縮空氣，經高壓噴嘴射入廢水混合反應器，再在混合反應器中加入脫氮劑，最后將混合后的廢水總文丘管里流出，進入走廊式廊道結構的吹托池中進行曝氣吹脫即可，該方法操作簡單，提高氨氮去除率，但是還是無法解決氨氮排放帶來的二次污染問題。
【發明內容】
[0006]本發明主要解決的技術問題:針對有機復合脫氮劑結合吹脫法在高濃度氨氮廢水處理過程存在氨氣排放，造成環境二次污染問題，提供了一種有機復合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石納米磁性吸附材料，吸附廢水中高濃度氨氮，且飽和后能老化吸附材料表層，在外加磁場和水流沖刷作用下，實現吸附材料的更新，無需再生。
[0007]為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是: (1)鎂鋁鐵水滑石制備:分別稱取7.2?13.4g硝酸鎂、4.4?7.8g硝酸鋁，5.2?11.8g硝酸鐵溶解在470?580ml含有5.4?8.2g尿素的無水乙醇溶液中；室溫下攪拌Ih ；倒入水熱反應釜中加熱至160°C，反應12?14h ;冷卻之室溫；用乙醇和去離子水清洗二遍后在110°C下干燥7h，得到納米鎂鋁鐵水滑石；
(2)磁化:將上述制備的納米鎂鋁鐵水滑石依次用質量濃度為36.5%的濃鹽酸和飽和氫氧化鉀溶液浸泡5h，置于馬弗爐中，在溫度為120 °C下烘干，靠近磁場磁化；
(3)改性:將經酸洗、堿浸和磁化后的納米鎂鋁鐵水滑石材料10?40g浸入有機復合脫氮劑中，攪拌45?60min ；
(4)烘干:將改性后的納米鎂鋁鐵水滑石材料用去離子水清洗3遍，在氮氣保護條件下烘干；
(5)活化:在溫度為800°C?900°C下煅燒4?6h，即可。
[0008]所述的有機復合脫氮劑為乙烯基磺酸、氯甲酸苯酯、三苯甲醇組成的，以質量比計，25%?30%乙烯基磺酸，35%?55%氯甲酸苯酯，20%?40%三苯甲醇。
[0009]本發明的應用方法是:
(1)將制備得到的有機復合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料與膠粘劑按質量比8:1配成黏稠液，將黏稠液凃于石棉瓦表層，涂層厚度為4?8cm，將涂過粘稠液的石棉瓦在通風狀態下干燥10?30min，所述膠粘劑以重量分數計為35份3，3，4，4- 二苯甲酮四羧酸二酐、25份間苯二胺、10份石墨烯和30份水玻璃；
(2)將涂過黏稠液的石棉瓦置于吸附塔中，每層安裝高度為20?50cm，空隙高度為55?110cm，讓氨氮濃度為12000?15000mg/L的線路板蝕刻廢水滲透液流經吸附塔，流速控制10?18m3/h，吸附塔內停留時間40?60min，直到石棉瓦表面的有機復合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料氨氮吸附達到飽和，有機復合脫氮劑老化鎂鋁鐵水滑石磁性納米材料表層；
(3)在線路板蝕刻廢水滲透液再水流的沖刷和外加磁場作用下，老化的吸附材料表層層層脫落；
(4)最后測定廢水出水中氨氮含量。
[0010]本發明的原理:鎂鋁鐵水滑石材料具有比表面積大，屬于介孔材料物質，經有機復合脫氮劑改性后對廢水中氨氮具有吸附性能，更重要的是，有機復合脫氮劑的加入，能夠使得吸附材料吸附氨氮達到飽和后能自行層層脫落，實現吸附材料表面的更新，重新吸附廢水中的高濃度氨氮，而脫落后的殘留物在水流沖刷和外加磁場作用分離。
[0011]本發明的有益效果是:
(1)無有害氣體產生，不會導致環境二次污染；
(2)制備得到有機復合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石納米磁性吸附材料，吸附廢水中高濃度氨氮，且飽和后能老化吸附材料表層，在外加磁場和水流沖刷作用下，實現吸附材料的更新，無需再生；
(3)脫落后殘留物無水分、體積小，在外加磁場下可分離，氨氮去除率高、成本低。
【具體實施方式】
[0012]有機復合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料的制備: (1)鎂鋁鐵水滑石制備:分別稱取7.2?13.4g硝酸鎂、4.4?7.8g硝酸鋁，5.2?11.8g硝酸鐵溶解在470?580ml含有5.4?8.2g尿素的無水乙醇溶液中；室溫下攪拌Ih ；倒入水熱反應釜中加熱至160°C，反應12?14h ;冷卻之室溫；用乙醇和去離子水清洗二遍后在110°C下干燥7h，得到納米鎂鋁鐵水滑石；
(2)磁化:將上述制備的納米鎂鋁鐵水滑石依次用質量濃度為36.5%的濃鹽酸和飽和氫氧化鉀溶液浸泡5h，置于馬弗爐中，在溫度為120 °C下烘干，靠近磁場磁化；
(3)改性:將經酸洗、堿浸和磁化后的納米鎂鋁鐵水滑石材料10?40g浸入有機復合脫氮劑中，攪拌45?60min ；
(4)烘干:將改性后的納米鎂鋁鐵水滑石材料用去離子水清洗3遍，在氮氣保護條件下烘干；
(5)活化:在溫度為800°C?900°C下煅燒4?6h，即可。
[0013]所述的有機復合脫氮劑為乙烯基磺酸、氯甲酸苯酯、三苯甲醇組成的，以質量比計，25%?30%乙烯基磺酸，35%?55%氯甲酸苯酯，20%?40%三苯甲醇。
[0014]納米吸附材料去除高濃度氨氮廢水的具體應用:
(1)將制備得到的有機復合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料與膠粘劑按質量比8:1配成黏稠液，將黏稠液凃于石棉瓦表層，涂層厚度為4?8cm，將涂過粘稠液的石棉瓦在通風狀態下干燥10?30min，所述膠粘劑以重量分數計為35份3，3，4，4- 二苯甲酮四羧酸二酐、25份間苯二胺、10份石墨烯和30份水玻璃；
(2)將涂過黏稠液的石棉瓦置于吸附塔中，每層安裝高度為20?50cm，空隙高度為55?110cm，讓氨氮濃度為12000?15000mg/L的線路板蝕刻廢水滲透液流經吸附塔，流速控制10?18m3/h，吸附塔內停留時間40?60min，直到石棉瓦表面的有機復合脫氮劑改性鎂鋁鐵水滑石磁性納米吸附材料氨氮吸附達到飽和，有機復合脫氮劑老化鎂鋁鐵水滑石磁性納米材料表層；
(3)在線路板蝕刻廢水滲透液再水流的沖刷和外加磁場作用下，老化的吸附材料表層層層脫落；
(4)最后測定廢水出水中氨氮含量。
實例I
[0015]首先分別稱取7.2g硝