化学沉淀法预处理高浓度氨氮废水的影响因素_要玲(1)

第27卷第2期山西化工Vol.27No.22007年4月SHANXICHEMICALINDUSTRYApr.2007收稿日期:2006-11-16作者简介:要玲,女,1979年出生,2002年毕业于湖南大学环境工程专业,中北大学分校环境工程系,助教。专题讨论化学沉淀法预处理高浓度氨氮废水的影响因素要玲(中北大学分校环境工程系,山西太原030008)摘要:在高浓度氨氮废水中投加一定质量的MgSO4·7H2O和Na2HPO4·12H2O,使氨氮生成沉淀物MgNH4PO4·6H2O得以除去。研究了化学沉淀法预处理高浓度氨氮废水的影响因素,通过正交实验得出废水pH值、反应物摩尔比和氨氮质量浓度对氨氮去除率的影响较大。关键词:氨氮废水;化学沉淀法;正交实验法中图分类号:TQ085+.412;O652.6文献标识码:A文章编号:1004-7050(2007)02-0061-03引言随着工农业生产的迅速发展,高浓度氨氮废水的排放量日益增加。一般高浓度氨氮废水排放前需用物理化学法进行预处理,目前采用较多的物理化学法有氨吹脱法等方法。本文所研究的化学沉淀法预处理氨氮废水是在高浓度氨氮废水中投加一定量的MgSO4·7H2O和Na2HPO4·12H2O,使氨氮生成沉淀物MgNH4PO4·6H2O得以除去。通过正交实验考察了预处理氨氮废水的影响因素,得出废水pH值、反应物摩尔比、氨氮质量浓度对氨氮去除率的影响较大。1实验部分1.1仪器及试剂模拟废水:氨氮质量浓度分别为480mg/L,1450mg/L,2560mg/L。仪器:pHS-10型酸度计;721型分光光度计。1.2实验机理氨在废水中主要以NH+4-NH3形态存在,它们之间存在一个离子反应平衡:NH3+H2ONH+4+OH-反应在碱性范围内进行,但pH值不宜太高。降低pH值可减少NH3的挥发。向氨氮废水中投加试剂MgSO4·7H2O和Na2HPO4·12H2O,使之与废水中氨氮反应生成难溶的复盐MgNH4PO4·6H2O(MAP),通过重力沉淀使MAP从废水中分离。反应方程式:Mg2++PO3-4+NH+4+H2OMgNH4PO4·6H2O↑1.3实验方法实验采用模拟废水为原料,进行正交实验,以排除干扰,找到最佳反应条件。MAP沉淀实验在500mL烧杯中分批进行,步骤如下:1)称取一定量的试剂,并为每次实验量取200mL废水于烧杯中;2)将称量好的试剂倒入烧杯中,开动磁力搅拌器使其充分反应,监测反应混合液pH值;3)分别用14mol/L、10mol/L和0.5mol/L的NaOH溶液调节混合液pH值;4)15min后,停止搅拌,测量反应终态pH值;5)收集MAP沉淀的上清液,测量其中N、P、Mg的含量;6)测量MAP酸解液中N、P、Mg的含量。1.4测定方法1)氨氮的测定:采用纳氏试剂比色法(GB7479-87)。2)磷的测定:采用钼酸铵分光光度法(GB11893-89)。DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2007.02.0223)镁的测定:采用铜试剂分离EDTA络合滴定法。2结果与讨论2.1正交实验影响因素和水平设计本实验对pH值、试剂摩尔比和氨氮质量浓度三因素做了三水平的正交实验。通过正交实验得到正交实验因素水平表(见表1)和正交实验结果及极差分析表(见表2),氨氮废水出水指标见表3。表1正交实验因素和水平表因素水平123A1∶1∶11.5∶1∶12∶1∶1B71013C480.01450.02560.0注:A———试剂摩尔比n(Mg)∶n(P)∶n(N);B———pH值;C———氨氮质量浓度,mg/L。表2正交实验结果计算及极差分析表实验号列号ABC111121223133421252236231731383219332K1232.64234.57193.36K2226.14266.07235.77K3232.16190.22261.81k177.5578.1964.45k275.3888.6978.59k377.3963.4187.27R2.1725.2822.82优化水平A1B2C32.2讨论对实验结果进行分析,得出不同试剂摩尔比与氨氮去除率的关系如表4。pH值与氨氮去除率的关系如表5。氨氮质量浓度与氨氮去除率的关系如表6。由表2可知,影响因素的顺序为B>C>A,即pH值>氨氮质量浓度>试剂摩尔比,优化水平为A1B2C3。当n(Mg)∶n(P)∶n(N)=1∶1∶1、pH=10、氨氮质量浓度为2560mg/L时,得到最佳去除表3预处理氨氮废水出水指标实验号氨氮(以N计)质量浓度/mg·L-1去除率/%PO3-4(以P计)质量浓度/(mg·L-1)Mg2+(以Mg计)质量浓度/(mg·L-1)终态pH值1180.0062.50342.50.426.8721