污水化学沉淀法除氮_李志强

第了卷\/、)1.7第2期N().2上海环境科学51飞a一飞91飞之l{E{1丫、它。fl{飞飞cl飞rals心Icnce卜1988年2月Febl·u之tl),1988污水化学沉淀法除氮李志强(同济大学)一、我国目前城市污水处理的除氮情况二、化学沉淀法去氮和按的回收利用城市污水中的氮,主要是N啥l寸一N和有机氮。NH寸的含量为30~50,ngN/l。经生物处理后,被氧化成NO升N和NO:一N。残留NH冬N的浓度和污泥负荷有关。污泥负荷越高,出水中NH4一N的浓度就越高。N}{井N是高耗氧物质,每生物氧化l克,需耗溶解氧4.5了克。大量进入水体,则可能造成水体缺氧。表l为污水处理厂出水残留C和N的总耗氧量与污泥负荷的关系。当负荷大于0.15kgOBD:/kgMLSS·d时,出水中的主要耗氧物质是NH介N。我国目前污水处理厂负荷普遍偏高,NH冬N去除很少。另外,氮是造成水体富营养化的主要物质,因此,应予充分的重视。联邦德国亚深工业大学(RWTH人acle、飞)最近开始研究的化学沉淀法除氮技术,具有许多优点。现作简单介绍。众所周知,固定态的氮(包括Nl衬一N,N()万一N等)是农作物生长所必需的养料。为了养活人类,全世界每年必须合成7千万吨氮(以N计),用于生产农肥。如果能经济有效地回收污水中的Ntl才一N,那是一举二得的大好事。在这方面,人们早就作过尝试。如,用碱性吹脱一一酸性吸收法、离子交换法等回收钱,但是,都因费用太贵而无法在城市污水处理中推广使用。最近,cShulge一Rettmer和Yawar:等成功地研究了用化学沉淀法去除城市污水中的NH草一N,沉淀产物磷酸镁按是高效农肥,取得的结果,令人鼓舞〔51。该法的原理为:向含NH才污水中投加MgO和H、阶。,生成难溶复盐MgNH4阳4·6HZO(简称MAP)结晶,通过重力沉淀,使M八P与污水分离。为了书写方便把它简称为M八P法。反应方程式如下:MgO+H:O一MgZ++ZOH-表1出水残留C和N的总耗氧t与污泥负荷的关系污泥负荷NH吉一N(mg/l)BO。。(mg八)总耗氧量(kg卜弓()D:/kg·d)O:=蛋幻D。+(NH左一N)4.5750%值80%值50%值80%值50%值80%值0。032l259l4640.052l26l0l4650.15ll2382258127O。3026362l391402040。6034434060195257(注:50%值为统计中的中值,80%值为所有统计数的80%,小于或等于该数的数值。)一37一MgZ`+NH了+图犷+6H,O一MgNH4图4·6卜4,O毒MAP法的工艺流程见下图所示。Mgo和比图、的投量必须按水中N日了的含量而定。MAP法的混和池反应时间5~10分钟。M入P非常容易沉淀,所以沉淀时间只要l()分钟。的残留浓度还比较高。因此,S卜:,l,e一Rett,11。,和丫a\二r,建议M入P沉淀放在生物处理前,经生物处理后,N和尸的含量能进一步降低。经图1所示的工艺处理,城市污水出水Nll才一N浓度可达l~smgI/,PO:一P的含量不超过一般生物处理法。为了除磷,可以在曝气池前加「e3+。N戌一测定三、讨论M`NHIP哎)4图1MA尸法的工艺流程M`气p有如下化学特性:(一)陇、P为园柱形结晶体,长有数毫米,不会象矶花那样吸附大量的杂质,它的沉淀物比较纯净。(二)M人P的溶解度主要与污水的pH值有关。经试验确定,当l们为9时,污水中N日冬N的溶解度最小,为5.4/一7.8,,,g/l。(三)M入P是含磷和氮的高效农肥。M八P中的Mg’+是叶绿素的必须组成(关于M入P的农业利用价值的详细研究正在进行之中)。为了取得理想的效果,在工艺上应该注意如下几点:(一)Ml\〕的溶解度积公式为:rL一CNH幸CMg“十C阳才一式中,乌一温度为T时的M入p的溶度积;cNH享、cMg“十、clD{一分别为NH寸、MgZ+和图璧一的浓度。由式可知,为了达到较低的Nll井N浓度,可以过量投加Mg’十和阳犷。由于Mgo比较便宜和无副作用,以过量MgO比较合理。Sehul、,e一Rcttlner和Yawa,l建议以N:Mg:P=川.5:0.9投加MgO和H洲)4。(二)MgO是碱性氧化物,溶解于水,使水形成碱性。通过调节MgO的投量,可以使pH值达到最佳值9。(三)经M八P沉淀后,NH寸一N和IU璧一P采用M入尸沉淀法后,曝气池不需要达到硝化,取常负荷0.3Okg仪)D丫kgMISS·d即可。这样,曝气池体积比硝化一反硝化法可以减小约1倍,总的基建费用可节省。N日才一N在M入P法中被沉淀去除,与硝化-反硝化法相比,能耗大大节省。为了不另外增加运行费用,阵、尸的售价必需大于化学药剂的购价,是否可行,还有待于进一步研究。Nl人P要求比较正确地连续测定进水中N