化学沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺条件研究_高健磊

第31卷化学沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺条件研究高健磊,闫怡新,吴建平,王会芳(郑州大学水利与环境学院,河南郑州450001)摘要:以Na2HPO4和MgSO4为沉淀剂,对氯化铵、硫酸铵、氨水以及碳酸氨等四种高浓度氨氮废水进行化学沉淀法脱氮处理。正交试验的结果表明,废水初始pH值是影响氨氮去除率最主要的因素,Mg2+和PO43+的投加量与废水中氨氮的比值也对氨氮去除率有重要影响。单因素试验进一步优化表明,对于此四种氨氮废水,当初始氨氮浓度为1500mg/L时,去除氨氮的最佳工艺条件为:pH10.1~10.5,Mg:N和P:N的比例分别为1.2~1.4和1.0~1.2,此时各废水中氨氮的去除率可达到93%~99%,磷的利用率达到97%以上。关键词:氨氮;化学沉淀法;废水处理中图分类号:X703文献标志码:A文章编号:1003-6504(2008)10-0114-04TechnicalConditionsofChemicalPrecipitationforTreatmentofHighConcentratedAmmoniaNitrogenWastewaterGAOJian-lei,YANYi-xin,WUJian-ping,WANGHui-fang(SchoolofWaterConservancyandEnvironment,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China)Abstract:Foursimulatedhighconcentratedammonianitrogenwastewaterincludingammoniumchloride,ammoniumsulfate,ammoniawaterandammoniumcarbonateweredenitrifiedbychemicalprecipitationwithNa2HPO4andMgSO4asprecipitants.ResultsoforthogonaltestshowedthatinitialpHwasthekeyfactorthataffectstheremovalofammonianitrogen,andratioofMg∶NandP∶Nalsoplayedanimportantroleinremovalefficiencyofammonianitrogen.Furtheroptimizationofsinglefactorshowedthatwiththeinitialammonianitrogenof1,500mg/L,removalefficiencyofammonianitrogenachieved93%~99%whenoptimalpHwas10.1~10.5andratioofMg∶NandP∶Nwere1.2~1.4and1.0~1.2respectively,andutilizationratioofphosphorusreached97%aswell.Keywords:ammonianitrogen;chemicalprecipitation;wastewatertreatment工业生产过程中排放出大量的高浓度氨氮废水,如冶炼废水、焦化废水、化工厂和化肥厂的废水等。氨氮的超标排放是水体富营养化的主要原因之一,因此,经济有效地控制这类废水对环境的污染是化工和环保行业一项亟待解决的问题。目前高浓度氨氮废水处理的技术方法有很多,其中化学沉淀法具有反应时间短、工艺流程简单、去除率高、其反应产物磷酸铵镁(MAP)作为缓释肥料可以实现氨氮的再利用等优点[1-2],而逐渐引起大家的重视。它主要是在废水中加入沉淀剂(可溶性镁盐和磷酸盐),与氨氮反应生成磷酸铵镁沉淀,从而将氨氮从水中去除。本研究对化学沉淀法处理高浓度氨氮废水的工艺条件进行了系统优化研究,为其实际应用提供理论依据。1材料与方法1.1试验材料分别采用氯化铵、硫酸铵、氨水以及碳酸氨等与自来水配制成一定浓度的氨氮模拟废水。根据文献资料[3]及前期试验结果,沉淀剂选择硫酸镁和磷酸氢二钠,根据试验要求按照一定的配比进行投加。1.2试验方法试验在500mL烧杯中进行。每次取水样200mL,在搅拌条件下加入Na2HPO4·12H2O,待其完全溶解,用HCl或NaOH调节水样到所设定的pH值,然后投加MgSO4·7H2O。反应进行20min,搅拌速度为22.55s-1,结束后将混合液静置沉淀30min,用G3漏斗过滤,收集滤液,测定其中氨氮、总磷以及Mg2+的浓度,并计算氮的去除率和磷的利用率。试验过程中,首先采用正交试验方法,分析影响化学沉淀法去影响氨氮去除率的关键因素,然后再分别对各单素进一步优化。1.3分析方法氨氮的测定采用蒸馏预处理-滴定法[4];总磷的测定采用过