磷酸铵镁除磷脱氮技术

1、磷酸铵镁除磷脱氮技术摘要：目前，生物脱氮除磷常采用A2工艺，但其流程长且本钱高，对进水氨氮浓度变化的适应性及抗负荷冲击的才能较差。本文介绍一种化学沉淀法，即APagnesiuAniuPhsphate脱氮除磷法。关键词：磷酸铵镁除磷脱氮AP化学沉淀法RevalfAniuandPhsphatebyagnesiuAniuPhsphatePressAbstrat：AniuandphsphateareiprtantausesftheeutrphiatinfaterTheusefagnesiusaltasapreipitantinthetreatentfasteaterntainingphsphatean

2、daniuanrevebthaniuandphsphatesiultaneusly，resultinginthefratinfasedientfagnesiuaniuphsphate，rAP，hihaybeuesdasafertilizer，atarevalratever90Keyrd：asteatertreatent；agnesiuaniuphsphate；heialprepitatin；revalfaniuandphsphate目前，生物脱氮除磷常采用A2工艺，但其流程长且本钱高，对进水氨氮浓度变化的适应性及抗负荷冲击的才能较差。本文介绍一种化学沉淀法，即APagnesiuAniuPhsp

3、hate脱氮除磷法。1AP除磷脱氮的根本原理向含NH4+和P43-的废水中添加镁盐，发生的主要化学反响如下：g2+HP42-+NH4+6H2gNH4P46H2+H+1g2+P43-+NH4+6H2gNH4P46H22g2+H2P4-+NH4+6H2gNH4P46H2+2H+3再经重力沉淀或过滤，就得到AP。其化学分子式是gNH4P46H2，俗称鸟粪石；它的溶度积为2.510-13。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。2AP除磷脱氮的影响因素和沉淀物组成分析2.1g2+，NH4+，P43-三者在反响过程中的比例在处理氨

4、氮废水方面，将H3P4参加到含有g的固体粉末中制成一种乳状液，对2.4710-3l/L氨氮废水进展处理，得出H3P4与g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42g/L，在最正确条件下，氨氮质量浓度可降到0.5g/L以下1。赵庆良2等人对5618g/L氨氮的垃圾渗滤液进展处理，按n(g2+):(NH4+):nP43-)=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172g/L，过量投加10的镁盐或磷酸盐，氨氮质量浓度可分别降为112g/L和158g/L，继续进步镁盐或磷酸盐的量，废水中剩余氨氮质量浓度处在100g/L左右，很难进一步降低。笔者对某一

5、合金厂的质量浓度为1600g/L的氨氮废水进展处理，按最正确配比n(g2+):(NH4+):nP43-)=1.3:1:1，参加硫酸镁和磷酸氢二钠，氨氮质量浓度可降到60g/L，对某炼油厂的氨氮含量高1231g/L的废水用此方法处理，氨氮质量浓度可降到112g/L。在除磷方面，国外有人证明，晶体纯度与初始氨氮质量浓度有关，最正确比例n(g2+):(NH4+):nP43-)=1:1.6:1，磷、镁去除率达95以上3。Katsuura4认为n(g):n(P)为1.3:1时，除磷效果最好。2.2反响的pH值AP溶于酸不溶于碱，笔者对模拟氨氮废水进展重复验证，证明废水在pH值为7.0以上，才会出现小颗粒

6、沉淀物，当用NaH将pH值调至8.0以上时，会出现大量沉淀。pH值在7.010.5之间，主要的反响过程如式1，2，3，当pH值上升到10.512之间，固定氨会从gNH4P4中游离出来，生成更难溶的g3(P4)2ksp=9.810-25。笔者在对无杂质氨氮废水与含杂质氨氮废水进展比拟，发现前者pH值必须到达7.0以上，才会生成沉淀，而后者在pH值为6.3左右时，水中不断出现白色沉淀物，说明氨氮废水有比拟大的悬浮颗粒时，沉淀物AP可提早生成。国内外的研究人员对AP除磷脱氮最正确pH值进展了研究，结果见表1。表1不同废水AP除磷脱氮的最正确pH值废水类型垃圾渗滤液厌氧污泥上清液城市污水氮肥厂制革废水

7、最正确pH值8.59.09.09.59109.59.0从表1可以看出，生成AP沉淀的最正确pH值范围810，由于废水水质不同，造成最正确pH值范围有一定的差异。反响pH值的调节一般采用以下方法：投加NaH一般人们常用NaH来调pH值，此方法操作过程简便，但需要耐腐蚀罐装NaH溶液。投加g(H)2氢氧化镁具有缓冲才能，pH值最高不超过9.5，即使氢氧化镁过量也不会严重影响沉淀效果，而且氢氧化镁无毒、无腐蚀，无须专门防腐设备。缺乏之处，pH值与投加n(g):n(P)的比例不能互相独立控制。脱气法对厌氧消化污泥上清液生物厌氧反响产生的高浓度2，可用脱气法将2吹出3以进步pH值。Battisini6用

8、连续通气方法，将上清液中的2从3540降到0.035，pH值也从7.9上升到8.38.6。不过这种方法只能局限于厌氧消化上清液这类含高浓度2的废水。2.3反响时间与晶种Zdybieska7对氮肥厂废水进展实验，发现当反响时间为25in时，氨氮去除率最高80。同时反响时间也是形成AP晶粒大小的因素之一。Straful在实验中发现反响时间1in时，晶粒长度只有0.1，当反响时间为60in时，晶粒长度达0.8，3h后晶粒可达3，虽然氮磷去除率变化不大，但是晶粒越大，沉淀效果越好。Battisini在中试试验中，将0.210.35的石英砂填到580.42的流化床，为AP提供晶种，除磷效率为80。3沉淀

9、物组成分析表2是处理社区废水得到的沉淀物8，可以看出沉淀物中营养元素含量比拟高，镁和磷元素均高于理论值，这是因为沉淀物中还有a5(P4)3H，g(H)2，g3(P4)2等物质。表2还可以看出Dr的含量比拟小，说明沉淀物AP很少吸收有机物。表2某生活污水生成的AP的组成组分(g)(P25)(N)(a)(K)(Dr)理论值16.428.55.7实测值18.130.64.91.60.30.2澳大利亚Elisabeth5用这种方法回收厌氧消化污泥上清液中的磷，生成的AP淤泥枯燥快，最终产物呈白色细粉末见表3。表3厌氧污泥生成的AP的组成组分(g)(P)(N)(H2)理论值9.912.65.744实测值

10、9.112.45.139对厌氧消化上清液生成的AP中的重金属的分析结果见表4，由表4可以看出沉淀物AP几乎不吸收重金属。用于农家化肥，不会对庄稼产生危害。周娟贞9对某催化剂厂提供的转鼓滤液氨氮质量浓度为7472g/L用AP沉淀法处理，对AP沉淀物分析说明，g的质量分数以g计为18.18，磷的质量分数以P25计为28左右，氮的质量分数以N计为4.5。表4AP中的重金属污染物成分分析g/kg组分不同AP试样的分析结果1234(d)45.544(Pb)556.95.2(Hg)0.20.10.10.14AP处理本钱分析沉淀AP需要镁盐和磷酸盐，沉淀1kg氨氮需要1.90kg镁和2.0kg磷以及少量Na

11、H，假如采用AP沉淀法将社区废水中的氨氮从55g/L处理到20g/L，总运行费用与硝化反硝化法相当。假如沉淀产物AP作为肥料出售，就可进一步降低本钱。5存在的困难和开展前景尽管有很多文章报道用此方法对不同废水所做的研究，并对沉淀物组分进展了分析，说明沉淀物的纯度接近AP的理论值，而且几乎不吸收重金属，但在实际应用上仍有许多问题需要进一步解决：研究显示，当n(P43-)/n(NH4+)1时，可以大幅度进步除磷效率，当n(P43-)/n(NH4+)1时，氨氮去除率较高，如何确定两者最正确比例可以最大限度除磷脱氮，是今后研究的重点；寻找更好的反响条件和反响药剂，进步AP除磷脱氮的效率，使出水NH4+

12、和P43-降到排放标准以下；有机物以及其它杂质对AP除磷脱氮过程的影响机理尚不清楚；AP除磷脱氮的经济效益主要取决于沉淀设备的投资和运行费用，当产物在市场上转化为产品，获得一定利润时，该工艺才能推广应用。由于此方法用药剂量大，运行费用高，为了降低费用，可用卤水代替镁盐。由于传统除磷脱氮工艺造成氨的浪费，尤其是磷的流失，而目前，磷矿储存量不够人们开采100a，所以我们要积极利用AP除磷脱氮方法来到达N，P元素的回收利用。参考文献：1钟理，詹怀宁DHill化学沉淀法除去废水中的氨氮及其反响的讨论J重庆环境科学，200，22(6)：54562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1

13、999，20(5)：90923StratfulISrishaDLesterJNnditinsinflueningthepreipitatinfagnesiuaniuphsphateJaterresearh，2001，35(17)：419141994KatsuuraHphsphatereveryfrseagebygranulefringpressfullsalestruvitereveryfraseagerksatShianePrefetureJapanInInternatinalnferenenphsphatereveryfrseageandanialasteUKarikUniversity1

14、9985ElisabethV，unn，KEithBarrntrlledstruviterystallizatinfrrevingphsphrusfrnanaerbidigestersidestreasJaterresearh，2001，35(1)：1511596BattistniP，FavaG，PavanP，etalPhsphaterevalinanaerbiliqursbystruviterystallizatinithutadditinfheials：preliinaryresultsjaterresearh，1997，31(11)：292529297Zdybieska，KulaBRevalfanianitrgenbythepreipi