测总氮时加入硫酸有什么作用

含有硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸钙、硫酸铅、硫酸铬、硫酸镉、硫酸铜、硫酸汞、硫酸镍、硫酸锌等。

硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用。在许多生产过程中，硫酸的利用率很低，大量的硫酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。近年来许多国家已经制定了严格的排放标准，与此同时，先进的治理技术也在世界各地迅速发展起来。

废硫酸和硫酸废水除具有酸性外，还含有大量的杂质。根据废酸、废水组成和治理目标的差异，目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类：回收再用、综合利用和中和处理。

1 废硫酸的回收再用

废硫酸中硫酸浓度较高，可经处理后回收再用。处理主要是去除废硫酸中的杂质，同时对硫酸增浓。处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。

1.1 浓缩法

该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中，使其中的有机物发生氧化、聚合等反应，转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去，从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。这类方法应用较广泛，技术较成熟。在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法，下面分别加以介绍。

1.1.1 高温浓缩法

淄博化工厂三氯乙醛生产过程中有废硫酸产生，其中H2SO4质量分数为65%～75%、三氯乙醛质量分数为1%～3%、其它有机杂质的质量分数为1%。该厂将其沉淀过滤后，用煤直接加热蒸馏，回收的浓硫酸无色透明，H2SO4质量分数大于95%，无三氯乙醛检出，而沉淀物经碱解、蒸馏和过滤后可回收氯仿。该厂废硫酸处理量为4000t/a，回收硫酸创利润55万元/a〔1〕。

日本木村-大同化工机械公司的废硫酸浓缩法是用搪玻璃管升膜蒸发和分段真空蒸发相结合，将废硫酸中H2SO4的质量分数从10%～40%浓缩到95%，其工艺可分为3段，前两段采用不透性石墨管加热器蒸发浓缩，后一段采用搪玻璃管升膜蒸发器浓缩，在每一段中H2SO4质量分数渐次升高，分别达到60%、80%和95%。加热过程采用高温热载体，温度为150～220℃，可将有机物转变为不溶性物质，然后过滤除去，该工艺以2t/h的规模进行中试，5a运转良好。该工艺适应能力很强，可用于含多种有机杂质的废硫酸的处理〔2〕。

1.1.2 低温浓缩法

高温浓缩法的缺点在于：硫酸的强腐蚀性和酸雾对设备和操作人员的危害很大，实际操作非常麻烦。因此，近年来开发出了一种改进的浓缩法，称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)〔3〕。

WCG法的原理和工艺如下：将废稀硫酸由储槽用耐酸泵打入循环浓缩塔浓缩，然后经换热器加热后进入造雾器和扩散器强迫雾化并进一步强迫汽化，分离后的气体经高度除雾后进入气体净化器，净化后排放。分离后的酸液再度回到循环浓缩塔，经反复循环浓缩蒸馏，达到浓度要求后，用泵打入浓硫酸储罐。浓硫酸可作为生产原料再利用。其工艺流程见图1。

WCG法浓缩装置主要由换热器、循环浓缩塔和引风机组成。换热器材质为石墨，浓缩塔材质为复合聚丙烯，泵及引风机均为耐酸设备。

该法与高温浓缩法相比，蒸发温度低(50～60℃)，蒸汽消耗量少，费用低(浓缩每吨稀硫酸耗电和蒸汽的费用约为30～60元)。上海染化五厂生产分散深蓝H-GL产生的稀硫酸(H2SO4质量分数为20%)，上海染化八厂、武汉染料厂、济宁染料厂生产染料中间体产生的稀硫酸，采用WCG法浓缩，都取得了明显的效果。

用WCG法浓缩稀硫酸应注意以下几点：

(1)在浓缩过程中若有固体物析出，会影响传热效果和废酸的分离；

(2)该装置非密闭，废酸中若有挥发性物质，会影响工作环境；

(3)装置的主体材料为复合聚丙烯，工作温度受主体材料的限制，不能超过80℃；

(4)该法仅适用于H2SO4质量分数小于60%的稀硫酸。

1.2 氧化法

该法应用已久，原理是用氧化剂在适当的条件下将废硫酸中的有机杂质氧化分解，使其转变为二氧化碳、水、氮的氧化物等从硫酸中分离出去，从而使废硫酸净化回收。常用的氧化剂有过氧化氢、硝酸、高氯酸、次氯酸、硝酸盐、臭氧等。每种氧化剂都有其优点和局限性。

天津染料八厂采用硝酸为氧化剂对蒽醌硝化废酸进行氧化处理〔2，4〕，其操作过程为：将废酸稀释至H2SO4质量分数为30%，使所含的二硝基蒽醌最大限度地析出，经过滤槽真空抽滤后废酸进入升膜列管式蒸发器，在112℃、88.1kPa条件下浓缩，在旋液分离器中分离水蒸气和酸(此时H2SO4质量分数约为70%)，废酸再流入铸铁浓缩釜(280～310℃，真空度为6.67～13.34kPa)，用喷射泵带出水蒸气，使H2SO4质量分数达到93%，然后流入搪瓷氧化缸，加入浓硝酸(HNO3质量分数为65%)进行氧化处理，至硫酸呈浅黄色。反应中产生的一氧化氮气体用碱液吸收。

硫酸在高浓度(H2SO4质量分数为97%～98%)和高温条件下也具有较强的氧化性，它可以将有机物较为彻底地氧化掉。例如处理苯绕蒽酮废酸、分散蓝废酸及分散黄废酸时，将废酸加热至320～330℃，把有机物氧化掉，部分硫酸被还原成二氧化硫。这种方法由于硫酸浓度和温度太高，有大量的酸雾产生，会造成环境污染，同时还要消耗一定量的硫酸，使硫酸收率降低，因此其应用受到很大限制。

1.3 萃取法

萃取法是用有机溶剂与废硫酸充分接触，使废酸中的杂质转移到溶剂中来。对于萃取剂的要求是：

(1)对于硫酸是惰性的，不与硫酸起化学反应也不溶于硫酸；

(2)废酸中的杂质在萃取剂和硫酸中有很高的分配系数；

(3)价格便宜，容易得到；

(4)容易和杂质分离，反萃时损失小。

常见的萃取剂有苯类(甲苯、硝基苯、氯苯)、酚类(杂酚油、粗二苯酚)、卤化烃类(三氯乙烷、二氯乙烷)、异丙醚和N-503等。

大连染料八厂用氯苯对含二硝基氯苯和对硝基氯苯的废硫酸进行一级萃取，使废水中的有机物含量由30000～50000 mg/L下降到200～250mg/L〔2〕。济南钢铁厂焦化分厂用廉价的C-I萃取剂和P-I吸附剂处理该厂的再生硫酸也得到了良好的效果〔5〕。该工艺是将再生硫酸经C-I萃取剂萃取分离后再依次用P-I吸附剂和活性炭吸附处理得到纯净的再生硫酸。为防止腐蚀，萃取罐和吸附罐用铅作内衬。该厂废硫酸处理量为500t/a，回收硫酸250t，价值7.5万元。

与其它方法相比，萃取法的技术要求较高，萃取剂要同时满足上述4项要求并不容易，而且运行费用也较高。

1.4 结晶法

当废硫酸中含有大量的有机或无机杂质时，根据其特性可考虑选择结晶沉淀的方法除去杂质。

如南京轧钢厂酰洗工序排放的废硫酸中含有大量的硫酸亚铁，可采用浓缩-结晶-过滤的工艺来处理〔6〕。经过滤除去硫酸亚铁后的酸液可返回钢材酸洗工序继续使用。

重庆某化工厂将H2SO4质量分数为17%的钛白废酸在常压下浓缩、析出的结晶熟化后过滤，滤渣经打浆及洗涤后即为回收的硫酸亚铁。滤液再在93.4kPa真空度下浓缩结晶过滤，可得到H2SO4质量分数为80%～85%的浓硫酸，第二次过滤的滤渣也转至打浆工序回收硫酸亚铁〔7〕。

2 废硫酸及含硫酸废水的综合利用

从生产中排出的废硫酸或含硫酸废水，如果在原工序中已无法再直接使用，可以考虑用于对硫酸质量要求不高的其它生产工序中，这样既节约资源，又减少废酸的排放量。另外，一些以硫酸为原料的生产工艺，若对硫酸中的杂质要求不严，也可直接用废硫酸或将废硫酸稍加处理后用作原料。

例如Belenkov.D.A利用硫酸厂含砷5.2g/L的废酸液，分别加入8.78g/L Cr2O3、3.26g/L ZnO、3.00g/L CuCO3制成木材防腐液，该溶液的pH为1.7，松材经该液浸泡后能有效地防止霉菌的生长〔8〕。匈牙利Toth、Andras等人尝试用炼油厂的硫酸废水与褐煤飞灰混合反应，再加入水后与卜兰特水泥混合，生产具有高强度的混凝土，可用于铺路及建筑行业〔9〕。

Shimko,I.G.利用含硫酸的废气洗涤水与粘胶纤维厂排放的含Al(OH)3的污泥反应，生产Al2(SO4)3，用作水处理的混凝剂。该法中硫酸铝的回收率为85%～95%〔10〕。温州染化总厂利用明矾矿渣与废硫酸为原料，生产工业级硫酸铝，其工艺流程见图2〔11〕。

此外，许多硫酸盐工业品也可用废硫酸或硫酸废水进行生产。如印度的Mokanty、Bibhupada等人利用洗涤剂厂的含硫酸废水在反应塔中与铜粒和铜屑反应，溶液经结晶过滤后可制得硫酸铜晶体〔12〕。

济宁第二化工厂利用废硫酸(H2SO4质量分数为20%)与菱锰矿或软锰矿反应制取工业级硫酸锰，其工艺流程如下：菱锰矿或软锰矿与废硫酸混合进行酸解，将酸解后的料液压滤。滤渣经打浆和压滤后以废渣的形式排放，洗液返回酸解工序。滤液经去除杂质、过滤、蒸发结晶、离心分离和干燥后即制得产品硫酸锰〔13〕。

用氨中和废硫酸可制取硫酸铵肥料。废酸中的有机杂质一般在制得硫酸铵后除去，脱除杂质的方法主要有萃取法、氧化法、盐析法、凝聚法和离子交换法等。

3 废硫酸及含硫酸废水的中和处理

对于硫酸浓度很低，水量较大的废水，由于回收硫酸的价值不高，也难以进行综合利用，可用石灰或废碱进行中和，使其达到排放标准或有利于后续的处理。

以上海硫酸厂为例，该厂每天排放3600t含硫酸的废水，pH为2.6，其中还含有少量的砷、氟等。该厂用电石泥(主要成分为Ca(OH)2)进行中和，以聚丙烯酰胺为混凝剂，以Rs为氧化剂，采用中和-混凝沉淀-氧化工艺治理该废水，既中和了酸，又去除了氟、砷等，出水达到排放标准〔14〕。

4 结束语

除上述几种常用方法外，废硫酸及含硫酸废水的处理还有电解法、冷冻法、热解法、渗析法、气提法等〔16～19〕，但在我国，浓缩回收法及中和处理法目前仍是应用最广的方法。在生产中，应根据废硫酸或含硫酸废水的浓度、所含杂质的组成来选择回收或处理方法。特别是对精细化工行业产生的废硫酸或硫酸废水来说，由于所含的有机杂质成分极为复杂，硫酸的浓度变化很大，而处理量不大，这就更要注意根据具体情况选择投资较小、收效较大的方法。

加硫酸铁后总氮升高原因:聚合硫酸铁不能去除水质中的总氮。且聚合硫酸铁酸性强，不能直接添加至生化池或曝气池中，破坏生化活性。，其步骤为：

(1) 将硫酸铁投加到氨氮含量为700 mg/L以上的氨氮废水中，摩尔比氨氮:硫酸铁为0.1:0.15～0.3

(2) 升温至50～95℃，调整其pH值为1～4，在搅拌下维持上述pH值反应3～12小时。

说明书

一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法

技术领域

本发明涉及一种处理高浓度氨氮废水方法，更具体的说是一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法。

背景技术

氨氮废水的大量排放已引起环保领域和全球范围的重视。氨氮废水的超标排放容易引水中藻类和其他微生物大量繁殖，导致水体富营养化，除了使水中有异味外，严重时会降低水中溶解氧，使得鱼虾死亡氨氮还会增大给水消毒和工业循环水杀菌处理的用氯量，造成自来水厂运行困难对某些金属，特别是对铜具有腐蚀性。

目前，处理高浓度氨氮废水的方法主要有吹脱法、催化湿式氧化、离子交换法、化学沉淀法等。吹脱汽提法流程简单，但是需要在碱性条件下进行，有较高的能耗和碱耗，并且汽提塔内容易结垢。催化湿式氧化具有净化效率高、流程简单、占地面积小等优点，但催化剂容易流失。磷酸铵镁沉淀法运行成本过高，虽能回收磷酸铵镁作为化肥使用，但其受地域和市场限制，未能广泛应用，且引入了新的污染物磷，带来二次污染的风险。离子交换法处理高浓度氨氮废水时，树脂需要频繁再生，处理和再生成本较高。

硫酸铁是一种常用的无机混凝剂，具有较强的絮凝作用，由于其比铝盐重，故形成的絮体更易沉淀。硫酸铁在常温下作为混凝剂使用时，对重金属离子、有机物有较好的去除效果，但去除氨氮效果不明显。随着反应温度的上升，硫酸铁与铵根反应生成黄铵铁矾沉淀，从而去除废水中的氨氮。目前利用硫酸铁通过生成黄铵铁矾类物质去除废水中的高浓度氨氮方面的研究和应用未见文献报道和专利公开。

发明内容

1. 发明要解决的技术问题

针对高浓度氨氮废水处理工艺复杂、处理成本高、二次污染的风险的问题，本发明提供了一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法，利用硫酸铁混凝剂作为药剂，提高反应温度，将废水中的氨氮转化为黄铵铁矾沉淀，通过固液分离从而将废水中的高浓度氨氮去除，为后续深度去除水中的氨氮创造有利条件。

2. 技术方案

本发明的原理是，在含氨氮废水中投加硫酸铁，加热到50-95℃，使氨氮转变为沉淀而达到去除的目的。反应方程式为：

(NH4)2SO4+3Fe2(SO4)3+ 12H2O→2NH4Fe3(SO4)2(OH) 6+ 6H2SO4

本发明的技术方案为：

一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法，其步骤为：

(1) 将硫酸铁投加到高浓度氨氮废水中，摩尔比氨氮:硫酸铁为0.1:0.15～0.3

(2) 升温至50～95℃，调整其pH值为1～4，在搅拌下维持上述pH值反应3～12小时。

步骤(1)中高浓度氨氮废水中的氨氮含量为700 mg/L以上。

最终产生黄铵铁矾沉淀，固液分离后高浓度氨氮得到去除。

通过投加硫酸铁，高浓度氨氮废水中的铵离子得到有效去除，出水中残余的氨氮可以通过常规污水处理工艺得到有效地去除。

3. 有益效果

本发明提供了一种利用硫酸铁处理高浓度氨氮废水的方法。将硫酸铁与氨氮反应生成沉淀，然后固液分离，高浓度氨氮废水中的大部分氨氮得到去除，为后续利用常规方法处理创造了有利条件。主要益处有：

1)硫酸铁是常规的水处理混凝剂，来源广，价格低

2)方法简单，生成的黄铵铁矾为晶体，容易固液分离

3)产物黄铵铁矾是一种良好的黄色颜料，有良好的利用价值

4)黄铵铁矾有较强的吸附能力，可去除废水中有毒有害重金属元素

5)黄铵铁矾高温分解后得到的硫酸铁可以重复利用，得到的氨气可以制作氮肥。

本发明方法去除氨氮效率高，反应速度快，工艺简单，二次污染风险低。通过黄铵铁矾晶体的利用成本也可降低，实现废物再利用。

主要原因：硫酸铜与浓硫酸不发生反应，之后可以用氢氧化钠溶液去除，且与指示剂不发生反应。

测定原理：以硫酸铜做催化剂，在浓硫酸中加热使实样中酰胺态氮转化为氨态氮，加入过量的碱液蒸馏的氨, 并将其吸收在过量的硫酸溶液中, 以甲基红或甲基红-亚甲基蓝为指示剂，用氢氧化钠溶液反滴定。

硫酸铝是可以去除总氮的

：为解决中国水体富营养化问题,将秸秆碳与硫酸铝作为一种有效吸附水体中总氮,总磷的吸附剂,通过室内模拟试验,采用平衡吸附法,考察了秸秆碳和硫酸铝投加量、pH值、振荡时间、温度、扰动、秸秆碳粒径等不同环境因素条件下对吸附效果的影响.结果表明:在秸秆碳和硫酸铝投加量为0.2 mg/L、振荡时间为120 min的条件下,吸附效果最好,去除率可达80%以上.通过对各因素与秸秆碳、硫酸铝对总氮和总磷的吸附效果分析得知,加入适量的秸秆碳和硫酸铝,可以降低水体中总氮、总磷的含量,吸附效果对温度、振荡时间、pH值变化敏感,这也为解决水体富营养化问题提供了基础依据.

做TN一个非常重要的因素是药品，过硫酸钾，如果没有用上海爱建的产品，多半无法做出可靠性数据，我曾经用过德国进口产品，都无济于事，后来换成爱建的很简单就出来数据了。 先溶解过硫酸钾，然后一点一点加入氢氧化钠，由于溶解度低，需要不少时间来溶解氢氧化钠，同时溶解过程放出大量的热，千万不要加热！最好还要将溶解大烧杯放在水中。同时不断搅拌！

水质总氮中220nm和275nm分别测定什么物质 1、试剂的配制碱性过硫酸钾的配制过程十分重要,掌握不好,会影响消解效果,对测定结果产生一定的影响.（GB11894—89）中关于碱性过硫酸钾的配制,只是简单的说将过硫酸钾和氢氧化钠溶于水中,并未作其它要求.实际上,过硫酸钾的溶解速度非常慢,若要加快溶解,绝对不能盲目加热,即使加热,也最好采用水浴加热法,且水浴温度一定要低于60℃,否则过硫酸钾会分解失效.配制该溶液时,可分别称取过硫酸钾和氢氧化钠,两者分开配制,再混合定容,或者先配制氢氧化钠溶液,待其温度降到室温后再加入过硫酸钾溶解.若二者在一只烧杯中溶于水,应缓慢加水,同时搅拌,防止氢氧化钠放热使溶液温度过高引起局部过硫酸钾失效. 2、玻璃器皿的洗涤所使用的玻璃器皿应先用（1+9）盐酸浸泡后,再用无氨水冲洗数次才能使用,否则,也会造成空白值偏高或平行性较差的情况. 3、消解温度、压力的控制使用医用手提蒸气灭菌器的实验室,因测定压力为1.1~1.4kg/cm2,温度为120℃~124℃,消解时,（GB11894—89）中要求达到规定温度压力后即开始计时,而我的一般经验是,直接打开放气阀加热一段时间,待蒸气灭菌器内的冷空气被彻底赶尽、放出热蒸气后再关闭放气阀消解,并且将消解温度控制在123℃,这样测定结果最为理想. 4、比色时的注意事项该项目的测定涉及两个波长（220nm和275nm）,建议在测定完一组样品的同一波长后,再调整到另一波长,统一测定,不要测完一个样品的两个吸光度后再换另一个样品,这样反复调整波长会引起一定的测量误差.

首先，看你的是神马型号的仪器，是否预热，有些仪器没有预热好波动会比较大；曲线吸光值测出来不好最可能有2个原因：1,你说的可能没消解好，看看消解条件是否达到；2.最有可能的是使用的药剂不纯，因为我最近也在研究这个问题，国内厂家生产的过硫酸钾大多都不太合格，吸光值会很高。其他原因你就得自己再摸索下了

碱性过硫酸钾测定总氮为什么在两处波长下测定

因为过硫酸钾将水样中的氨氮、亚硝酸盐氮及大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐.硝酸根离子在220nm波长处有吸收,而溶解的有机物在此波长也有吸收,干扰测定.而硝酸根离子在275nm处没有吸收.所以在275nm处也测定吸光度,用来校正硝酸盐氮值.