氨氮废水的化学沉淀法处理_雷体艳(1)

氨氮废水的化学沉淀法处理雷体艳1陈希雯1王亚兵2（1、中机十院国际工程有限公司，河南洛阳4710002、黎明化工研究所，河南洛阳471000）1项目由来大通物产有限公司是生产尿素的氮肥厂，其生产废水含NH4－N很高，该公司提供的设计资料如下：原废水处理设计采用将生产废水通过调节池先经碱性吹脱法脱氨，然后与生活污水混合于调节池中，然后泵入接触氧化池进行生化处理，经二沉池分离污泥后出水再经混凝气浮、过滤处理后回用于循环系统作补充水及绿化洒扫用水，余水达标排放。实际投运后，发现生产废水NH4－N高达1910mg/L，碱性脱氨废水仍高达1100mg/L，未达到预处理效果。为使预处理达到NH4－N<100mg/L的目标，决定在生化处理前增设化学沉淀除氨设施。由该公司提供生产废水，进行化学沉淀除氨小试验。2氨氮废水的化学沉淀法处理化学沉淀法处理氨氮废水是在含NH4＋的废水中投加Mg2＋和PO43－，使之与NH4＋生成难溶的复盐MgNH4PO3.6H2O（简称MAP）结晶，通过沉淀使MAP从水中分离出来，沉淀的MAP可用作肥料。1977年日本KenichiEbata等人采用在氨氮废水中投加Mg2+和PO43－生成MAP沉淀以去除NH4+，处理后NH4+从1100mg/L降至100mg/L以下。HiroshiOno等人用Mg（NO3）2和NaH2PO4处理含氟的氨氮废水，NH4+－N浓度从253mg/L降至10mg/L以下。对于化学法中使用的镁和磷，R.Schulze-Rettmer经过试验计算后认为：要沉淀处理1Kg氨氮，需1.9Kg的镁和2.0Kg的磷以及少量的NaOH。采用化学沉淀法将废水中的NH4－N从55mg/L降至20mg/L，其总的运行费用与硝化—反硝化的生物脱氮工艺相当，当废水中NH4－N浓度<25mg/L时，应用化学沉淀法其运行费用将很高。氨氮废水的化学沉淀法中发生的化学反应方程式如下：Mg2＋＋NH4＋＋PO43－＋6H2O→MgNH4PO4.6H2O3MgO与H3PO4处理氨氮废水的试验研究德国R.Schulze-Rettmer等人的研究发现，化学沉淀法最好使用MgO和H3PO4，这样不但可避免往废水中带入其他离子，而且MgO还可起到中和H＋的作用，节约用碱量。经化学沉淀后，废水中NH4＋－N和PO43－的残留浓度还比较高，因此建议将化学沉淀置于生物处理之前，经过生物处理后，N、P含量可进一步降低。在实验中拟先采用MgO、H3PO4法。MgO是固体粉状物，极难溶于水，实验中先后将MgO加入H3PO4和HCl中，搅拌很长时间均无法按等量溶解。大通物产有限公司现场曾在含氨废水先加入H3PO4溶液后加入MgCl2溶液，由于pH低没有产生沉淀，经加NaOH溶液调pH至8～9能产生少量白色沉淀。实验表明很难用MgO和H3PO4来处理氨氮废水。4Na3PO4与MgCl2处理氨氮废水的试验研究试验中发现Na3PO4.12H2O溶解度小，不易溶解，需水溶加温后才能完全溶解，溶解后溶液pH＝12。首先试验加药顺序对处理效果的影响。1#水样：先加入Na3PO4溶液，后加入MgCl2溶液搅拌，立即产生白色沉淀，最终pH＝9。NH4－N浓度由反应前的1910mg/l降至66.3mg/l，去除率96.53％。按去除的NH4－N的量计算出理论耗P、Mg量，与实际耗P和耗Mg量比较，约有35%的Mg2＋生成了Mg（OH）2沉淀。沉淀物体积约占总体积的40%左右。2#水样：先加MgCl2溶液，后加入Na3PO4溶液，测得pH＝9，加药反应完全后出现结晶状悬浮物，沉淀后呈白色，沉淀物体积约占20%左右。NH4－N浓度由反应前的1910mg/l降至183mg/l，去除率90.42%。通过试验可知：先加MgCl2溶液，废水pH值较低，氨氮主要以NH4+离子形态存在，挥发少。当加入Na3PO4溶液后立即产生MAP沉淀，pH升高，未发现明显Mg（OH）2沉淀，其沉淀物沉降较快，沉降物较致密（Mg（OH）2沉淀物较轻浮），可见主要为MAP结晶物，因此沉淀物体积小。总的除氮效果2#水样稍低于1#水样，但沉淀物体积小是一个很大的优点。相比之下，先加Na3PO4可使废水具有较高的pH值，可在脱氨塔先进行碱式吹脱，然后加MgCl2进行沉淀，处理效果较高，不足之处是会有部分Mg（OH）2沉淀生成，使沉淀物体积较大。这两种加药方式可根据实际情况分别采用。5NaH2PO4与MgCl2处理氨氮废水的试验研究根据Na3PO4与MgCl2处理氨氮废水的试验可知先加入PO4-再加入Mg2＋的顺序处理效果更好，本次试验确定废水pH对处理效果的影响。NaH2PO4·2H2O易溶解，溶解后溶液pH为5。3#水样：pH为9，先加入NaH2PO4溶液搅拌，pH降至7。然后加入NaOH溶液调节pH