MAP沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺应用
MAP沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺应用
MAP沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺应用摘要:实验采用磷酸氨镁沉淀法(MAP)去除高浓度氨氮废水。
以MgSO4和Na2HPO4·12H2O为沉淀剂,通过实验研究磷酸氨镁沉淀法(MAP)去除废水中的氨氮的工艺条件:Mg2+、PO42-的投加量、pH值、搅拌时间对氨氮去除率的影响。
实验结果表明:沉淀剂最佳的投加比例为n(Mg):n(P):n(N)= 1.4:1.3:1,PH值为9.5,反应时间40min。
该工艺条件下,经过二级磷酸氨镁沉淀法(MAP)反应对初最初浓度为2275mg/L氨氮废水处理后可降至8.0mg/L,去除率大于99%。
关键词:化学沉淀法高浓度氨氮磷酸氨镁废水处理一、引言实验原水取自某精密合金公司的高浓度氨氮废水,氨氮的超标排放是水体富营养化的主要原因之一。
目前对氨氮废水处理的技术有:化学沉淀法、生物法、折点加氯法、离子交换法、氨吹脱法等等。
生物脱氮法占地面积大,合适用处理低浓度氨氮废水;吹脱法容易造成吹脱塔堵塞,并且吹脱出大量有毒有害的挥发性气体,易造成环境二次污染。
化学沉淀法所需反应时间短,操作简单,并且不产生有毒气有害气体,磷酸氨镁沉淀法沉淀产物可回收用肥料、化学试剂、阻火剂及水泥黏接剂等。
磷酸氨镁化学沉淀法已日益受至重视,得至国内外学者的广泛研究。
其原理是在废水中加入沉淀MgSO4和Na2HPO4·12H2O与NH4+反应生成MgNH4PO4·6H2O沉淀(简称MAP,俗称鸟粪石),通过重力沉淀使MAP从废水中分离,从而实现去除废水中氨氮污染物。
MAP沉淀法已有对工业废水应用案例,但氨氮沉淀工艺条件,如PH值、沉淀药剂的投加比例,反应时间等,对氨氮的去除效果有很大的影响。
因此,本实验针对某精密合金公司高浓度氨氮废水进行研究。
二、材料与方法1.实验仪器及试剂2.实验方法3.检测分析方法三、结果分析1.pH值影响2.搅拌时间影响3.投药量的影响原水氨氮浓度2275mg/L,原水pH为9.33时。
MAP法处理高氨氮废水技术的研究
MAP法处理高氨氮废水技术的研究摘要:磷酸铵镁沉淀法(MAP法)是处理氨氮废水的一种有效方法,本文中的研究了MAP法处理氨氮废水原料的选择以及我国影响处理效率的主要实验参数。
关键词:MAP;磷酸铵镁沉淀法;氨氮;氢氧化镁磷酸铵镁沉淀法(MAP法)是一种近年来新兴起来的工艺,是一种处理高氨氮废水的有效方法。
磷酸铵镁在水中的溶解度很低,Ksp=2.5×10-13(25℃)。
向高氨氮废水中投加入磷源以及镁源,可以生成磷酸铵镁这种难溶性的沉淀[1],从而达到去除氨氮的目的,见式(1):Mg2++PO43-+NH4++6H2O→MgNH4PO4?6H2O (1)国外已有学者将低品位氧化镁作为MAP法处理高氨氮废水的镁源。
J.M. Chimenos等[2]以低品位氧化镁为镁源研究了pH、反应时间和固液比对MAP法处理氨氮废水处理效果的影响。
结果表明,虽然以低品位氧化镁为镁源需要更长的反应时间,但是有很大的经济优势。
MAP法(磷酸铵镁沉淀法)所用的药剂会影响处理效果。
处理高氨氮废水常选用的磷源包括Na2HPO4、NaH2PO4、H3PO4。
这三种磷源的关键区别在于,投加相同物质的量的三种磷源到氨氮废水后,对废水pH的影响不同。
Na2HPO4、NaH2PO4、H3PO4的酸性逐渐增强,所以研究者一般本着降低调节废水酸碱度所需投加酸碱成本的目的,挑选适合的磷源。
其中磷酸氢二钠和磷酸二氢钠为固体盐类,相比H3PO4而言具有储存方便、操作危险性低的特点。
刘小燕等[3]以磷酸氢二钠为磷源进行MAP试验发现,当n(N):n(P)=0.95:1时,高氨氮废水的氨氮去除率超过了90%。
MAP沉淀的生成反应中,氨氮、镁源、磷源的理论摩尔比值应该是1:1:1,但是由于实际反应过程中常伴随着副反应的发生,如生成Mg(OH)2和MgPO4沉淀。
所以,实际反应中镁源和磷源的利用率要低于100%。
李望等[4]以MgCl2和Na2HPO4分别为镁源和磷源,当m(N):m(Mg):m(P)=1.0:1.3:1.2,搅拌反应60min,废水中氨氮最终的去除率可以达到96.3%。
MAP化学沉淀法处理氨氮废水的工艺研究.
余氨氮的质量浓度为 159.5mg / L, 初始质量浓度为
10 000 mg / L 时, 剩余氨氮的质量浓度则更高, 达
656.6 mg / L, 这 显 然 不 能 达 到 排 放 标 准 。 因 此 认
为, 考虑到生物法无法适应高浓度氨氮废水的缺
点, 可以利用 MAP 化学沉淀法与生物法结合, 即
目前常用的氨氮废水处理技术包括活性炭[2] 或 沸 石 吸 附 法 [3]、 空 气 吹 脱 法 、 生 物 脱 氮 法 [4-5] 及 化
学沉淀法[6-7] 等, 但在实际应用过程中, 这些处理 方法受到种种因素的制约, 有其特定的适用范围或 局限性。
化学沉淀法处理氨氮废水则具有工艺简单、 处 理对象广泛及沉淀物可做肥料等优势, 该法已日益 受到重视, 得到了国内外学者的广泛研究。 其原理 是 往 含 氨 氮 废 水 中 加 入 沉 淀 剂 MgCl2 和 Na2HPO4,
关键词: 氨氮废水; 沉淀; 磷酸铵镁 中图分类号: X703.5 文献标识码: A 文章编号:%1009 - 2455(2008)06 - 0033 - 04
Treatment of ammonia-nitrogen containing wastewater by MAP chemical precipitation
以沉淀法作为生物法的预处理, 将高浓度的氨氮降
到适宜于生物处理的浓度, 再采用生物法处理。
2.2 pH 值的影响
图 2 表示 pH 值的影响, 试验固定条件: 氨氮
初始质量浓度 1 000 mg / L、 温 度 25 ℃、 沉 淀 剂 添
ห้องสมุดไป่ตู้
加比例 n(Mg) ∶ n(N) ∶ n(P) = 1 ∶ 1 ∶ 1、 反应时间 20
MAP沉淀法
鸟粪石(MAP)沉淀法鸟粪石(MAP)沉淀法是近年来兴起的一种新的处理高氨氮废水的方法,因其处理效果好、反应迅速、操作简单,同时又能回收废水中的氨氮,日益受到人们的重视。
鸟粪石的化学成分为MgNH4PO4•6H2O,是白色结晶颗粒或者粉末,密度1.71g/mL,微溶于冷水,易溶于热水和稀酸,遇碱溶液会发生分解。
MAP沉淀法的基本原理就是通过向氨氮废水中投加镁盐和磷酸盐,使之与NH4+生成难溶于水的磷酸铵镁沉淀,将氨氮从废水中去除。
与传统活性污泥法相比,可以减少49% 的污泥体积,对实现氨氮资源回收具有重大意义。
发生的主要化学反应如下:Mg2++PO43-+NH4++6H2O→MgNH4PO4•6H2Mg2++HPO42-+NH4++6H2O→MgNH4PO4•6H20+H+Mg2++H2PO4-+NH4++6H2O→MgNH4PO4•6H20+2H+溶液中镁、磷离子浓度以及溶液的pH是影响MAP沉淀最重要的两个因素。
生成鸟粪石理论上的摩尔比r(Mg2+) ∶ r(NH4+) ∶ r(PO43-) 应为 1 ∶ 1 ∶1 。
待处理废水中几乎没有镁离子,总磷含量<5mg/L,这就需要向氨氮废水中投加镁盐和磷酸盐,将造成二次磷污染。
若投加MgCl2和NaH2PO4,处理废水量为较低的pH会增大鸟粪石的溶解度,因此,在鸟粪石沉淀法中,需加碱维持一定的pH,文献报道的最优pH范围为 9.0~10.7。
尽管鸟粪石法处理高氨氮废水有很大的优势,但高昂的药剂费用一直限制了该法的实际应用。
MAP沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺应用
氮废 水 处理 后 可 降至 8 . 0 mg / L ,去 除 率 大 于 9 9 %。
关键词 :化 学沉淀法
一
高浓度氨 氮 磷酸氨镁 废 水处理 渐增加 。当 p H为 9 . 5 时 ,氨氮 的去除 率效果 最佳 。随 着 p H的进 一步 提高 ,氨氮的 去除效果有 下降 的趋势 。 化学沉 淀法去 除氨氮 的主要反应 为 : Mg + NH4 * + P OC a - + 6 H2 O= Mg NH4 P O4・ 6 H2 O。 在 这 个 反 应 中 , H 。 P O 是 一种弱酸 ,在不 同的 p H条件 下 ,具 有不 同的形态 。在 弱碱性 的条 件 下 ,反应 过程 中产 生 H + ,导致 p H值 下降 。在 强 碱性 条 件 下 ,
图2 反 应时 间对氨氮 去除率 的影响 由上 图可 知 ,随 着反 应 时间 的增 加 ,氨 氮 的去 率 先增 加 后 减少 , 反应 该 2 0 ai r n 、3 0 mi n 氨氮 去 除效果 再不 断提 高 ,到 4 0 mi n 去 除效 果 最佳 , 5 0 mi n 去 除去率 无明显 变化 。 由实验 结果 来看 ,最 佳 的搅拌 反 应 时间为 4 0 mi n 。 表 1 投 药 比你 及氨氮 去除率关 系表 摩尔 l : k , ( m o l / L ) 氨氮 去除效果 序号 M
MAP在氨氮废水中的应用
MAP在氨氮废水中的应用目录摘要ABSTRACT1.绪论1.1引言1.2氨氮废水的来源、危害1.3 本课题研究的内容与意义2.文献综述2.1氨氮废水的处理方法介绍2.2 MAP法原理2.3小结3.MAP法在氨氮废水处理中的应用3.1概述3.2应用举例3.2.1 MAP法去除焦化废水中的氨氮3.2.2 MAP法去除化肥厂氨氮废水3.2.3 MAP法去除垃圾中的氨氮3.3小结4.结论及建议参考文献致谢摘要介绍了氨氮废水的危害和处理的各种方法及原理,综述了目前国内外氨氮废水处理的研究现状及进展,并提出今后氨氮废水处理应着重考虑的几个问题。
介绍一项发明专利——脱除污水中氨氮的新方法。
MAP法是一种比较新颖有效的处理氨氮的方法,该方法是通过化学沉淀的方式使废水中的氨氮浓度降到很低。
而且沉淀反应不受温度、水中毒素的限制。
找出了MAP法处理氨氮废水的最佳条件。
还介绍了焦化废水中氨氮的组成和MAP 法去除焦化废水氨氮的原理。
关键词:MAP(磷酸氨镁)、焦化废水、氨氮、处理方法、氮肥废水Ab stractInt roduced t he amm onia ni tr ogen waste wa ter h arm and pro cessi ng each method and th e prin cip le, s um mari zed the pres ent domes tic and f ore ign amm on ia nitroge n wast e wate r processin g re sear ch p re sent situ ation an d th e pr ogre ss, and proposed next ammoni a ni tro gen waste water proces sin g wil l be s upposed t o conside r emphatical ly seve ral qu esti ons.Intro duces in invention paten t - - r emov ing sewa ge the a mmonia nitro gen new meth od.T he MAP law is one quit e n ov el eff ective proc essing amm oni a ni trogen met hod, thi s me thod is the wa y which pre cipitates throug h c hemistry caus es in the waste wate r the amm oni a n itro gen density to fall very lowl y to .ammo nia nitrog en w aste wa ter op timum condit ion.A lso introduced in the coked was te wa te r th e amm onia ni trog en compos itio n a nd the MA P law elimi natio n coking waste wate r a mmonia nitroge n prin cip le.Key word:MA P、C oked waste water 、34NO NH Processing m et hod 、Nit rog enou s fe rtilizer wa ste wat er1绪论1.1引言我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源量只有世界人均占有量的四分之一,而且在时空的分布上又极为不均。
MAP法处理高浓度氨氮废水工艺研究
MAP法处理高浓度氨氮废水工艺研究摘要:MAP法与传统的高浓度氨氮废水处理工艺比较,具有较好的经济效益和环境效益,本文简要阐述了MAP法机理,重点剖析了该工艺的影响因素,并提出了一些展望。
关键词:MAP法高浓度氨氮废水工艺据统计,2011年我国化肥的总产量达6027万吨,同比增长了12.14%,大量化肥的生产带来巨大经济效益的同时,也给环境保护工作带来了不小的压力。
氨氮作为化肥厂废水中的主要污染物,其中的高浓度氨氮废水(>500mg/L)如果未经处理就直接排入水体中很容易引起水体富营养化,加速水体中的藻类及其他微生物大量繁殖,导致水质下降,被氧化生成的硝酸盐、亚硝酸盐还会影响水生生物,甚至是人们的健康。
一、高浓度氨氮废水处理工艺氨氮处理技术的选择主要取决于水的性质、要求效果和经济性[1]。
近年来在化肥厂氨氮废水尤其是高浓度氨氮废水处理技术研究方面取得了不少成就。
当前,常用的脱氮方法主要有生化法、氨吹脱法、折点氧化法、离子交换法和磷酸氨镁沉淀法(MAP)等等。
这些工艺各有优点和不足,国内处理高浓度氨氮废水主要选择的是生化法和氨吹脱法(空气吹脱和蒸汽汽提),国外多选择生化法和MAP法。
二、MAP法高浓度氨氮废水处理工艺磷酸氨镁沉淀法(Mangnesium Ammonium Phosphate),又叫化学沉淀法,国外于20世纪60年代开始研究,至20世纪90年底便作为一种新的废水脱氮工艺而迅速兴起,进入了一个崭新的应用阶段[3]。
该法的基本原理是向含有氨氮的废水中添加磷酸盐和镁盐,反应生成磷酸铵镁(MAP)。
这种方法处理高浓度氨氮废水后的产物即为磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O),俗称为鸟粪石,简称MAP。
1.MAP工艺机理2.MAP工艺适用对象2.3影响MAP工艺因素2.3.1反应时间。
MAP法反应时间主要取决于MAP晶体的成核速率和成长速率,因此,MAP法处理氨氮废水选择适宜的搅拌速度和控制适当反应时间可以有效提升药剂效率。
MAP在氨氮废水中的应用
MAP在氨氮废水中的应用目录摘要ABSTRACT1.绪论1.1引言1.2氨氮废水的来源、危害1.3 本课题研究的内容与意义2.文献综述2.1氨氮废水的处理方法介绍2.2 MAP法原理2.3小结3.MAP法在氨氮废水处理中的应用3.1概述3.2应用举例3.2.1 MAP法去除焦化废水中的氨氮3.2.2 MAP法去除化肥厂氨氮废水3.2.3 MAP法去除垃圾中的氨氮3.3小结4.结论及建议参考文献致谢摘要介绍了氨氮废水的危害和处理的各种方法及原理,综述了目前国内外氨氮废水处理的研究现状及进展,并提出今后氨氮废水处理应着重考虑的几个问题。
介绍一项发明专利——脱除污水中氨氮的新方法。
MAP法是一种比较新颖有效的处理氨氮的方法,该方法是通过化学沉淀的方式使废水中的氨氮浓度降到很低。
而且沉淀反应不受温度、水中毒素的限制。
找出了MAP法处理氨氮废水的最佳条件。
还介绍了焦化废水中氨氮的组成和MAP 法去除焦化废水氨氮的原理。
关键词:MAP(磷酸氨镁)、焦化废水、氨氮、处理方法、氮肥废水Ab stractInt roduced t he amm onia ni tr ogen waste wa ter h arm and pro cessi ng each method and th e prin cip le, s um mari zed the pres ent domes tic and f ore ign amm on ia nitroge n wast e wate r processin g re sear ch p re sent situ ation an d th e pr ogre ss, and proposed next ammoni a ni tro gen waste water proces sin g wil l be s upposed t o conside r emphatical ly seve ral qu esti ons.Intro duces in invention paten t - - r emov ing sewa ge the a mmonia nitro gen new meth od.T he MAP law is one quit e n ov el eff ective proc essing amm oni a ni trogen met hod, thi s me thod is the wa y which pre cipitates throug h c hemistry caus es in the waste wate r the amm oni a n itro gen density to fall very lowl y to .ammo nia nitrog en w aste wa ter op timum condit ion.A lso introduced in the coked was te wa te r th e amm onia ni trog en compos itio n a nd the MA P law elimi natio n coking waste wate r a mmonia nitroge n prin cip le.Key word:MA P、C oked waste water 、34NO NH Processing m et hod 、Nit rog enou s fe rtilizer wa ste wat er1绪论1.1引言我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源量只有世界人均占有量的四分之一,而且在时空的分布上又极为不均。
MAP法处理高浓度氨氮老龄垃圾渗滤液研究
Re e r h o A P o e sf rRe o lo i h A m m o a e s a c nM Pr c s o m va fH g ni — nha e nc d
C0 e t a i n f o a u eLa fl Le c t nc n r t0 r m M t r nd l a ha e i
[ 要】 摘 针对老龄垃圾渗滤液中的高浓度氨氮,采用MA P法进行去除研究。结果表明,在 p H为 95 .,P: : N Mg摩尔比为 1 . . 1, 0:1 0: . 3 搅拌 速 度为 20r n,分两 次投 加镁 盐 ,在 总反 应 时间为 5 n的条件 下 ,N 一 去除 率可 以达 到 9 . 4 mi / Omi H3 N 41%,C OD去 除率 为 1. 4 9%。处理 后垃 圾渗 滤 液的 NH - 值 为 9 m ,C 3 N 7 mg OD值 为 3 8 / 0 6 C,降低 了后 续处 理负 荷 。 mg 【 关键词】 老龄垃圾渗滤液 ;磷酸铵镁 ;氨氮去除率 [ 中图 分类 号]Q T [ 文献标 识 码] A [ 文章编 号 】o716 (0 10—150 l0.852 1u e ln f lla h t ; M A P; A m m o i m e o a a e y rs t r a d l e c a e i n u r m v l t r
老龄垃 圾渗滤液具有高氨 氮、低 C N 的特点 ,其可 生化 / 性 较差 ,用传 统 的生物 法 难 以对 其进 行 处理 。降低 其 中 的 N 一 含 量是增强老龄 垃圾渗滤液 可生化性 的有效 途径 ,磷 H3 N 酸铵镁 沉淀法( MAP 法) 去除氨氮具 有不受温度 限制 ,反应 时 间较短 ,工艺简单 等优点 ,因此 不断受到重视 。研 究[3 明 1] -表 MA P法可 以有效 去除垃圾渗滤液 中的氨氮 ,其缺点是处理试 剂成本较高 , 不过 由于 生成 的磷酸铵镁在 加热 条件 下可 以生成 Mg O , Mg O 又可以对垃圾渗滤 液中的氨氮进 行吸附 HP 4 而 HP 4 [-1 45 可 以重 复再生利用 , 从而使 MA P法处理成本降低 。 MAP 法处理垃圾渗 滤液常用的镁盐有 Mg I C2 、Mg O、Mg O4 , S 等 由于 Mg 1比 Mg O 、Mg C2 S4 0更易溶 ,因此镁 盐采 用 Mg 1进 C2 行 去 NH 一 3 N效 果要稍 好l,但是其 缺点是引入 了大量氯离子 。 0 J 由于在去除 NH 一 后 ,老 龄垃圾渗滤液 中的一 些有机物一 般 3 N 难 以用普通 方法 降解 ,在 后续工艺 中常需采取 高级氧 化处理 , 大量氯离子 的存在势 必要消耗更多量 的氧化剂 , 因此本 实验 采 用 Mg O 7 0+NaHP 4・ 2 0组合 ,先根据垃圾渗 滤 S 4・ H2 2 O 1H2 液 中的 NH 一 含量 ,然 后对垃 圾渗滤液在不 同条件下进行 处 3 N 理, 以确定其最佳工艺 参数。由于处理后 的老龄垃圾渗 滤液 由 于 还需进一 步处理才能达 标排放 ,因此本 实验主要 以 N 一 H3 N 去除率为考察指标 。
MAP法处理高浓度氨氮废水工艺研究
p H
垃 圾渗滤 液 焦 化废 水 化 肥 厂废水 石化公 司废水
1 . 2 : 1 : l
9 5
1 . 3: 1 : 0 . 9
9 . 0
1 . 5 : 1 : 0. 9
9 D
1 . 2 : 1 : 1
9 . 5
工艺成熟 , 脱氮效果较好
三 、展 望
M A P 用 途 存 千 毙 籍 荟
二 、MAP法高浓 度氨氮 废水处 理工艺
磷 酸 氨镁 沉 淀 法 ( Ma n g n e s i u m A m mo n i u m P h o s p h a t e ), 又 叫化 学 沉淀 法 ,国外 于 2 0世纪 6 0年代开 始 研究 ,至 2 0世纪 9 0年底 便作 为 一种新 的 废水脱 氮工 艺而 迅速 兴起 ,进入 了一 个崭 新 的应用 阶段 口 】 。 该 法的基 本 原理 是向含 有氨 氮 的废 水 中添加 磷酸 盐 和镁 盐 ,反应 生成 磷酸 铵镁 ( MA P ) 。这 种 方 法处 理 高浓 度氨 氮废 水 后 的产 物 即为 磷酸 铵镁 ( Mg N H P 0 4 " 6 H O ) ,俗 称为 鸟粪石 ,简称 MA P 。
致水 质下 降 ,被氧化 生 成 的硝酸 盐 、亚硝 酸 盐还 会影 响水 生 生物 ,甚 至是 人们 的健 康 。
一
率 和成长 速率 ,因此 ,MA P法处理 氨氮废 水选 择适宜 的搅 拌速 度和控 制 适 当反应 时间可 以有 效提 升药 剂效 率 。研究 表明 ,剩 余氨 氮浓 度随 着 反应 时 间变 与氨 氮 去 除率 成正 比 ,反应 时 间越 长 ,剩 余浓 度越 低 ,
MAP法处理高浓度氨氮废水技术研究进展
等行业 以及垃圾渗滤液等。2 0世纪 8 0年代以后 , 随着氮 污染 问题 的 日趋 尖锐 以及公众 环保 意识 的加
Re e c o r s n Tr a m e fHi h Ste g h Am mo i - t o e ase s ar h Pr g e s o e t nto g r n t n a Nir g n W twat r b AP e yM
Z A G Q n A G Bnb ,P N S u.i ,Z A G Z i H N i ,Y N i.i n A h i u H N h x
将 N 4 废水 中分 离 、脱 出或排 人 大 气 ,或 进 人 H+从
有色金 属化 学冶金 、化 肥 、味精 、 肉类加 工和养 殖
后 续处 理工序 ,如 吹脱法及 离子 交换法 。这 些方 法 带来 N 4 N的 二 次 污 染 和 氮 资 源 的 浪 费 。其 中 , H+ .
吹脱 法脱 氮 效 果 虽 好 ,但 能 耗 也 大 ,尤 其 是 汽 提 法 J 。而 MA P法 ( 即磷 酸 铵 镁 沉 淀 法 ) 可 以将
4 04 ) 0 0 5 ( 重庆 大学城市建设与环境工程学 院,重庆
摘要 :MA P法 ( 酸铵镁 沉淀法)是去除废 水 中高浓度氨 氮的一种有效技术。本文叙述 了 M P法去除废 水 中氨 氮的 磷 A
反应机理 ,分析 p H值 、物质摩 尔比 ,反应 时间等影响 因素。该 方法具有去 除率高、反应速度 快、受外界环 境影响 小
Ab ta t h to fm gei m oim popae( P i a fcc u eho g e oeh h segho sr c :T eme do an s m a m n hsht MA ) s neqai st nl yt rm v i t nt f h u u l o c o o r g
MAP沉淀法预处理高浓度氨氮废水的实验研究
十 堰 职 业 技 术 学 院 学 报
J u n l fS ia c n c lI siu e o r a h y n Te h ia n tt t o
Fe ., 01 b 2 0
第 2 3卷第 1 期
Vo . 3 No 1 12 .
M AP沉 淀 法 预 处 理 高 浓 度 氨 氮 废 水 的 实 验 研 究
对 于氨 氮浓度 大于 30 0mg L的废 水 , 氮去除率 平均 可 以达到 9 以上 。 0 / 氨 8, 9 6
[ 关键 词] 高浓度氨 氮废 水 ; 水处理 ; 废 MAP沉淀 法 [ 中图分类 号] X7 [ 文献标 识码 ] A [ 文章编 号] 1 0 —7 8 2 1 ) 10 8 —4 0 84 3 ( 0 0 0 —0 90
表 1 p 值对 氨 氮 去 除 率 的 影 响 H
由表 1可 知 , p 值 < 5时 , 有沉 淀 生 成 ; 分L 。综 合 p 对 磷 酸 铵 镁沉 淀 生 成 的影 响 , 液 当 H 没 3 ] H 溶
随着 p 值 的增 大 开 始 生 成 沉 淀 , 液 中 的 剩 余 的 p H 溶 H值 控 制在 7 ~8之间最 有利于 氨氮 的去除 。 NH 一N 浓 度 减 小 , p 为 8 0 当 H . 0时 , 残余 氨氮 2 2 沉淀 剂投 配 比对 氨氮去 除率 的影 响 .
入水体 不仅会 引起 水体 富营养 化 , 造成水 体黑 臭 , NH C1Na 还 、 OH、 酸 , 为分 析纯 。 盐 均
将盛 有 2 0mL污水水样 的烧杯 放 置 磁力 搅拌 0
换法、 生物 脱 氮法 、 吹脱 法 、 点氯 化 法 等 。吹脱 法 器上 , 节溶 液 的 p 值 , 折 调 H 向水 样 中 投 加 一 定 量 的
MAP法处理高浓度氨氮废水的试验研究
[ 0] 物大量繁殖, 造成水体富营养化 。因此, 经济、 有效地控制
高浓度氨氮废水的排放在水环境保护中非常重要。
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@ 结论 污水污泥热解制备 含 碳 吸 附 剂 是 一 种 具 有 非 常 美 好 前 景的污泥资源化利 用 的 新 途 径。 为 了 能 够 使 污 泥 含 碳 吸 附 剂能在人们的生活中发挥更大的作用, 笔者认为应加 大 对 以 下几方面的研究: ! $ 次污染 问 题。 深 入 研 究 吸 附 饱 和 后 污 泥含碳吸附剂的再生及最终处置问题, 防止对环 境 产 生 $ 次 污染。 " 用于实际组 分 的 研 究。 扩 大 污 泥 含 碳 吸 附 剂 在 环 境污染治理中的应 用 研 究 范 围, 应 用 于 各 种 实 际 废 水、 废气 的研究。 # 安全性能的评价。建立污泥含碳吸附 剂 的 生 产、 管理、 应用标准, 使其 尽 快 地 市 场 化。 对 产 品 吸 附 剂 进 行 安 全性能方面的评价, 扩大其应用范围。
[), +] 复合肥料 。而 且 沉 淀 反 应 不 受 温 度、 水 中 毒 素 的 限 制。
测定 反 应 后 上 清 液 的 氨 氮 质 量 浓 度, -7 8=>、 26 8=>、 B7 8=>, 结果如表 ) 。
表" 反应时间对氨氮去除率的影响
同时, 如果废水中磷酸根的含量很高, 只需投加镁盐, 少量投 加或不投加磷酸盐就可以起到除氮脱磷的作用。 ! ! .! 试验部分 仪器及试剂 试验用主要仪器有: 六联搅 拌 器, /%0 盐酸, 均为化学纯。 3)%) *, $5*%, $%’ 14, ! ." 试验方法 在 室温下, 取试验原水 677 89 于 3 777 89 烧杯中, 用 37 8:4 ; 9 的 $5*% 溶 液 和 3 8:4 ; 9 的 %14 溶 液 调 节 原 水 的 /% 值, 按一定的反应摩尔比依 次 投 加 一 定 量 的 $5) %#*’・3)%) * 在搅拌速度为 367 < ; 8=> 的动力搅拌 下, 反应 和 !(14)・ -%) *, 一定时间后静置 +7 8=>, 取上清液测定氨氮浓度。 ! .# 分析方法 $%+ $ 的测 定 采 用 纳 氏 比 色 法, !"# 、 /% 值 等 的 测 定 +1 数 学 酸 度 计,
MAP法处理高浓度氨氮废水的影响因素分析
MA P法 处理 高浓 度氨 氮废 水 的影 响 因素 分析
胡红伟
( 平顶山工学院 环境工程系, 河南 平顶山 4 7 4 ) 6 04
摘
要: A M P法即磷 酸铵镁沉淀法 , 是一种 比较新颖有效的处理氨 氮废水的方法 , 该方法是通过化学沉淀的方
式使废水中的氨氮浓度降到很低, 其基木原理是向含 N ;废水中 H 投加 M 2和 P ; 使之和 N ;生成难溶复 g 0一 H
e e t e meh d frte t g w se trc nann mmo i i o e .I i te r ,a f ci to o rai atwae o tiiga v n nant g n nt s h oy mmo i irg n cn b e v d e t ey, r h nanto e a e rmo e n rl i
i acp ni es o d g adP : tt H+ ae a r l e g H P 4・ H O( A )t c s l e t n tbs r c l it adM n O 一o h N 4w t t ,e t t N 4O 6 2 M P o r tl ,h s i i p e s w e doh M y ai z e
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盐 Mg H P ・ H 0( N 0 6 简称 M P 结晶, A) 然后通过 重力沉淀, MA 使 P从废 水中分 离, 而且沉淀反应不 受温度、 水
化学沉淀法处理高浓度氨氮废水的试验研究
化学沉淀法处理高浓度氨氮废水的试验研究吴立 孙力平 李志伟 陈轶(天津城市建设学院环境与市政工程系,天津 300384)摘要:实验采用磷酸氨镁沉淀法(MAP 法)去除垃圾渗滤液中的高浓度氨氮.通过对MgCl 2+Na 2HPO 4、MgSO 4+ Na 2HPO 4、MgO+ Na 2HPO 4、MgCl 2+NaH 2PO 4、MgSO 4+ NaH 2PO 4和MgO+ NaH 2PO 4等六种组合药剂去除氨氮效果的分析比较,得出MgCl 2+Na 2HPO 4对氨氮的去除效果最好.继而对该组合药剂去除氨氮的影响因素进行了优化.结果表明:pH 为9.0,反应时间为50min ,n(Mg 2+):n(NH 4+):n(PO 43-)为1.2:1:0.9时,氨氮可由原来的2100mg/L 降低到317mg/L,去除率达84.9%. 关键词: 氨氮; 垃圾渗滤液; 鸟粪石Experimental Research on the Treatment for Ammonia-nitrogen of wastewater bychemical sedimentationWu Li Sun Liping Li Zhiwei Chen Yi(Department of Municipal and Environmental Engineering,Tianjin Institute of Urban Construction,Tianjin 300384)Abstract:To remove the ammonia-nitrogen of landfill leachate, this study use the ammonia phosphate magnesium precipitation (MAP) deal with the leachate. First of all, campared the effect with different magnesium and phosphate ,such as MgCl 2+Na 2HPO 4、MgSO 4+ Na 2HPO 4、MgO+ Na 2HPO 4、MgCl 2+NaH 2PO 4、MgSO 4+ NaH 2PO 4 and MgO+ NaH 2PO 4. The rusults indicated that MgCl 2+Na 2HPO 4 was the best precipitation. Then studied the main factors of removing the ammonia under this way. The rusults indicated that the ammonia nitrogen was reduced from2100mg/L to 317mg/L, and the rate was up to 84.9% when the pH value was 9.0,reaction time was 50 min and n(Mg 2+):n(NH 4+):n(PO 43-) was 1.2:1:0.9 .Key words: ammonia-nitrogen; landfill leachate; magnesium ammonium phosphate高浓度氨氮是垃圾渗滤液的一个显著特征[1]. 氨氮浓度过高对后续生物处理极为不利,因此,在生物处理前适当降低NH 4+-N 浓度,可为后生物处理创造良好条件.目前,去除高浓度NH 4+-N 的方法主要有吹脱法和化学沉淀法[2]等,但吹脱法容易造成吹脱塔堵塞,并可吹脱出大量有毒有害的挥发性气体.易造成环境二次污染[3,4]. 化学沉淀法所需时间短,操作简单,且几乎不产生任何有毒有害气体,但其处理费用高,日常维护困难,限制了其不能广泛应用.国内有用磷酸氨镁沉淀法去除高氨氮废水的先例,但利用该方法去除垃圾渗滤液中氨氮的研究却鲜有报道, 本试验针对天津市某垃圾填埋场的渗滤液,应用磷酸氨镁沉淀法去除其中所含高浓度的氨氮,并对最佳药剂组合的影响因素进行了优化,得到了十分满意的结果. 1.实验基本原理由于NH +4一般不会与阴离子生成沉淀,而它的某些复盐不溶于水,如磷酸铵镁 、磷酸铵锌等.因此,向废水中投加磷酸根离子和特定的金属离子可与高浓度的氨氮结合生成沉淀物,从而将其去除.相对于其他金属,镁的用途广泛,价格便宜,而且不易引起二次污染,因此通常投加镁盐和磷酸盐,使水中的氨氮以磷酸铵镁沉淀形式被去除.这种去除方法称为磷酸铵镁沉淀法,简称MAP 法.MAP 法的主要过程可以用下面的离子反应方程式来表示:Mg 2++PO 43-+NH 4++6H 2O MgNH 4PO 4·6H 20 (1) Mg 2++HPO 42-+NH 4++6H 2O MgNH 4PO 4·6H 20+H + (2) Mg 2++H 2PO 43-+NH 4++6H 2O MgNH 4PO 4·6H 20+2H (3)反应形成的磷酸铵镁是一种难溶于水的白色晶体状物质,正菱形晶体结构如图1(反应pH 为9.0时,放大400倍的磷酸铵镁晶体),通常以MgNH 4PO 3·6H 2O 形式存在.常温下,在水中的溶度积为2.5×10-13,是一种用途广泛的化工原料.中国城镇水网 w w w .c h i n a c i t y w a t e r .o r g图1 磷酸氨镁晶体结构Fig.1 The structure of the crystal MAP2.实验材料和方法 2.1实验材料实验所用的垃圾渗滤液取自天津市双口生活垃圾填埋场,其水质及分析方法见表1. 2.2实验仪器及试剂主要仪器:ZR4-6六联搅拌器,752分光光度计; pHS 一3C 型精密度酸度计.主要试剂:MgCl 2·6H 2O 、MgSO 4、MgO 、Na 2HPO 4·12H 2O 和NaH 2PO 4·2 H 2O(以上试剂均为分析纯). 2.3实验方法取1L 垃圾渗滤液,按摩尔比Mg 2+:NH 4+:PO 43-=1.2:1:1分别向六个混凝反应器中投入镁盐和磷酸盐.室温下,于ZR4-6型混凝试验搅拌机上以150r/min 的速度同步搅拌30min,静置沉淀30min,取上清液进行水质测定分析.表1 试验废水水质及分析方法Table 1 Experimental wastewater quality and analytical methods项目数值 分析方法 COD(mg/L ) 2000-3500 重铬酸钾法BOD(mg/L)380-700 Lovibond BOD5测定仪NH4-N(mg/L) 1600-2100 纳氏试剂分光光度法[5]pH8-8.5 pHS 一3C 型精密度酸度计浊度 84-337 光电式浊度仪 色度 1350 稀释倍数法 SS(g/L)325 重量法3.结果及讨论3.1不同沉淀剂去除氨氮效果分析实验采用MgCl 2+Na 2HPO 4、MgSO 4+ Na 2HPO 4、MgO+ Na 2HPO 4、MgCl 2+NaH 2PO 4、MgSO 4+ NaH 2PO 4和MgO+ NaH 2PO 4等六种组合药剂对垃圾渗滤液进行脱氮处理,实验结果如图2;同时对经六种组合药剂处理后溶液的pH 进行考察,其结果见表2.中国城镇水网 w w w .c h i n a c i t y w a t e r .o rg图2 不同沉淀剂对氨氮去除率的影响Fig.2 effect of different combination on ammonia-nitrogen removal表2 六种组合药剂反应前后的pH 值对比Table2: Comparation of six combination’s pH before and after reaction沉淀剂种类 MgCl 2+ Na 2HPO 4 MgSO 4+Na 2HPO 4 MgO+Na 2HPO 4 MgCl 2+NaH 2PO 4 MgSO 4+ NaH 2PO 4 MgO+NaH 2PO 4反应前的pH 值 8.50反应后的pH 值7.21 7.36 8.93 6.61 6.60 7.19由图2可知MgCl 2+Na 2HPO 4的处理效果最好,其氨氮去除率高达72.4%.其原因是: MgCl 2的溶解度较大, Na 2HPO 4中所含氢离子少,对反应的pH 影响较小,同时由表2可以看出,经它处理后的pH 呈弱碱性,有利于磷酸氨镁沉淀的生成.MgCl 2+Na 2HPO 4和MgCl 2+NaH 2PO 4均采用MgCl 2作镁盐,所用的磷酸盐分别为Na 2HPO 4和NaH 2PO 4,其去除氨氮去除率较其他的要高,是原因是:一、MgCl 2比MgO 的溶解度高,MgO 在MAP 反应开始时未完全溶解,MAP 反应过程中形成的磷酸铵镁沉淀会沉积于MgO 固体的表面,将一部分氧化镁包藏在磷酸铵镁沉淀中,使一部分MgO 未参与 MAP 反应,从而导致投加氧化镁的氨氮去除率较低.二、由化学式(1)知道,pH 是影响沉淀反应的主要因素.随着pH 值的升高,铵离子和镁离子会越来越受到氢氧根离子的影响,其浓度随之下降;而磷酸根离子的浓度则随之升高.从反应后的pH 可以看出, 经MgCl 2+Na 2HPO 4处理后的pH (pH=7.21)比经MgCl 2+NaH 2PO 4处理的(pH=6.61)的pH 要高,更有利于沉淀的生成.所以MgCl 2+Na 2HPO 4去除氨氮的效果比MgCl 2+NaH 2PO 4的要好.此外, 在氨氮去除率上,MgCl 2+Na 2HPO 4比MgSO 4+ Na 2HPO 4的效果要好.是由于垃圾渗滤液中含有微量的Ca 2+,Wild D [6]等指出,鸟粪石的形成会受到钙离子和镁离子之间相互作用的影响,钙离子和磷酸根离子之间会反应生成磷石灰(calcium phosphate apatite).进而导致MgSO 4+ Na 2HPO 4去除氨氮的效果不如MgCl 2+Na 2HPO 4.基于以上的分析可知,理论上, MgO+ Na 2HPO 4的氨氮去除率应该比MgO+ NaH 2PO 4略高.而结果却相反,其原因是MgO 溶于水生成Mg(OH)2沉淀,NaH 2PO 4比Na 2HPO 4释放的H +多,进而抑制了Mg(OH)2沉淀的形成,导致MgO+ NaH 2PO 4中参与MAP 反应的MgO 多于MgO+ Na 2HPO 4中参与反应的MgO,故MgO+ NaH 2PO 4的氨氮去除率相对MgO+ Na 2HPO 4会稍高些.通过上述实验得知:在摩尔比为Mg 2+:NH 4+:PO 43-=1.2:1:1下,反应pH 为8.5,反应时间为30min,MgCl 2+Na 2HPO 4处理垃圾渗滤液的效果最佳. 3.2 MgCl 2+Na 2HPO 4的优化实验 3.2.1反应时间对氨氮去除率的影响取n(Mg 2+):n(NH 4+):n(PO 43-)=1.2:1:1,反应初始 pH 值为8.5,反应时间分别为20min 、30 min 、40 min 、50 min 、60 min 、70 min,研究时间对氨氮去除率的影响,结果如图3所示.中国城镇水网 w w w .c h i n a c i t y w a t e r .o r g图3 不同反应时间对氨氮去除的影响Fig3 Effect of different reaction time on rammonia-nitrogen removal反应时间取决于鸟粪石沉淀形成晶核速率和晶体生长速率.从图3可以看出,反应时间为50 min 时去除率最高,达到84.7%.而反应时间大于50min 时,去除率略有下降,是由于时间过长破坏了晶体的形态,打碎了部分晶体,从而使去除率下降. 3.2.2 pH 值对氨氮去除率的影响取n(Mg 2+):n(NH 4+):n(PO 43-)=1.2:1:1,反应时间50min,反应pH 值分别为8.0、8.5、9.0、9.5、10和10.5,研究pH 值对氨氮去除率的影响,结果如图4所示.图4 不同pH 值对氨氮去除的影响Fig4 Effect of different pH on ammonia-nitrogen removalpH 不仅影响鸟粪石的生成量,也影响生成沉淀的成分[7].理论上是pH 越高生成沉淀越多,如果平衡时的pH 高于10,沉淀的主要成分为Mg 3(PO 4)2,如果平衡时pH 高于11,则沉淀的主要成分变为Mg(OH)2.从图4可知,氨氮的去除率随着反应pH 值的增加而增加,在反应pH 值为9.0时去除率最高,可达83.4%.当pH 值大于9.0时去除率略有增加,但NaOH 的用量也随之增加,使得药品费用增加.同时,过高的pH 值会使管道及设备的腐蚀速度加快.综合以上因素,最佳pH 值定为9.0.3.2.3 n(Mg 2+):n(NH 4+)对氨氮去除率的影响取反应时间为50min ,反应pH 为9.0,反应n(NH 4+):n(PO 43-)为1:1,分别取不同量的MgCl 2,使得n(Mg 2+):n(NH 4+)分别为0.9:1,1:1,1.1:1,1.2:1,1.3:1,1.4:1,研究不同的n(Mg 2+):n(NH 4+)对氨氮去除率的影响,结果如图5所示.网 w w w .c h i n a r .o rg图5 不同Mg:N 值对氨氮去除的影响Fig5 Effect of different Mg:N on ammonia-nitrogen removal由图5可知:氨氮去除率随着镁盐投加量的增加而增加,在n(Mg 2+):n(NH 4+)<1.2:1时氨氮去除率增加明显,在n(Mg 2+):n(NH 4+)=0.9:1时,氨氮去除率为51.5%;而在n(Mg 2+):n(NH 4+)=1.2:1时,氨氮去除率达到了84.1%.当继续增加镁盐投加量时,氨氮去除率提高的不是很明显,因此从经济角度考虑,应该控制n(Mg 2+):n(NH 4+)为1.2:1. 3.2.4 n(NH 4+):n(PO 43-)对氨氮去除率的影响取反应时间为50min ,反应pH 为9.0,反应n(Mg 2+):n(NH 4+)为1.2:1, 分别取不同量的Na 2HPO 4,使得n(NH 4+):n(PO 43-)分别为1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1.0、1:1.1、1:1.2.研究不同摩尔比的n(NH 4+):n(PO 43-)对氨氮去除率的影响,其结果如图6.图6 不同Mg:N 值对氨氮去除的影响Fig6 Effect of different N:P on ammonia-nitrogen removal由图6可知:氨氮去除率随着磷酸盐的增加总体上是增加的,在n(NH 4+):n(PO 43-)=1:0.9时,氨氮去除率为84.9%,继续投加磷酸盐时虽然氨氮去除率略有提高,但是会造成水样中的磷酸盐超标,给后续生物除磷带来困难,而且增加了药剂费用成本,故应该控制n(NH 4+):n(PO 43-)为1:0.9. 4.结论(1)在同一反应条件下沉淀剂MgCl 2与Na 2HPO 4组合来去除垃圾渗滤液中的氨氮效果最好,可达72.4%,为后续生化处理创造了良好条件.(2)沉淀1kg 氨氮需要用13.8kg 镁盐和20.2kg 磷酸盐,运行成本相对较高,但反应生成的磷酸氨镁是种缓释肥料,如果把其回收,则可以降低运行成本.(3)垃圾渗滤液成分复杂,可生化性低,不能直接进行生物处理.磷酸氨镁法处理垃圾渗滤液中高浓度氨氮的最佳条件为:pH 为9.0,反应时间为50min, n(Mg 2+):n(NH 4+):n(PO 43-)=1.2:1:0.9,其氨氮去除率达84.9%.参考文献:[1] 蒋海涛,周恭明,高廷耀.城市垃圾填埋场渗滤液的水质特性[J].环境保护科学,2002,28(6):11~13.[2] 赵庆良,李湘中.化学沉淀法去除垃圾渗滤液中的氨氮[J].环境科学,1999,20(5):90~92.[3] 王汉道,肖继波,陈立权.磷酸氨镁-混凝深度处理垃圾渗滤液实验研究.环境科学与技术 2006,29(4):84~85.[4] 贾玉鹤,李晶,刘洪波等人.磷酸氨镁沉淀法去除垃圾渗滤液中氨氮的实验研究.环境工程学报.2007,1(8)74~76.[5]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第四版).北京:中国环境科学出版社,2002.[6] Wild D,Kisliakova A, Siegrist H. P-.xation by Mg, Ca and zeolite A during stabilization of excess sludge from enhanced biological P-removal[J]. Water Sci Technol, 1996,34:391~398[7] 李金页,郑平.鸟粪石沉淀法在废水除磷脱氮中的应用[J].中国沼气,2004,22(1):7~10.中国城 w w w .c h i n a c i t y w a .o rg。
磷酸铵镁沉淀法处理含高浓度氨氮制药废水的试验
搅拌的废水中分 3 次加入氯化镁粉末,完全溶解后,
再分 3 次缓慢加入磷酸氢二钠固体.调节 pH 值至
9,搅拌均匀,试验温度为 20 ℃ ,反 应 时 间 为 1h,过
滤,取滤液测定氨 氮 的 浓 度,滤 渣 经 过 洗 涤、烘 干 等
预处理后做 XRD 和 FTIR 测定其物相组分.
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0127.化学沉淀法处理高浓度化肥厂废水
化学沉淀法处理高浓度化肥厂废水化学沉淀法是2O世纪9O年代兴起的一种新的处理方法,尤其适合于高浓度氨氮废水的处理,脱氮效率高,工艺简单,可通过生成鸟粪石作为肥料回收氨。
MAP (Magnesium Ammonium Phosphate)化学沉淀法的基本原理是向含氨氮的废水中添加镁盐和磷酸盐,反应生成MAP (磷酸铵镁)。
产物的化学分子式是 MgNH4PO4·6H2O,俗称鸟粪石。
研究表明,MAP 法可以有效地去除化肥厂废水中的高氨氮。
化学沉淀法为氮肥废水高浓度氨氮的预处理问题提供了一种可行的途径。
1 反应机理向氨氮废水中投加磷酸盐和镁盐,发生的主要化学反应如下:Mg2+ + PO43- + NH4+ + 6H2O= MgNH4PO4 · 6H2O (1)Mg2+ + HPO42 - + NH4+ + 6H2O=MgNH4PO4 · 6H2O + H+(2)Mg2+ + H2PO4- + NH4+ + 6H2O=MgNH4PO4 · 6H2O + 2H+(3)Ks = [Mg2 +][NH4+][PO43 -] = 2.5 × 10- 13 (4)由反应式(2)、(3)可知,试验过程中水样的 pH 值不断下降,滴加NaOH 溶液可促进(2)、(3)式向正反应方向进行。
2 结果和讨论MAP是碱性盐,在碱性条件下溶解度随pH值的升高而降低。
当溶液pH值>9.5时,溶液中氨离子变成气态氨挥发。
同时,溶液中的Mg2+与OH-生成Mg(OH)2沉淀,当溶液pH值>11时,还将生成溶解度更低的Mg(PO4)3沉淀。
当溶液pH值<7时,溶液中的PO43-浓度低,不利于反应(1)式的进行。
因此,控制反应pH值在7.5~10之间,讨论对氨氮去除率的影响。
2.2 药剂配比对氨氮去除率的影响由反应(1)式可知,生成MgNH4PO4·6H2O,理论上Mg2+:NH4+:PO43-的摩尔比应为1:1:1。
工业高浓度氨氮废水处理
工业高浓度氨氮废水处理发表时间:2020-04-13T15:15:35.787Z 来源:《城镇建设》2020年4期作者:张清伟彭兰芳罗铎元(指导人)[导读] 磷酸铵镁沉淀法(MAP)是常用的除氨氮工艺技术摘要:磷酸铵镁沉淀法(MAP)是常用的除氨氮工艺技术,该方法除氨氮速率快、去除效率高,工业上常用于处理高浓度氨氮废水。
本文主要研究MAP中磷源(KH2PO4·3H20)投加量、镁源(MgCl2·6H20)投加量、pH等对于氨氮去除效果的影响。
关键词:磷酸铵镁;高浓度氨氮废水;pH;磷源;镁源氨氮类化合物是引起水体富营养化的主要元凶,一般高浓度的氨氮废水主要产自工业生产过程以及垃圾填埋场渗滤液,其污染物氨氮质量浓度一般大于 500 mg /L[1]。
氨氮类废水成分复杂,含有许多有生物毒性、难以被微生物降解的化合物,除此之外,氨氮废水中重金属常常超标,因此导致其处理难度较大。
为此,这类高浓度氨氮废水处理方法和技术日益备受人们的关注[2]。
目前针对工业氨氮废水,常用的处理方法有生物法、化学氧化法、磷酸铵镁沉淀法(MAP法)、膜分离法、吹脱法、离子交换法等。
在确定氨氮废水的处置方法时,除氨氮浓度外,废水中含有的杂质种类和性质也需考虑,所以选择氨氮废水的处理方法时要根据实际情况而定,在考虑去除效果的同时还要考虑经济性等。
[3] 磷酸铵镁沉淀法( MAP法) ,能有效去除废水中的氨氮,同时生成的磷酸铵镁沉淀是一种缓释复合肥,可用于堆肥、土壤添加剂,或用作阻燃剂。
因此酸铵镁沉淀法( MAP法)是一种处置高氨氮废水比较理想的方法。
[4] 一、实验部分本研究拟模拟磷酸铵镁沉淀法( MAP法)高浓度氨氮废水,试探究磷酸根(KH2PO4·3H20)投加量、镁离子(MgCl2·6H20)投加量、pH等对其去除效果的影响,探索最佳处置条件,为后续生产运营提供实验数据支撑。
1.1实验试剂及设备本实验所用到的试剂及设备见下表一1.2实验方法取500mL平底烧杯,加入200ml某厂家废液(已检测氨氮数据),边搅拌边缓慢后加入定量磷酸二氢钾(KH2PO4·3H20),待磷酸二氢钾完全溶解后缓慢加入已称量的氯化镁(MgCl2·6H20),搅拌混合过程中不断加入液碱调节pH,合适pH下充分反应30min后。
电厂高浓度氨氮废水处理MAP法
电厂高浓度氨氮废水处理MAP法某电厂烟气脱硫装置产生高浓度氨氮废水,其氨氮含量高达3000mg/L以上,在排放前需要对废水进行脱氮处理。
常用的脱氮方法有很多,但都各有优点和不足,国内处理高浓度氨氮废水主要选择的是生化法和氨吹脱法(空气吹脱和蒸汽汽提),而国外多采用MAP化学沉淀法来去除氨氮。
MAP法在处理低浓度氨氮废水运行费用过高常被弃用,但在处理高浓度氨氮废水时其优势明显,因操作简便、影响因素少、脱氮效果好而被广泛应用到高浓度氨氮废水处理中,脱氮除磷后生成的磷酸铵镁又可用作缓释性复合肥料、化学原料,饲料添加剂以及医药建材等行业,具有较为广阔的应用前景,创造更高经济利用价值。
本文利用此法在实验室对高浓度氨氮废水进行实验,为工业生产摸索最佳的反应条件。
1、实验部分1.1 原理MAP法是一种处理高氨氮废水的化学方法,其基本原理是向含有氨氮的废水中添加磷酸盐和镁盐,反应生成磷酸铵镁(MgNH4PO4)。
MgNH4PO4在水中的溶解度很低,Ksp=2.5×10-13(25℃)。
向高氨氮废水中投加磷源和镁源,可以生成MgNH4PO4沉淀,从而达到去除氨氮的目的,见式(1):1.2 仪器和主要试剂1.2.1 仪器SEVENMULTI数显酸度计、磁力搅拌器。
1.2.2 试剂的选择实验选择MgCl2•6H2O(分子量:203.3)作镁源,选择Na2HPO4(分子量:142.0)作磷源。
MAP法常采用的镁源包括MgCl2、MgO、Mg(OH)2,其中以MgCl2的处理效果最好,因为MgCl2在水中的溶解度很大,可以与氨氮、磷源快速反应,具有反应速率快、利用率高的优点;MgO、Mg(OH)2处理效果相对较差,因为二者在水中的溶解度较低,不能充分溶解于废水中,并且没有溶解的镁源又会被生成的MgNH4PO4沉淀包裹,阻碍了镁源继续溶解。
MAP法处理高氨氮废水常选用的磷源包括Na2HPO4和NaH2PO4、H3PO4。
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MAP沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺应用
摘要:实验采用磷酸氨镁沉淀法(MAP)去除高浓度氨氮废水。
以MgSO4和Na2HPO4·12H2O为沉淀剂,通过实验研究磷酸氨镁沉淀法(MAP)去除废水中的氨氮的工艺条件:Mg2+、PO42-的投加量、pH值、搅拌时间对氨氮去除率的影响。
实验结果表明:沉淀剂最佳的投加比例为n(Mg):n(P):n(N)= 1.4:1.3:1,PH值为9.5,反应时间40min。
该工艺条件下,经过二级磷酸氨镁沉淀法(MAP)反应对初最初浓度为2275mg/L氨氮废水处理后可降至8.0mg/L,去除率大于99%。
关键词:化学沉淀法高浓度氨氮磷酸氨镁废水处理
一、引言
实验原水取自某精密合金公司的高浓度氨氮废水,氨氮的超标排放是水体富营养化的主要原因之一。
目前对氨氮废水处理的技术有:化学沉淀法、生物法、折点加氯法、离子交换法、氨吹脱法等等。
生物脱氮法占地面积大,合适用处理低浓度氨氮废水;吹脱法容易造成吹脱塔堵塞,并且吹脱出大量有毒有害的挥发性气体,易造成环境二次污染。
化学沉淀法所需反应时间短,操作简单,并且不产生有毒气有害气体,磷酸氨镁沉淀法沉淀产物可回收用肥料、化学试剂、阻火剂及水泥黏接剂等。
磷酸氨镁化学沉淀法已日益受至重视,得至国内外学者的广泛研究。
其原理是在废水中加入沉淀MgSO4和Na2HPO4·12H2O与NH4+反应生成MgNH4PO4·6H2O沉淀(简称MAP,俗称鸟粪石),通过重力沉淀使MAP从废水中分离,从而实现去除废水中氨氮污染物。
MAP沉淀法已有对工业废水应用案例,但氨氮沉淀工艺条件,如PH值、沉淀药剂的投加比例,反应时间等,对氨氮的去除效果有很大的影响。
因此,本实验针对某精密合金公司高浓度氨氮废水进行研究。
二、材料与方法
1.实验仪器及试剂
2.实验方法
3.检测分析方法
三、结果分析
1.pH值影响
2.搅拌时间影响
3.投药量的影响
原水氨氮浓度2275mg/L,原水pH为9.33时。
化学沉淀法中n (Mg2+):n (PO43+):n(NH4+)投药量对对氨氮去除效率的影响。
pH调整至9.5、搅拌时间40min的条件下,加药量按氨氮的浓度进行调整Na2HPO4·12H2O和MgSO4。
研究n (Mg2+):n (PO43+):n(NH4+)对此种高浓度废水去除率最佳的投药比例。
结果如表一所示。
从上表可以看出,原水浓度2275mg/L时最佳的去除效果的投药比例为Mg:P:N为1.4:1.3:1去除去率为94.1%。
一级MAP化学沉淀处理后出水氨氮浓度为135mg/L,并未能达到排放标准(查看参考文献[6])。
一级出水浓度较高二级MAP化学沉淀处理,结果表明二级MAP化学沉淀处理的投药比例及去除效和一级相同。
原水经过二级MAP化学沉淀反应后,原水浓度从2275mg/L降至8.0mg/L,原水经过二级化学沉淀处理后能达到排放标准。
四、结论
根据以上实验结果得出最佳的工艺条件参数:反应搅拌时间为40min,pH 值为9.5,Mg:P:N的投药摩尔浓度比例为1.4:1.3:1。
在此条件下经过二级处理,初始浓度2275mg/L氨氮废水,反应沉淀后氨氮浓度可降至8.0mg/L,二级MAP化学反应沉淀去除率达99.65%。
MAP化学沉淀法在处理某精密合金公司高浓度氨氮废水时适应性很好,反应速度快,氨氮沉淀较好。
参考文献
[1]国家环境保护总局,水和废水监测分析方法(第四版),中国环境科学出版社?北京2002.12.
[2]文艳芬,唐建军,周康根,MAP化学沉淀法去处理氨氮废水的工艺研究,工业用水与废水,2008.
[3]高健磊,闫怡新,吴建平,王会芳,化学沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺条件研究,2008.
[4]闵敏,黄种买,化学沉淀法去除养猪场废水中氨氮的试验研究,化学与生物工程.
[5]典平鸽,时鹏辉,晶析辅助化学沉淀法处理高浓度氨氮废水,工业水处
理,2010.
[6]排放标准是指《污水综合排放标准》(GB8978-1996),氨氮排放标准15mg/L.。