[發明專利]一種可提高磷酸銨鎂沉淀去除氨氮和磷的效果的方法

在審

• 申請號: 200910039711.9
• 申請日: 2009-05-25
• 公開（公告）號: CN101898840A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 黃海明;肖賢明
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州地球化學研究所
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C01B25/45
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種可提高磷酸銨鎂沉淀去除氨氮和磷的效果的方法。屬含氨氮和磷等營養物的污染廢水處理技術領域。

背景技術

氨氮和磷是一種營養物質，對生物的生長具有重要意義。然而，若氨氮和磷大量存在于水體中能導致水體富營養化，使得浮游藻類增加，降低水中溶解氧，同時氨氮能對魚類產生毒性，如水體中氨濃度大于0.2mg/L時其對魚類及其他水生物將產生重大危害或死亡。因此，為防止氨氮和磷在水體中造成污染和危害，必須在該類污染物排入水體前對其進行嚴格的處理。

磷酸銨鎂(MgNH₄PO₄·6H₂O，MAP)俗稱鳥糞石，是一種白色晶體復鹽。由于磷酸銨鎂在水體中易于分離且溶解度低(每100ml水中僅能溶解23mg)，利用磷酸銨鎂沉淀的生成可有效的去除氨氮和磷，并可回收磷酸銨鎂作為農用化肥，這已為許多文獻所報道。影響磷酸銨鎂沉淀的因素較多，如pH、溶液過飽和度、磷鎂藥劑比、晶種及能與Mg²⁺和PO₄^3-起反應的其他離子等。在pH＝9時，磷酸銨鎂溶解度最低，氨氮去除率最高。通常通過增大磷鎂藥劑用量可有效的提高氨氮去除效果。但增加磷和鎂，尤其磷的藥劑用量，將增大廢水處理成本及殘余磷含量，其余磷還需再次處理。

盡管磷酸銨鎂沉淀處理高濃度氨氮廢水可獲得較高氨氮去除效果，在技術上是可行的，但由于鎂和磷試劑成本高，其經濟上是不可行的。例如，對氨氮濃度為2240mg/L的垃圾滲濾液采用磷酸銨鎂沉淀處理其單位氨氮處理成本為35元/kg?NH₄-N，而若采用氨吹脫處理其單位氨氮處理成本僅為5元/kg?NH₄-N。因此，為提高磷酸銨鎂沉淀法處理氨氮的實際應用的可行性，它的處理成本必須得到降低。然而，為使處理成本得到降低，最主要的是降低磷和鎂試劑的用量，其方法之一可通過提高氨氮去除效果，以降低處理單位氨氮的試劑消耗量。在磷酸銨鎂反應過程中加入事先生成的磷酸銨鎂作為晶種是目前不通過增加試劑用量即可有效的提高氨氮去除效果的一種方法，如韓國Daekeun?Kim等采用預先生成的磷酸銨鎂作為晶種對垃圾滲濾液進行處理，其實驗結果表明在pH＝9，其他條件相同的情況下，磷酸銨鎂晶種加入量從0提高到40g/L，氨氮去除率則從88％增大到98％，但該方法仍然存在一些不足：

(1)所需的晶種需事先產生，這使操作變得繁瑣。

(2)由于在反應過程中加入大量的磷酸銨鎂晶體，這使得反應過程中所需攪拌能量增加。

(3)反應后新生成的磷酸銨鎂和加入的磷酸銨鎂晶體使得最終沉淀物量大，固體處理量大，而這些最終都將增加處理成本。

發明內容

本發明的目的是為能有效的提高磷酸銨鎂沉淀法去除氨氮的效果，以降低單位氨氮處理費用，并克服采用加入預先生成的磷酸銨鎂晶體作為晶種來提高磷酸銨鎂沉淀去除氨氮效果的方法的不足。

本發明方法提供一種不需增大磷和鎂試劑用量及操作難度即可顯著的提高磷酸銨鎂沉淀去除氨氮效果的方法，其特征在于通過以下幾種處理方法之一實現：

a.在含氨氮廢水中按所Mg²⁺∶NH₄⁺∶PO₄^3-＝1～1.5∶1∶0.8～1.5比例首先加入反應全部所需的磷酸鹽，待磷酸鹽完全溶解后，在一定的反應時間內(30～120分鐘)分多次或連續的逐漸加入所需的全部鎂鹽，反應過程中溶液pH始終保持在8～10.5范圍內。

b.在含氨氮廢水中按所Mg²⁺∶NH₄⁺∶PO₄^3-＝1～1.5∶1∶0.8～1.5比例首先加入反應全部所需鎂鹽，待鎂鹽完全溶解后，在一定的反應時間內(30～120分鐘)分多次或連續的逐漸加入所需的全部磷酸鹽，反應過程中溶液pH始終保持在8～10.5范圍內。

c.在含氨氮廢水中按所Mg²⁺∶NH₄⁺∶PO₄^3-＝1～1.5∶1∶0.8～1.5比例在一定的反應時間內(30～120分鐘)分多次或連續的逐漸同時加入全部所需的鎂鹽和磷酸鹽，反應過程中溶液pH始終保持在8～10.5范圍內。

本發明方法中以優選a方法處理氨氮為最佳。