磷酸铵镁法去除猪场污水中氨态氮和化学需氧量-COD-的效果研究

2011年12月(上)收稿日期:2011-01-05;修回日期:2011-05-23作者简介:朱海生(1976－)，男，讲师，博士，zhs19761228@163．com．磷酸铵镁法去除猪场污水中氨态氮和化学需氧量(COD)的效果研究朱海生1，赛娜2(1．西南大学荣昌校区动物科学系，重庆402460;2．黑龙江省畜牧兽医信息中心，哈尔滨150008)中图分类号:S815．9文献标识码:B文章编号:1004-7034(2011)12－0061－03集约化猪场产生的污水量大，污水中有机物含量高，氮、磷含量高，对土壤、地下水和大气造成严重污染。尽管厌氧发酵可以处理一部分污染物，但是仍然不能使污水达标排放，需要有效的后续处理方法。研究表明，磷酸铵镁法是处理工业废水行之有效的方法［1－3］。为此，试验通过使用磷酸铵镁法处理猪场污水，研究磷酸铵镁法对猪场污水中氨态氮和化学需氧量(COD)的去除效果，现报道如下。1材料主要试剂包括MgCl2·6H2O、MgO、Mg(OH)2、Na2HPO4·12H2O、85%H3PO4、KH2PO4、HCl、NaOH，均为市购。试验用污水是重庆市荣昌某猪场的厌氧出水，pH值为7．40，氨态氮浓度为580．50mg/L，COD为5312．78mg/L。2方法在每次结晶沉淀试验中，分别取猪场厌氧出水400mL倒入500mL烧杯中，根据污水中氨态氮的浓度，按Mg2+、NH4+、PO43－摩尔比例为1∶1∶1分别投加一定量的镁试剂和磷酸盐，用10mol/LNaOH溶液和1mol/LHCl溶液调节原水pH值。在搅拌速度为150r/min的动力搅拌下反应30min，再静置30min，取上清液，采用蒸馏和滴定法测定氨态氮，采用重铬酸盐法测定COD。每次测试重复3次。然后，对选定的Mg2+和PO43－分别进行组合，共9种试剂组合，分别测试污水中氨态氮和COD的去除效果，以确定Mg2+和PO43－的最佳组合。然后对选定的试剂组合分别按照Mg2+、NH4+、PO43－的不同摩尔比例(0．5∶1∶1，0．8∶1∶1，1．5∶1∶1，2∶1∶1，1∶1∶0．5，1∶1∶0．8，1∶1∶1．5，1∶1∶2)进行添加，以确定试剂的最佳比例。基于上述研究的最佳试剂组合，研究不同pH值(7，8，9，10)对磷酸铵镁法去除氨态氮和COD效果的影响。3结果与分析3．1不同试剂配伍对氨态氮和COD去除率的影响按Mg2+、NH4+、PO43－的摩尔比例1∶1∶1分别投加一定量的镁试剂和磷酸盐，控制pH值为9．0，反应30min，静置30min，测定上清液中的氨态氮和COD浓度，计算氨态氮和COD的去除率，结果见表1。表1不同试剂配伍对污水中氨态氮和COD去除率的影响%试剂配伍氨态氮去除率COD去除率MgCl2·6H2O+Na2HPO4·12H2O87．22A57．75AMgCl2·6H2O+KH2PO486．06A54．63AMgCl2·6H2O+85%H3PO485．34A55．05AMgO+Na2HPO4·12H2O33．75B40．85BMgO+KH2PO435．66B39．67BMgO+85%H3PO434．25B45．11BMg(OH)2+Na2HPO4·12H2O39．41B37．03BMg(OH)2+KH2PO435．57B43．27BMg(OH)2+85%H3PO441．62B43．29B注:同列数据肩注大写字母不同表示差异极显著(P＜0．01)，相同表示差异不显著(P＞0．05)。由表1可见:镁试剂无论与哪种磷酸盐配伍，均是MgCl2·6H2O对氨态氮和COD的去除率最高;3种磷酸盐分别与MgCl2·6H2O配伍的氨态氮和COD去除率没有显著差异(P＞0．05);但在试验中，Na2HPO4·12H2O与MgCl2·6H2O配伍对污水中氨氮和COD的去除效果最好。3．2试剂的不同摩尔比例对污水中氨态氮和COD去除效果的影响基于上述的研究，根据污水中的氨态氮含量，添加不同摩尔比例的MgCl2·6H2O和Ha2HPO4·12H2O，控制pH值为9．0，反应30min，静置30min，测定上清液中的氨态氮和COD浓度，计算氨态氮和COD去除率，结果16《黑龙江畜牧兽医》科技版见图1。图1试剂的不同摩尔比例对污水中氨氮和COD的去除效果由图1可以看出，随着MgCl2·6H2O和Ha2HPO4·12H2O添加量的增加，污水中氨态氮和COD的去除率有增加的趋势。当Mg2+、NH4+、PO43－的摩尔比例为2∶1∶1和1∶1∶2时，氨态氮的去除率分别为90．42%和88．23%，COD的去除率分别为58．61%和57．84%。综合考虑MgCl2·6H2O和Ha2HPO4·12H2O的摩尔比例以1∶1为宜。3．3pH值对污水中氨态氮和COD去除率