聚合硫酸铁含氨氮吗

聚合硫酸铁作为无机高分子絮凝剂可分为固体聚合硫酸铁和液体聚合硫酸铁，液体聚合硫酸铁为红褐色黏稠液体；固体聚合硫酸铁是红色或浅黄色颗粒状易溶于水的物质。聚合硫酸铁净水原理是聚合硫酸铁水解后产生大量的[Fe4(H2O)6]、[Fe2(H2O)6]、[Fe

(OH)2]等多核络合物，通过吸附、架桥、交联等作用，能使水中的胶体微粒凝结在一起，与此同时还发生了一系列的物理化学变化，并使得它们具有很强的电中和能力，从而降低了胶团的电位，破换了胶团的不乱性，促使胶粒快速凝结沉淀。

聚合硫酸铁的特点是：混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快，性能稳定，净水效果优良，具有显着脱色、脱臭、脱水、脱油、除菌、脱除水中重金属离子、氨氮、严硝氮、硅溶胶、放射性物质及致癌物等多种功效，投加量少，成本低廉。

因为聚合硫酸铁碱化度低（10%-13%），故较聚合氯化铝铁具有凝结力大，生成的絮体大，沉降快。此外，相对密度小，在气浮中应用效果更好；ph值合用范围广（4-11），除Mn外，对其他重金属均有较好的去除效果；对SS、COD、BOD、色度及恶臭等均有良好的去除效果；配合一定量的助凝剂聚丙烯酰胺沉淀效果更好；具有破乳功能，故对聚合硫酸铁去除乳化油有一定效果；制造简朴，原料价格低，易得，侵蚀性小；药剂投加量少，污泥较其药剂生成小。

(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。

其主要特点：聚合硫酸铁水解后产生大量的（FE4(H206)）.(FE2(H20)6),(FE(OH)2)等多核络合物，通过吸附、架桥、交联等作用，是水中的胶体微粒凝聚在一起。与此同时还发生了一系列的物理化学变化，并使得他们具有很强的电力中和能力，从而降低了胶团的电位，破坏了胶团的稳定性，促使胶粒快速凝聚沉淀；优于聚合硫酸铁碱化度低（10%-13%）故凝聚力大；生产成的絮体大， 沉降快。

此外，相对密度小，在气浮中应用效果更好；PH值适用范围广（4-11）；除MN外，对其他重金属均有较好的去除效果；对SS、COD、BOD、色度及恶臭等均有良好的去除效果；具有破乳功能，故对乳化油的去除有一定效果；制造简单，原料价格低，易得且腐蚀性性小；药剂投加量少，污泥较其他药剂生成量小。

推荐水产养殖常用消毒剂：

1、漂白粉为次氯酸钙、氯化钙和氢氧化钙的混合物

性状：灰白色颗粒性粉末，有氯臭味，微溶于水，受阳光照射或吸潮后易失效，应密封储存于阴凉干燥处。有效氯含量不得少于25.0%。

作用机理：漂白粉的主要成分次氯酸钙和水反应后生成性质不稳定的次氯酸，其杀菌作用主要依赖于分解产生的次氯酸和次氯酸根离子，次氯酸会立刻分解出活性氯和初生态氧，从而对细菌原浆蛋白产生氯化和氧化反应，发挥杀菌作用。

用途：漂白粉作为消毒剂可以预防细菌性疾病，如烂鳃病、白皮病、赤皮病、打印病、疥疮病等的发生，其杀菌作用快而强，使用方便，成本较低。漂白粉用于池塘的清塘消毒，带水清塘使用量为每亩每米水深用量为12～15kg。其杀菌消毒效力受水体中的有机物含量和pH的影响较大。在酸性环境中杀菌作用增强，在碱性环境中杀菌作用减弱。所以要使漂白粉发挥更佳的杀菌效果必须在偏酸的环境中进行。

2、二氯异氰尿酸(禄奇)和三氯异氰尿酸(强氯精)

性状：两者都为白色结晶性粉末，有氯臭。二氯异氰尿酸含有效氯60～64%，易溶于水，稳定性差。25℃时的溶解度为25%，水溶液的pH为5.5～6.5。

作用机理：二氯异氰尿酸是一种高效、广谱、新型内吸性杀菌剂，在20ppm时，杀菌率达到99%。三氯异氰尿酸又名强氯精，含有效氯80～85%。25℃时的溶解度为1.2%，微溶于水，在水中释放异氰尿酸和3个次氯酸分子，水溶液呈酸性，是一种极强的氧化剂和氯化剂，杀菌持续时间长，其杀菌力是漂白粉的100倍左右。

用途：二氯异氰尿酸可杀灭细菌的繁殖体、芽孢、病毒、真菌孢子等，还有杀藻、除臭、净化水质作用。主要用于工具消毒和清塘消毒，防治多种细菌性疾病。三氯异氰尿酸对细菌、病毒、真菌、芽孢均有较强的杀灭作用。三氯异氰尿酸的杀菌消毒效力受水中pH的影响较大，水的碱度越大药效越低，所以施生石灰会影响三氯异氰尿酸的药效。另外，三氯异氰尿酸也不能与含磷药物混合使用。

3、二氧化氯 (ClO2)(又称百毒净、三九鱼泰)

性状：在常温下为淡黄色气体。既是一种氧化剂，又是一种含氯制剂。是继第一代消毒剂漂白粉、第二代消毒剂优氯精、第三代强氯精之后的第四代消毒剂。是世界公认并得到世界卫生组织确认的广谱，安全、高效消毒剂。无毒无害，无残留，无环境污染，无副作用，是目前水产养殖中一种新型消毒剂。已广泛应用于水产养殖中的病害防治。易溶于水，在水中溶解度是氯的5倍，在水溶液中能被光分解。可制成无色、无味、无臭和不挥发的稳定性液体，贮存和使用方便而安全。

作用机理：二氧化氯的杀菌机理不同于一般的氯制剂。一般的氯制剂是利用次氯酸杀菌，而二氧化氯是因为分子中的外层域键有一个未成对电子，由于未成对电子的存在，使其具有极强的氧化性，使致病微生物的蛋白质迅速变性，而起到杀菌消毒的目的。另外，二氧化氯的有效成分与病毒的衣壳蛋白之间有吸附作用，致使病毒颗粒表面聚集了高浓度的消毒分子，从而加强了它的杀灭作用。

用途：二氧化氯具有广谱的杀菌能力，能迅速杀死水体中的细菌、病毒、细菌芽孢和某些有害藻类。二氧化氯的杀菌能力较氯为强，杀菌作用较氯为快，是氯的10倍以上，且剩余剂量的药性持续时间也较长。杀菌效果不受酸碱度、氨氮和其它有机物的影响，并具有除臭和增加水体溶解氧的功能。使用稳定性二氧化氯前，必须经水化处理，一般用柠檬酸作为活化剂，二氧化氯与柠檬酸1∶1分别溶解，混合活化3～5min后使用，用0.5～2PPM全池泼洒，防治细菌、病毒病。使用时需注意药液不能用金属容器配制或贮存切勿与酸类有机物、易燃物混放，以防自燃。

4、醛类消毒剂

甲醛属高效消毒剂，杀菌谱广，对细菌繁殖体、细菌芽胞以及真菌、病毒等均有杀灭作用，但作用时间多较其他高效消毒剂为长。

作用机理：通过烷基化反应，使蛋白质变性，导致酶和核酸等功能发生异常从而达到消灭病原生物的目的。

用途：对车轮虫、指环虫、三代虫、锚头蚤及固着类纤毛虫有较强的杀灭作用。用于清塘，20cm水深时用量为200ppm。由于甲醛具挥发性所以池底无残留。养殖过程中对水体进行消毒时使用方法主要是泼洒，浓度为20-30ppm，可连续数天使用效果较好。养殖动物用甲醛浸洗时，一般以100ppm浸洗3h，或可提高到250ppm浸洗1h，可治疗鱼类寄生虫病。甲醛不可用金属容器盛装，应保存于密闭的有色玻璃瓶中，放置于阴凉、温度变化不大的地方。