磷酸铵镁沉淀法回收污水中磷的反应条件优化

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磷酸铵镁法去除污水中磷的影响因素研究

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成游离Ｎ，不利于污水中铵态氮沉淀。Ｈ，图２看出，ｐ在Ｈ值为７时，Ｈ一Ｎ和Ｐ一Ｐ浓度ＮＯ变化较小，应的磷的回收率很低。ｐ为７—９间氮对在Ｈ值之
蔡秀萍：酸铵镁法去除污水中磷的影响因素研究磷
调查显示，许多污水厂在后续的污泥处理系统如浓缩、消化和脱水系统中，部分磷释放出来，许多污水处理厂经过浓缩后的污泥上清液中磷浓度达到１０ｍ／０ｇＬ以上，消化污泥上清液中磷的浓度更高，铵态氮的浓度达到几百甚至而几千ｍ／ … 。因此有必要对污泥回流液及脱水污泥采取一ｇＬ
２３反应时间对污水中磷的去除率的影响．
一５１一１
随着反应时间增加，的去除效果应该越来越好，磷呈上升
一
的趋势，但从图４上看，从反应时间３ｎ后磷去除率缓慢０ｍｉ
上升，比较平滑。因此，反应时间取３ｉ０ｍｎ为最佳。在反应
图５和图６。
从理论上分析，在常温下鸟粪石溶解度积为２５ｘ０，．１而Ｍ（Ｈ）ｇＯ的溶解度积为５６．１×１，验后期ｐ０试Ｈ值继
／－、
续升高，Ｈ一Ｏ浓度增大，造成鸟粪石分解，形成Ｍ（Ｈ）ｇＯ沉
液中的Ｐ浓度很低，Ｏ不利于ＭｇＨＰ的生成，ＮＯ而主要生成Ｍ（Ｏ）当ｐ值过高时，强碱性溶液中生成比ｇＨＰ；Ｈ在ＭＮ￣ＯｇＨＰ更难溶的Ｍｇ（Ｏ），Ｐ沉淀，时溶液中Ｎ．此Ｈ变

磷酸铵镁除磷脱氮技术

磷酸铵镁除磷脱氮技术目前，生物脱氮除磷常采用A2O工艺，但其流程长且成本高，对进水氨氮浓度变化的适应性及抗负荷冲击的能力较差。

本文介绍一种化学沉淀法，即MAP（Magnesium Ammonium Phosphate）脱氮除磷法。

1 MAP除磷脱氮的基本原理向含NH4+和PO43-的废水中添加镁盐，发生的主要化学反应如下：Mg2++HPO42-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓+H+（1）Mg2++PO43-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓（2）Mg2++H2PO4-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓+2H+（3）再经重力沉淀或过滤，就得到MAP。

其化学分子式是MgNH4PO4·6H2O，俗称鸟粪石；它的溶度积为2.5×10-13。

因为它的养分比其它可溶肥的释放速率慢，可以作缓释肥（SRFs）；肥效利用率高，施肥次数少；同时不会出现化肥灼烧的情况。

2 MAP除磷脱氮的影响因素和沉淀物组成分析2.1 Mg2+，NH4+，PO43-三者在反应过程中的比例在处理氨氮废水方面，将H3PO4加入到含有MgO的固体粉末中制成一种乳状液，对2.47×10-3mol/L氨氮废水进行处理，得出H3PO4与MgO的物质的量之比大于1.5时，氨氮去除率最高（90％以上），当进水氨氮质量浓度为42mg/L，在最佳条件下，氨氮质量浓度可降到0.5mg/L以下[1]。

赵庆良[2]等人对5618mg/L氨氮的垃圾渗滤液进行处理，按n(Mg2+):(NH4+):n（PO43-)=1:1:1投加氯化镁和磷酸氢二钠，废水中氨氮质量浓度降为172mg/L，过量投加10％的镁盐或磷酸盐，氨氮质量浓度可分别降为112mg/L和158mg/L，继续提高镁盐或磷酸盐的量，废水中剩余氨氮质量浓度处在100mg/L左右，很难进一步降低。

磷酸铵镁沉淀法去除与回收废水中氮磷的应用研究进展.

2007年第26卷第3期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·371·化工进展磷酸铵镁沉淀法去除与回收废水中氮磷的应用研究进展霍守亮1,2,席北斗2,刘鸿亮2,宋永会2,何连生2(1北京师范大学环境学院,北京100875;2中国环境科学研究院,北京 100012摘要:采用磷酸铵镁沉淀法处理含氮磷的废水,具有氮磷去除率高,反应速度快的优点;同时,回收氮磷生成的磷酸铵镁是一种缓释肥,具有良好的经济效益。

系统论述了磷酸铵镁沉淀法回收氮磷的基本原理、影响因素、应用现状以及技术经济,并探讨了该技术在今后的研究发展趋势。

关键词:磷酸铵镁;废水处理;氮磷回收;影响因素中图分类号:X 703 文献标识码:A 文章编号:1000–6613(200703–0371–06Removal and recovery of nitrogen and phosphorus from wastewater bystruvite crystallizationHUO Shouliang1,2,XI Beidou2,LIU Hongliang2,SONG Yonghui2,HE Liansheng2(1 School of Environment,Beijing Normal University,Beijing 100875,China;2 Chinese Research Academy ofEnvironmental Science,Beijing 100012,ChinaAbstract:Removal and recovery of nitrogen and phosphorus from wastewater by struvite crystallization,which has the advantages of high removal rate and rapid reaction rate.Moreover,struvite recovered from waterwater is a slow-release fertilizer and has high economic benefit. This paper presents the basic theory and the influence factors of struvite formation, struvite application and technico-economic analysis. The study trend of this technique is discussed in the end.Key words:struvite;wastewater treatment;nitrogen and phosphorusrecovery;influence factors目前含氮磷废水的处理方法很多,但均有不同程度的缺点,尤其对于含高浓度氨和磷酸盐的废水,一般的生化方法处理效果不够理想,而常规的铝、铁、钙盐除磷等化学沉淀方法将产生大量难以处理的污泥,而且这些方法无法回收废水中的氮磷营养元素。

以磷酸铵镁回收磷的分析探讨

以磷酸铵镁回收磷的分析探讨作者：张亚方田林青崔亚飞高岩彭赵旭来源：《科学与财富》2016年第21期摘要：随着国家对资源稀缺和水体污染等问题的密切关注，对于水体中磷的回收与去除也成为了一个不可忽视的问题。

通过对常见回收方式特点的比较分析，生物法除磷的回收效果不够稳定，外界因素作用会大大影响除磷效率；而通过化学的方法能够有效控制投加药剂从而达到高效除磷的效果，其中以磷酸铵镁回收污水中的磷具有明显的优势，虽然目前应用实例并不普遍，但其前景应用价值非常大。

关键词：磷回收；磷酸铵镁；化学法；生物法前言磷作为生命形式不可或缺的营养元素，亦是不可再生资源，而现有的污水处理工艺对于磷的去除不但要消耗大量的能源，且只是将磷从水中转移到其它的污染媒介里，而若是以某种方式回收磷，不仅减少了磷排放，并且还实现了资源的回收。

1 常见回收磷的方式1.1 化学沉淀方法通过化学反应，在溶液中加入适量化学药剂与其中的磷酸根反应生成难溶盐，然后通过絮凝、沉淀、过滤等过程将难溶盐提取出来。

其中应用最多的则是通过结晶的方式来实现化学除磷，按照溶度积原理，则在溶液中构成晶体的离子的活度积大于晶体的溶度积常数时，会反应生成含磷晶体沉淀。

结晶法回收磷可分为羟基磷酸（HAP）回收磷和磷酸磷铵镁（MAP）回收磷[1]。

1.2 生物法除磷生物法除磷则是利用聚磷菌的微生物对水体中的磷进行吸收与排放，回收磷分为三个过程：释放磷、摄取磷、富磷污泥的排放。

释放磷则是除磷菌在厌氧条件下分解聚磷酸盐并排放出分解的正磷酸盐；摄取磷则是在除磷菌在好氧状态下吸收水体中的磷，一部分磷用来合成ATP，绝大部分磷则合成聚磷酸盐储存在除磷菌细胞中；富磷污泥的排放则是由于摄取的磷比释放的磷多从而使多余剩余含磷污泥排放[2]。

2 不同回收方式的特点比较由上述分析，常见回收磷的方式主要分为化学法和生物法，通过表1-1对两种方式的比较，更能够客观的反应出生物法与化学法除磷效率的高低。

磷酸铵镁法回收养殖废水氮磷过程中金属离子沉淀分析

磷酸铵镁法回收养殖废水氮磷过程中金属离子沉淀分析作者：马玲来源：《现代农业科技》2018年第14期摘要目前，对磷酸铵镁沉淀法回收养殖废水氮磷的过程中重金属污染情况仍缺乏了解。

本文以猪场养殖废水为对象，研究金属离子在磷酸铵镁中的沉淀规律。

结果表明，磷酸铵镁法回收养殖废水氮磷过程中，金属离子会沉积到磷酸铵镁沉淀物中，随着溶液pH值增大，磷酸铵镁沉淀物中Na+、K+、Ca2+的含量不断增加，而Zn2+和Cu2+的含量则略微下降，其最高浓度分别达106、307 mg/kg，Cr3+、Ni+、As3+、Cd2+、Pb2+等其他重金属含量较低，因而从养殖废水中回收的磷酸铵镁作为肥料时需要考虑重金属污染的风险。

关键词养殖废水；磷酸铵镁；金属离子；沉淀中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）14-0182-03养殖废水中含有高浓度的氮磷，其排放是水体富营养化的重要原因[1]。

如果能回收养殖废水中的氮磷，不仅能减少对环境水体的排放，还能实现氮磷的资源化再利用[2]。

磷酸铵镁（MgNH4PO4·6H2O）俗称鸟粪石，是一种优质缓释肥，磷酸铵镁沉淀法能够回收养殖废水中的氨氮和磷[3]。

在养殖业中，ZnSO4和CuSO4经常被作为饲料添加剂使用[4]，但铜、锌和抗生素生物可利用性均较差，大部分的铜和锌随着粪便排出体外，造成养殖废水中含有较高浓度的铜、锌离子[5-6]。

在碱性条件下，Mg2+、NH4+、PO43+可发生反应，生成MgNH4PO4·6H2O沉淀。

在此过程中，污水中的金属离子可能与MgNH4PO4·6H2O一起沉淀下来。

研究发现，利用半导体废水中回收的磷酸铵镁作为栽培大白菜的肥料时，大白菜中会有少量铜的积累[7]，但在磷酸铵镁法回收养殖废水氮磷过程中，重金属沉淀情况目前仍不清楚。

本文利用磷酸铵镁沉淀法回收废水中的NH4+-N和PO43-，研究磷酸铵镁沉淀过程中金属离子的沉淀及其规律，以期为从养殖废水中回收的磷酸铵镁生物安全评价提供数据支持。

磷酸铵镁沉淀技术回收养殖场废水中磷的研究进展

磷酸铵镁沉淀技术回收养殖场废水中磷的研究进展
黄从增;张捷菲
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2022(51)6
【摘要】养殖场废水中含有丰富的磷元素,如果未经处理直接排放会造成大量磷元素的浪费。

采用磷酸铵镁沉淀技术可以有效处理并回收废水中的磷元素。

通过探索工艺条件发现,当pH值为9.5时,以氯化镁作为镁源,Mg、N、P物质的量比为1.2∶1.2∶1时,以0.5~1.0 mm、2 g的白云石作为晶种可以使磷酸根的去除率实现99%,而磷灰石作为晶种对磷酸根的去除率仅有97.46%,但两种晶种材料都能使处理后的废水水质符合污水综合排放标准,获得的沉淀产物形貌规则且具有很高的经济效益。

最后对两种晶种材料进行经济成本核算发现,无论是磷灰石还是白云石,所需的经济成本都相差不大,其中白云石处理废水所需的费用为79.62元,而磷灰石则需要84.53元,说明晶种诱导养殖场废水中磷酸根的回收具有很高的经济性。

【总页数】4页(P133-136)
【作者】黄从增;张捷菲
【作者单位】江西省上饶市横峰县环境监测站;南昌航空大学环境与化学工程学院【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.磷酸铵镁沉淀法回收猪场废水中氮磷的中试研究
2.利用沉淀法提取磷酸铵镁结晶回收污水中磷的试验
3.磷酸铵镁沉淀法回收污水中磷的反应条件优化
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5.化学沉淀法从氨氮废水中回收磷酸铵镁
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次氯酸钠氧化—磷酸铵镁沉淀法处理草甘膦废水并回收磷

次氯酸钠氧化—磷酸铵镁沉淀法处理草甘膦废水并回收磷李永峰;王欢;朱利军;贺子良;刘锐平【摘要】针对草甘膦废水处理与磷回收难题,研究了次氯酸钠氧化草甘膦与磷酸铵镁沉淀法回收磷工艺的可行性.实验结果表明,次氯酸钠氧化草甘膦的最佳工艺条件为:次氯酸钠加入量109 g/L,溶液pH为9.0,氧化时间20 min.次氯酸钠氧化草甘膦的主要降解途径为:C—N键断裂生成羟基乙酸和乙酸;C—P键断裂生成磷酸(主要反应).正交实验得到的磷酸铵镁沉淀法回收磷的最佳工艺条件为溶液pH 9.0、镁磷摩尔比1.2、氮磷摩尔比1.4、反应时间15 min,在此条件下磷酸盐回收率达99.3％.XRD图谱证实所得固体主要成分为磷酸铵镁.%This study focused on difficulties in glyphosate wastewater treatment and phosphorus recovery,and investigated the process feasibility of sodium hypochlorite oxidation and magnesium ammonium phosphate precipitation. The optimum conditions for sodium hypochlorite oxidation were as follows:sodium hypochlorite oxidation amount 109 g/L,solution pH9.0,reaction time 20 min. The degradation approach of glyphosate oxidized by sodium hypochlorite was that the C—N bond of glyphosate was broken to form glycolic acid and acetic acid,and the C—P bond of glyphosate was broken to form phosphoric acid which was the main oxidation product. The optimum conditions for magnesium ammonium phosphate precipitationobtained by orthogonal experiments were as follows:solution pH 9.0,mole ratio of Mg2+ to P 1.2,mole ratio of N to P 1.4,reaction time 15 min. Under these conditions,the recovery ofphosphorus reached 99.3％. The main component of the solid product was confirmed as magnesium ammonium phosphate by XRD.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2017(037)006【总页数】5页(P627-631)【关键词】草甘膦废水;次氯酸钠;磷酸铵镁;磷回收【作者】李永峰;王欢;朱利军;贺子良;刘锐平【作者单位】东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨 150040;中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室,北京 100085;中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室,北京100085【正文语种】中文【中图分类】X786草甘膦作为一种广谱、低毒、高效的内吸传导性除草剂被广泛应用。

磷酸铵镁沉淀法回收尿液中N和P的实验研究

Dong L iangfe i1 Y u H aijing2 W e i Y ong1 Zhang Feng∀ e1 T u Baohua1
( 1. Co llege of Environm en ta l and S afety Eng ineering, Changzhou U nivers ity, Changzh ou 213164, Ch ina; 2. D epartm ent of E nvironm ental and M un icipal Eng ineering, H enan U n ivers ity of U rban Con struction, P ingd ingshan 467001, Ch ina)
2 7. 0 1. 2 1. 0 25. 4 83. 25 K2 91. 55 87. 2 44. 6 85. 00 K3 89. 10 89. 04 88. 80 87. 78
4 9. 0 1. 0 1. 0 44. 6 91. 87 R 8. 6 1. 93 3. 24 0. 92
由图 1和图 2可知, 随搅拌速度增加, 余磷量降低, 但氨氮去除率有波动; 随反应时间延长, 余磷量
在大于 30 m in后变化较大, 但氨氮去除率在反应 10
m in后无变化。从节省能耗及缩短处理时间考虑,
确定在下面的实验中都采用搅拌速度为 100 r/m in, 反应时间为 10 m in。
中图分类号 X 703 文献标识码 A 文章编号 1673 9108( 2010) 08 1795 04
Study on nitrogen and phosphorous recovery from hum an urine by agnesium amm onium phosphate precipitation

利用轻烧镁回收水中氮磷元素的研究

- 14 -第41卷第3期非金属矿 Vol.41 No.32018年5月 Non-Metallic Mines May, 2018利用轻烧镁回收水中氮磷元素的研究王俊凯唐蕊刘桂萍*（沈阳化工大学环境与安全工程学院，辽宁沈阳 110142）摘要采用磷酸铵镁（MAP ）沉淀法，先向模拟磷废水中投加65%低品位轻烧镁粉，再利用除磷后的沉淀物处理氨氮废水，研究pH 值、氨氮质量浓度、投加量和反应时间等对氮元素去除效果的影响。

结果表明，65%轻烧镁粉处理含磷废水沉淀物在质量浓度50 mg/L 、投加量9 g/L 、pH 值为2、反应时间15 min 的试验条件下，沉降2 h ，氨氮的去除率达到65.03%。

利用低品位轻烧镁粉进行MAP 结晶沉淀法可有效回收废水中的氮磷元素，制备氮磷缓释肥，在资源回收利用和环境保护方面具有广阔的应用前景。

关键词轻烧镁粉；磷酸铵镁；废水处理；氮磷元素中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1000-8098(2018)03-0014-03The Research on Dealing with Simulated Wastewater that Include Nitrogen and Phosphorus by LightCalcined Magnesium PowderWang Junkai Tang Rui Liu Guiping *(School of Environment and Safety Engineering, Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang, Liaoning 110142)Abstract Magnesium ammonium phosphate process was used to treat simulated wastewater that include nitrogen and phosphorus by low-grade light calcined powder. First, magnesium oxide content of 65% in light calcined powder was used to treat simulated wastewater included phosphorus. Second, the phosphorus-containing precipitate was used to treat included nitrogen. Some factors affecting the removal efficiency of nitrogen were discussed, including pH, nitrogen concentration, low-grade light calcined powder dosage, reaction time. The results indicated that, when phosphorus-containing precipitate was used, the nitrogen concentration was 50 mg/L, the optimal dosage was 9 g/L, the pH value was 2, the reaction time was 15 min, settled 2 h, in this case, the removal efficiency of nitrogen was 65.03%. MAP precipitation method by low-grade light calcined powder can effectively recover nitrogen and phosphorus elements in wastewater and use low-grade light calcined powder, preparation of nitrogen and phosphorus slow release fertilizer, which has wide application prospect in resource recycling and environmental protection.Key words light calcined magnesium powder; magnesium ammonium phosphate; wastewater treatment; nitrogen and phosphorus收稿日期：2018-03-11基金项目：辽宁省海城市政府与沈阳化工大学合作项目“高效综合利用菱镁矿生产水处理剂的研究”（13080301）。

磷酸铵镁沉淀法水处理

磷酸铵镁沉淀法水处理磷酸铵镁沉淀法是一种常用的水处理方法，用于去除水中的磷酸盐和硬度物质。

本文将详细介绍磷酸铵镁沉淀法的原理、操作步骤以及其在水处理中的应用。

一、磷酸铵镁沉淀法原理磷酸铵镁沉淀法是利用磷酸盐和硬度物质与镁离子在适宜条件下发生沉淀反应的方法。

磷酸盐和硬度物质与镁离子结合后形成难溶的镁盐沉淀，从而实现磷酸盐和硬度物质的去除。

二、磷酸铵镁沉淀法的操作步骤1. 准备试剂：购买磷酸铵镁试剂，并按照说明书中的要求稀释成适宜的浓度。

2. 水样处理：将待处理的水样放入容器中，并根据水样的特点确定适宜的处理量。

3. 加入试剂：将稀释后的磷酸铵镁试剂缓慢加入水样中，同时搅拌均匀，以促进反应的进行。

4. 沉淀反应：在试剂加入后，待一定时间后，观察水样中是否形成沉淀。

若有沉淀生成，则说明反应已经进行。

5. 沉淀分离：使用过滤器或离心机将沉淀和水样分离，得到清澈的处理水。

6. 处理水的后续处理：根据需要，可以对处理水进行进一步的处理，如消毒、净化等。

三、磷酸铵镁沉淀法在水处理中的应用1. 磷酸盐的去除：磷酸盐是水中常见的污染物之一，高浓度的磷酸盐会导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖，破坏水体生态平衡。

磷酸铵镁沉淀法可以有效去除水中的磷酸盐，改善水质。

2. 硬度物质的去除：硬度物质主要由钙和镁离子组成，高浓度的硬度物质会导致水垢堆积，影响水质和设备的运行。

磷酸铵镁沉淀法可以将水中的硬度物质与镁离子结合形成沉淀，有效去除水中的硬度物质。

3. 污水处理：磷酸铵镁沉淀法不仅适用于自来水或地下水的处理，也适用于污水处理。

污水中常含有磷酸盐和硬度物质，使用磷酸铵镁沉淀法可以将这些污染物去除，净化污水。

4. 工业应用：磷酸铵镁沉淀法广泛应用于工业领域，例如造纸、电子、化工等行业，以去除工业废水中的磷酸盐和硬度物质，达到环保和节约资源的目的。

总结：磷酸铵镁沉淀法是一种常用的水处理方法，通过沉淀反应去除水中的磷酸盐和硬度物质。

磷酸铵镁沉淀法

磷酸铵镁沉淀法1 磷酸铵镁沉淀法磷酸铵镁沉淀法（Ammonium Phosphate Precipitation）是一种常用的纳米颗粒制备技术，首次由英国科学家Bradford于1976年提出。

它是一种快速、简便、经济的制备纳米粒的方法，具有优异的稳定性和抗腐蚀性，是当前纳米材料制备的重要技术。

把相应的原料（金属离子、阳离子或阴离子）加入磷酸铵溶液中，经加热攪拌使其反应，释放出热量，可形成金属离子络合物，其中包含有很多纳米颗粒，这就是磷酸铵镁沉淀法。

由于磷酸铵溶液中两种金属离子会经由络合反应生成络合物，因而会发生沉淀，而这种络合物的晶体团簇的性质及大小，取决于反应的条件。

2 步骤反应可分为以下几个步骤：（1）将金属离子或阳离子溶液加入到定量的磷酸铵溶液中，通常加入的两种材料是金属离子和铵离子，溶液的PH通常稳定在10－11.6之间。

（2）加热攪拌混合，使盐酸试剂释放热量，经叠氮反应成烯烃氨基酸，经过反应会生成络合物，释放大量氨气，络合物会形成大量纳米颗粒。

（3）沉淀，通常沉淀时间在3-5小时，晶体团簇的大小及性质依据反应条件而定。

（4）离心，将沉淀物离心分离，再经过干燥处理，即得到我们所需的纳米晶体团簇。

3 应用磷酸铵镁沉淀法相比其他纳米材料制备技术，具有诸多长处，受到广泛的关注，并在医药、冶金、催化等领域有着广泛的应用。

（1）磷酸铵镁沉淀法可以调控晶体团簇，是制备复杂结构纳米材料的较为有效的方式。

（2）制备的纳米颗粒具有无毒、无污染、稳定性较好的特点，因此，在制药领域需用到无毒、无污染的原料时，磷酸铵镁沉淀法是十分有利的。

（3）相比其他技术，磷酸铵镁沉淀法成本低、效率较高，可以显著提高制备纳米颗粒的吞吐量，同时也可以提供洁净环境，因此，在工业领域应用也十分广泛。

总之，磷酸铵镁沉淀法具有优异稳定性，体积小、产量高、快速方便，被广泛用于医药、冶金、催化等领域，十分值得我们去研究和探索。

磷酸铵镁沉淀法处理制药废水试验研究

第３８卷第１２期
２０１３年１２月
环境科学与管理
ＥＮＶＩＲＯＮＭ＿ＥＮＴＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＩＡＮＡＧＥＭ＿ＥＮＴ
Ｖ０１．３８Ｎｎ１２３９（２０１３）１２— ００７８— ０３
ｍａｘｉｍｕｍｃｈｅｍｉｃａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｐｒｅｃｏｖｅｒｙｆｒｏｍｗａｓｔｅｓｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｉｎｅｖｉｔａｂｌｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｏｃｃｕｒｒｅｄｎａｔｕｒａｌｌｙ，ｗｈｉｃｈｈａｄｃａｕｓｅｄｓｕｂ — ｓｔａｎｔｉａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ａｐｉｌｏｔ —ｓｃａｌｅｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｎｕｔｒｉｅｎｔｓｒｅｍｏｖａｌａｎｄｒｅｃｏｖｅｙｒｆｒｏｍｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｌａｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙｓｔｒｕｖｉｔｅｃｙｓｒｔｌｌａｉｚａｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｐｉｌｏｔｐｌａｎｔ，ｓｔｒｕｖｉｔｅｃｙｓｒｔｌｌａｉｚａｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄｔｏｔｒｅａｔｔｈｅｗｅｔｏｘｉｄｉｚｅｄｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｈａｓｈｉｇｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｅａｎｄａｍｍｏｎｉａ—ｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｒｅｃｉｐｉ — ｔａｎｔ，ｐＨ，ｓｅｅｄｃｙｓｒｔａｌａｎｄｒｅｍｏｖａｌｒａｔｉｏｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｅａｎｄａｍｍｏｎｉａ— ｎｉｔｒｏｇｅｎｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔｍｏｒｅｔｈａｎ

一种可提高磷酸铵镁沉淀去除氨氮和磷的效果的方法[发明专利]

(10)申请公布号 CN 101898840 A (43)申请公布日 2010.12.01C N 101898840 A*CN101898840A*(21)申请号 200910039711.9(22)申请日 2009.05.25C02F 9/04(2006.01)C01B 25/45(2006.01)(71)申请人中国科学院广州地球化学研究所地址510640 广东省广州市天河区科华街511号中国科学院广州地球化学研究所(72)发明人黄海明肖贤明(54)发明名称一种可提高磷酸铵镁沉淀去除氨氮和磷的效果的方法(57)摘要本发明涉及一种可提高磷酸铵镁沉淀去除氨氮和磷的效果的方法，其特征在于通过以下几种处理方法之一实现：a.在含氨氮废水中按所Mg 2+∶NH 4+∶PO 43-＝1～1.5∶1∶0.8～1.5比例首先加入反应全部所需的磷酸盐，待磷酸盐完全溶解后，在一定的反应时间内(30～120分钟)分多次或连续的逐渐加入所需的全部镁盐，反应过程中溶液pH 始终保持在8～10.5范围内；b.试剂比和各反应条件和a 相同，不同之处为首先加入反应全部所需镁盐，然后分多次或连续的逐渐加入所需的全部磷酸盐；c.试剂比和各反应条件和a 相同，不同之处为分多次或连续的逐渐同时加入全部所需的镁盐和磷酸盐。

本发明方法以a 方法为最佳，不增加磷镁试剂用量、操作难度及处理费用即可显著提高氨氮去除效果8％以上。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 4 页CN 101898840 A1/1页1.一种可提高磷酸铵镁沉淀去除氨氮和磷的效果的方法，其特征在于通过以下几种处理方法之一实现：a.在含氨氮废水中按所Mg 2+∶NH 4+∶PO 43-＝1～1.5∶1∶0.8～1.5比例首先加入反应全部所需的磷酸盐，待磷酸盐完全溶解后，在一定的反应时间内(30～120分钟)分多次或连续的逐渐加入所需的全部镁盐，反应过程中溶液pH 始终保持在8～10.5范围内。

磷酸铵镁结晶法用于污水处理流程中磷元素回收进展

氮新技术开发与应用研究’ ! E’"’’&&&&’&’"&&’$ ( 收稿日期 %%&’H c’’ c&$
正以每年 ’LMF的增幅逐渐上升"据此估计磷资源将会在 ’&& G%M& 年内被耗尽 )!* ( 为了符合可持续发展的需要"从污水处理厂处理流程中回收磷加以利用成为十分重要的突破口(
目前"污水中的磷元素的去除主要是采用化学除磷和生物除磷技术"其中化学除磷需要投加大量的化学药剂"而且会增大污泥产量" 直接增加了污水及污泥处理的成本)@* ( 生物除磷是目前全球普遍应用的污水处理工艺"可以经济有效地从污水中去除导致水体富营养化的营养物质磷( 通过该工艺"可使细菌在体内富集吸收大量磷"但含有大量磷的剩余污泥进入
$=9I5FE+NB:JN=;5<5MBY=I5KK7>753>@ L3C5<BJ;7MLM
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污水种类
养猪废水半导体废水污泥发酵液化粪池污水粮食发酵废水污泥消化液人工配水合成养殖废水线路板厂废水
学计量比的要求( 然而即便过量投加的磷能够通过加入 :4%j去除"但亦不能保证所有额外投加的 :4%j
都用于磷的去除"这是因为在 :Ql结晶化过程中"溶
液 ^V的快速提升会导致其他镁离子沉淀饱和度的上升"从而消耗更多的 :4%j( :2-1,等 )’@* 报道" 随着

磷酸铵镁与磷酸氢镁循环处理高浓度氨氮废水

第9卷第2期2010年6月太原师范学院学报(自然科学版)JO U RN A L O F T AIY U A N NO RM A L U N IV ER SIT Y(N atural Science Edit ion)V ol.9N o.2Jun.2010磷酸铵镁与磷酸氢镁循环处理高浓度氨氮废水高睿1,2(1.太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原030024;2.山西水利职业技术学院,山西太原030027)摘要文章首先设计了磷酸铵镁化学沉淀法的反应回收装置,然后将回收的磷酸铵镁加碱热解,并对热解产物磷酸氢镁进行分析研究,探讨如何回用于废水脱氮、做到可循环处理.研究采用M AP的热解产物MH P吸附处理高氨氮废水,以Ca(OH)2为pH值调节剂,大大降低碱耗成本.此外,热解产生的NH3纯度高,以氨水形式收集后可直接使用.关键词磷酸铵镁;磷酸氢镁;高浓度氨氮废水;循环文章编号 1672 2027(2010)02 0114 04 中图分类号 X703 文献标识码 A1 水环境污染与处理环境问题现已成为全球问题,其中最为突出的是水污染问题[1].我国水资源人均占有量仅为世界人均占有量的l/40,水资源非常紧缺;不仅如此,随着我国工农业的不断发展和大量氨氮废水的排放,现有的水环境也在急剧恶化.我国废水排放量中工业废水占65%以上,很多含氮废水未经达标处理直接排入水体,氨氮本身不具毒性,但当其浓度超过一定浓度时即会对水体产生许多不利的影响.氨氮对环境的主要危害有:1)导致水质黑臭;2)降低消毒效果;3)生成毒副产物危害人类和生物的生存;4)腐蚀性;5)消耗水体的溶解氧和水体富营养化[2].研究开发经济、高效的工业氨氮废水处理技术是当前国内水污染控制领域研究的重点.在高浓度氨氮废水中投加一定量的Mg C12!6H2O和Na2H P04!12H2O,与氨氮生成沉淀物M gNH4PO4!6H2O以达到去除氨氮的目的,此方法称为磷酸铵镁化学沉淀法.该方法反应迅速、去除率高但沉淀剂的用量大、成本高.为解决昂贵的药剂费用和沉淀产物的出路问题,论文首先设计了磷酸铵镁化学沉淀法的反应回收装置,然后将回收的磷酸铵镁加碱热解,并对热解产物磷酸氢镁(M gH PO4简写为MH P)进行分析研究,探讨如何回用于废水脱氮、做到可循环处理.研究采用M AP的热解产物M H P吸附处理高氨氮废水,以氧化钙为pH值调节剂,大大降低碱耗成本.此外,热解产生的NH3纯度高,以氨水形式收集后可直接使用.处理的全过程大大降低了所需费用,为化学沉淀法的广泛应用奠定了基础.2 磷酸铵镁与磷酸氢镁处理高氨氮废水2 1 磷酸铵镁化学沉淀法原理磷酸铵镁沉淀,简称MAP,俗称鸟粪石,分子式为M gNH4PO4!6H2O,是一种难溶于水的白色晶体,常温下在水中的溶度积为2 5∀10-13.磷酸铵镁化学沉淀法[3]是处理高氨氮废水的常用方法,即:利用在一定的pH条件下,水中的Mg2+, H PO43-和NH4+可以生成磷酸铵镁沉淀(M gNH4PO4!6H2O简写为MAP)而使铵离子从水中分离出来达到去除氨氮的目的,其反应式[4]可表示为:H PO43-+M g2++NH4++H2O#Mg NH4PO4!6H2O∃+H+.通常[5]的化学沉淀法水处理技术,是在含高浓度氨氮的焦化残余氨水中投加一定质量的M g C12! 6H2O和Na2H P04!12H2O,与氨氮生成沉淀物M gN H4PO4!6H2O,以达到去除氨氮的目的.方莎等人[5]的实验研究得出磷酸铵镁的制备最佳工艺条件为:pH为9 5,n(M g)%n(N)%n(P)=1 3*收稿日期:2010 03 14作者简介:高睿(1982 ),女,山西定襄人,山西水利职业技术学院助教,太原理工大学环境工程在读硕士研究生,主要从事建筑与环境工程研究.%1%1 1,反应时间30min.在最佳工艺条件下采用3种废水浓度,多次模拟废水试验,结果表明,残余氨氮量均在20~30mg /L(以N 计约为20mg /L),去除率达到98%以上;残余磷量<40m g/L (以P 计约为10m g/L).2 2 磷酸铵镁化学沉淀法优缺点分析磷酸铵镁化学沉淀法在处理高氨氮废水领域获得了广泛关注,此法工艺简单、反应迅速、去除率高、生成的沉淀可作为复合肥利用;大量研究表明针对高浓度的氨氮的处理效果尤佳,不受温度和水中毒素的限制,如果废水中同时含有较高的PO 43-,该法还可以同时起到除磷的作用,技术可行,经济合理.该法也有一些缺陷,如沉淀剂的用量大、成本高,需要消耗大量碱对废水的pH 进行调整,沉淀产物出路有限,出水难以达标等.现在主要需要解决的问题是:1)寻找高效廉价的沉淀剂,降低处理费用;2)开展工业化的运用研究.2 3 磷酸氢镁吸附技术的原理与方法磷酸氢镁吸附技术是通过对磷酸铵镁固体进行酸溶、热解等处理,制备出磷酸氢镁制剂,并利用磷酸氢镁与氨氮反应生成磷酸铵镁的性质,达到去除废水中氨氮的目的,并将产物磷酸铵镁收集处理后重新使用,构成循环工艺.因工艺过程类似&吸附∋∋∋解吸再生∋∋∋吸附(,故称之为磷酸氢镁吸附技术.在一定的pH 条件下,水中存在M g 2+,NH 4+和PO 43-时,可以生成MA P 沉淀[4],其反应式为:PO 3-4+M g 2++NH +4+6H 2O #Mg NH 4PO 4!6H 2O,M gNH 4PO 4!6H 2O 溶于酸,高温分解可生成各种含磷化合物如M g 3(PO 4)2,M gH PO 4和M g 2P 2O 7,三者均可吸附废水氨氮,生成MAP.Shig eru Sug iyama 等研究[6]表明这三种物质去除氨氮能力为:M gH PO 4>M g 3(PO 4)2>Mg 2P 2O 7.控制适宜的条件,可使MAP 转化为MH P,Shujun Zhang 等人[7]采用酸浸法,控制一定的pH 值,将M AP 溶于1%1盐酸中生成M H P,反应式为:M gNH 4PO 4!6H 2O(s)+H +M gH PO 4!H 2O(s)+NH +4+5H 2OM gH PO 4即M H P 吸附水中的氨氮生成MA P,本研究就是利用这个反应达到用磷酸氢镁循环去除氨氮的目的,并可回收产生的氨水.其反应式为:当废水中的氨氮以N H +4离子形态存在时,需要加入碱促进M H P 与氨氮的结合.传统的方法是通过添加大量的NaOH 作为碱剂,价钱较贵.为保证工艺具有充分的应用价值,本研究采用廉价的石灰作为pH 调节剂,但其中的钙可能形成钙沉淀降低MH P 的吸附性能进而影响工艺的循环性能,所以此法最好用于高氨氮废水的处理,这是因为MH P 的吸附容量随氨氮浓度的升高而增强,反应为:2M gH PO 4+2NH +4+Ca(OH )2#2M gNH 4PO 4+Ca 2++2H 2O较高的氨氮浓度促使化学平衡向右移动,使沉淀剂得以更充分的反应.同时,氨氮浓度的增加使它在与钙沉淀物的竞争中更具优势,硫酸钙、碳酸钙对体系的各自影响也相对减弱.3 磷酸氢镁吸附剂的工业循环3 1 M AP 沉淀反应和回收装置反应分离器参考了日本unitika 公司于1999年研制出来的unitikaPhosnix 反应器及其改进工艺[8].反应器主体由两同心的圆筒构成.底部为沉淀物的出口,中间为原水与外加的化学药剂充分混合的区域,顶部为澄清区,氨氮去除后的上清液由顶部的三角溢流堰流出.外环由于水流扰动相对较小,形成的沉淀物颗粒在重力作用下逐渐向反应器的底部自由沉淀.在顶部的澄清区,氨氮去除后的上清液通过三角溢流堰溢流出反应器,溢流出水进入后续的生化处理单元.处理后的水一部分再回流到反应器,这样不但可以稀释进水,而且也确保了出水氨氮被脱除的更加彻底.反应器内废水的pH 值控制在9 5左右,处理后的废水呈碱性.反应分离器内分离收集的M AP 定期排入离心分离机进行脱水处理,脱去的水分去生化处理单元,即可回收脱水后的M AP.115第2期高睿:磷酸铵镁与磷酸氢镁循环处理高浓度氨氮废水图1 磷酸氢镁吸附剂循环流程Fig.1 P rocess flow of M HP adso rptionfor ammo nia remov al3 2 M H P 循环使用流程及影响因素将回收脱水后的M AP 进行热解生成M H P 进行循环处理高氨氮废水.循环性是MH P 吸附剂的主要特点之一,也是区别于一般化学法处理氨氮废水所用沉淀剂的显著标志.如图1所示,MH P 吸附氨氮后的产物MAP 经洗涤、干燥、热解等处理后作为M H P 吸附剂重新投入废水中进行使用,二次吸附的效果取决于循环使用的M H P 吸附剂的性能(主要指纯度),所受影响因素很多,其中包括:一次吸附反应中M H P 的转化率、一次吸附中副反应形成的杂质沉淀物、CaO 调节pH 过程中Ca 在吸附产物中的沉积等等.3 3 磷酸氢镁吸附剂在三种废水体系中的循环实验[9]在NH 4Cl 体系20)~25)、pH 值为9,(NH 4)2SO 4体系40)、pH 值为9,(N H 4)2CO 3体系25)~30)、pH 值为13 5,MH P 加入量为1g的条图2 低N H +4浓度下M H P 的循环除氨性能F ig.2 T he cir culating pr operties o f M HP for remov al o f low -concentr atio n N H +4件下,考察MH P 在NH 4+900m g/L 氨氮废水处理中的循环性能.如图2所示,随着循环次数的增加,M H P 的吸附容量逐步下降,四次循环后M H P 的吸附容量已经很低,不能继续循环使用.这是因为再生后的MH P 中有磷酸钙等钙盐存在且不断累积的缘故.高浓度的氨氮可以保证NH 4+在竞争中具有优势,从而降低钙沉积物的影响.适宜的pH 值、温度范围和足够的氨氮初始浓度是保证M H P 吸附剂具有良好吸附容量的控制条件.通过试验得出M H P 吸附工艺条件优化结果如表1所示.在最佳工艺条件下多次模拟废水试验,结果表明,残余氨氮量均在30至60mg/L,去除率达到80%以上,效果不错.表1 M HP 吸附工艺条件优化结果T able 1 O pt imized pro cess conditions of M H P absor pt ion process废水体系初始NH +4浓度g/LCaO 剂量g/Ln (M HP )%n (N H 4+)氨氮去除率%NH 4Cl 3 662%182 8(N H 4)2SO 4813 32 5%150 5(NH 4)2CO 33 661%125 03 4 工艺成本分析M H P 取材于多次循环回用废水试验生成的沉淀物M AP,所以大循环中只需添加一次镁盐和磷酸盐帮助生成M AP 沉淀,然后回收进行热解,生成需要的M H P,MH P 吸附氨氮又变为M AP,如此反复进行循环直至效果不行.从回用效果中可以看出随着回用次数的增加,氨氮去除效率逐渐降低,前4次回用都保持在80%以上,在第4次达到81 62%.第1次产生磷酸铵镁沉淀需要在废水中添加磷酸盐和镁盐,根据研究得出的反应最优工艺可以计算出116太原师范学院学报(自然科学版) 第9卷处理一吨废水所需费用如表2所示.表2 第1次沉淀反应药剂费用估算Fig.2 Pharmacy co sts for the first time precipitat ion estimates药品名称单价元/t 数量t 费用N a 2H PO 4!12H 2O 13000 03039M g C12!6H 2O 4000 0208Ca(O H)210000 00222 2总计49 2从第2次沉淀反应开始,理论上不需再添加磷盐和镁盐,药剂费用主要是热分解反应时需添加Ca(OH )2,废水试验中pH 值基本不需调节即可达到9 5,在此忽略.热分解反应所产生的蒸汽冷却后可回收氨为氨水,将回收的氨水以25%的氨水计算,可以计算出处理一吨废水所需费用如表3所示.表3 循环反应药剂费用估算T able 3 Reaction cy cle cost estimates Phar macy药品名称单价元/t 数量费用Ca(O H)210002 822kg 2 82225%氨水12005 213L6 256总计-3 434根据循环试验可知,前4次循环回用中氨氮去除率都可以达到80%以上,试验药剂费用选取一次添加药剂,4次磷酸铵镁循环回用进行计算,即5次试验平均花费为:[49 2+4∀(-3 434)]/5=7 09元目前常用的高浓度氮氮废水净化工艺为:吹脱+普通生化与吹脱+生物脱氮,其费用分别为25 35元/t,28 77元/t.本工艺运行费用低于上述工艺,经济可行.4 结论与建议通过实验和分析,MH P 法循环处理高氨氮废水可行,且经济合理,最后建议继续深入研究磷酸铵镁热解和循环过程,继续开展工业化运用研究.参考文献:[1] 张文渊.水环境中的氮污染特征与影响因素[J].江苏环境科技,1999,12(4):31 32[2] 高爱环,李红缨,郭海福.水体富营养化的成因、危害及防治措施[J].肇庆学院学报,2005,26(5):42 43[3] 胡孙林,钟理.氨氮废水处理技术[J].现代化工,2001,21(6):41 52[4] 孙体昌,张建云,松全元.废水中氨氮沉淀的影响因素[J].北京科技大学学报,2004,26(1):11 12[5] 方莎.磷酸铵镁化学沉淀法循环处理高氨氮废水研究[D].北京:北京交通大学,2008[6] Shigeru Sugiyama,M as ahiko Yokoyama,H isaaki Is hizuk a,et al.Removal of aqueous ammonium w ith magnesium phos phatesobtained from the ammonium elimination of magn esiu m ammonium phosph ate[J].Journal of Colloid and Interface Science,2005,292:133 138[7] Zh ang Sh ujun,Yao Chonghu a,Feng Xiaoxi,et al.Repeated us e of M gNH 4PO 4!6H 2O residues for am monium removal byacid dip ping[J].Desalination,2004(17):27 32[8] YUen o,M Fujii.T hree y ear ex perienee operating and selling reeovered s tru vitefrom full s ealePlant[J].Environrnental T echnology,2001,22:1373 1381[9] 王昊,周根康,赵婷.以CaO 为pH 调节剂的磷酸氢镁吸附法处理氨氮废水及沸石法深度处理的研究[D].长沙:中南大学,2007(下转第126页)117第2期高睿:磷酸铵镁与磷酸氢镁循环处理高浓度氨氮废水126太原师范学院学报(自然科学版) 第9卷Application of GIS Network Analysis toS eek Optimum Path in City Road NetHan Junqing(T aiy uan N or mal U niv ersity,T aiyuan030012,China)Abstract According to the characteristics of a city road net and using GIS netw or k analy sis function,this paper discusses the ro ad net mo del based on the road connecting and analyzes ac cessibility as the r oad w eight to analy se the road sho rtest path.By impr oving the classic Dijkstr a algo rithm,the paper proposes an algo rithm for seeking the shortest path betw een tw o points in the road net.T he alg orithm can increase seeking speed gr eatly and has good practicability.Key words shortest path;w eight o f route;city ro ad net∗责任编辑:王映苗+ (上接第117页)Magnesium Ammonium Phosphate and Magnesium PhosphateCycle of Treatment of High Ammonia Concentration WastewaterGao Rui1,2(1.Schoo l of Enviro nmental Science and Eng ineering,T aiyuan U niv ersit y of T echnolog y,T aiyuan030024;2.Shanxi Water T echnical Pro fessional Colleg e,T aiyuan030027,China)Abstract Fir stly the desig n of the chemical pr ecipitation of m ag nesium amm onium phos phate response reco very,and then r ecovered m ag nesium amm onium phosphate plus base pyro ly sis,py roly sis pro ducts o f pho sphate and m ag nesium analy sis o f research on how to return to nitro gen remov al,so that treatment can be recycled.Of the py roly sis products using M AP MH P ad so rption treatm ent o f hig h streng th ammo nia w astew ater to Ca(OH)2as the pH value regulator, reducing the cost of alkali co nsum ption.In addition,the pyro lysis of NH3of hig h purity,collected the fo rm of ammo nia can be used dir ectly.Key words amm onium pho sphate;magnesium phosphate;high strength amm onia w astew ater;pyrolysis;recycling∗责任编辑:王映苗+。