化学沉淀法处理高浓度氨氮废水王延梅

2018年11月环保与节能化学沉淀法处理高浓度氨氮废水王延梅（潍坊科技学院化工学院，山东寿光262700）摘要：化学沉淀法除氮技术的工艺流程简单，反应速率快、氨氮去除率高，特别适合于处理高浓度氨氮废水。废水中的氨氮与加入的NaH2PO4·12H2O、MgCl2·6H2O反应生成沉淀磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O)，这样既去除了氨氮，生成的沉淀物亦可作缓释肥。关键词:化学沉淀法；高浓度氨氮废水；磷酸铵镁卤水一碳铵法是国内生产优质轻质氧化镁的方法之一，它以卤水为原料，以碳铵和氨水为沉淀剂生产轻质氧化镁。其工艺过程简单，易于操作控制，投资小，特别适合中小规模生产。本研究在潍坊侯镇某卤水碳铵法生产轻质氧化镁厂取两份废水样分析，检测结果如下显示其排放的废水中不仅含有高浓度的氨氮，还含有大量的镁离子及氯离子。山东省渤海莱州湾畔，有丰富的卤水资源，卤水碳铵法生产轻质氧化镁的工厂很多，其排放的废水中氨氮的浓度很高，对环境造成了极大的污染，由于污染问题被关停的企业不在少数，这极大限制了此类企业的发展。因此需要为卤水碳铵法生产轻质氧化镁的企业找到一种经济、有效的处理高浓度氨氮废水的方法。下面对化学沉淀法予以介绍：1化学沉淀法原理化学沉淀法是向废水中投加某些化学物质时，废液中待去除的组分与之反应生成沉淀，从而降低其浓度的方法。化学沉淀法脱除氨氮的基本原理是溶液中NH4+、Mg2+、PO43-三者的离子积大于MgNH4PO4的溶度积常数时，会自发生成沉淀。所以当向废水中投加一定量的镁盐和磷酸盐时，废水中的NH4+与之反应生成难溶性物质MgNH4PO4.6H2O(简称MAP)结晶，在重力作用下MAP从废水中分离出来，实现去除废水中氨氮的目的[1]。化学沉淀法可以处理各种浓度的氨氮废水，尤其适于处理高浓度的氨氮废水。其产物MAP是一种缓释肥料，俗称鸟粪石。磷酸铵镁经提纯后用途广泛，可以应用于医药卫生、造纸、涂料行业等。化学沉淀法是一种技术可行、经济合理的污水处理方法，如果能进一步开发MAP作为肥料的价值，化学沉淀法处理氨氮废水的前景将更广阔。2鸟粪石结晶法的应用现状20世纪60年代以来，人们开始研究应用化学沉淀法去除废水中的氨氮，并将其应用在实际废水处理中[2]。Uludag-Demirer等[3]研究发现，应用MAP法可以可以去除94%的磷酸盐，镁源用氢氧化镁泥浆，pH值为8.5,每天生成的沉淀为320g干磷酸铵镁。Calli等[4]研究发现，Mg2+:NH4+:PO43-的物质的量比值为1:1:1时，氮氮去除率达到了98%，出水氨氮浓度小于40mg/L。Chimenos等用低品位的廉价的氧化镁作镁源，用MAP法时，氨氮去除率达到了99%，可以去除所有的磷。Tonni等研究发现，氨氮浓度在3260mg/L～5618mg/L,用MAP法可以去除98%的氨氮。卤水碳铵法生产轻质氧化镁企业排放的废水中含有大量的NH4+、Mg2+，当往废水中添加PO43-时，废水中的NH4+、Mg2+会与之反应生成难溶性复盐MgNH4PO4，通过MgNH4PO4（MAP）去除废水中的NH4+。一般的化学沉淀法去除氨氮废水需要用到镁盐和磷酸盐两种药剂，后期处理成本较高,其应用受到一定的限制。而卤水碳铵法生产轻质氧化镁行业产生的废水中含有的大量的Mg⁃Cl2，用化学沉淀法去除氨氮时，只需往废水中添加磷酸盐及少量的镁盐即可，这样就节省了大部分镁盐的费用，运行成本得以降低，副产物鸟粪石还可回收、制备高效缓释肥。鸟粪石中含N、P、Mg三种元素，可以用作缓释肥。二十世纪，人们发现鸟粪石中的五氧化二磷比磷酸钙中的五氧化二磷更易被植物吸收。因为植物在生长过程中，其根部会不断分泌柠檬酸等酸性物质，这样就增大了鸟粪石的溶解度，有利于农作物对营养成分的吸收，可以充分发挥鸟粪石结晶的肥效；而且鸟粪石不吸附重金属，作农肥时不会对农作物产生危害,被称作新世纪的肥料。鸟粪石结晶是一种优异的缓/控释肥。国外已成功地将鸟粪石结晶推向了市场。鸟粪石结晶在澳大利亚的市售价为200美元左右，在日本则约为500美元，在一些国家甚至达到了二千美元。化学沉淀法处理氨氮运行成本低，反应周期短，管理方便；反应不受温度的限制，不受毒物的干扰。因此，鸟粪石结晶法去除卤水碳铵生产轻质氧化镁行业排放的高浓度氨氮废水的工艺，不仅有良好的环境效益，还有一定的经济效益。参考文献：[1]林明波.高氮低碳垃圾渗滤液处理试验研究：[学位论文]重庆：重庆大学，2007.[2]刘大鹏.化学沉淀法处理高浓度氨氮废水动力学研究及工艺条件优化：[学位论文]湖南：湖南大学，2004.[3]罗智文·改性硅藻土吸附废水中氨氮和重金属（铬）的研究：[学位论文]重庆：重庆大学，2006.[4]BarisCalli，BulentMertoglu，BulentInanc.Landfillleach⁃atemanagementinIstanbul：applicationsandalternatives[J].Che⁃mosphere,2005,59：819–829.基金项目：潍坊市科技发展计划（2017JX09）；山东半岛卤水资源高值化绿色化综合利用工程技术研发中心平台项目（2018ls011）作者简介：王延梅，硕士，副教授，研究方向：水质检测与处理174