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磷酸铵镁法处置含氮磷废水研讨停顿

更新时候:2010-12-24 14:21 来历:中国给水排水 作者: 姚涛 蔡伟民 李龙海 浏览:123388 网友批评0

 

摘 要:  论述了磷酸铵镁在废水中的构成机理及其在废水处置中的操纵近况。在废水处置 中操纵镁盐作积淀剂能够同时去除废水中的氮和磷,该体例去除率高、反映速率快、污泥体积小,同 时还可收受接管磷酸铵镁,具备必然的操纵远景。   

关头词:  磷酸铵镁;  化学积淀;  前提溶度积;  废水处置 

磷酸铵镁(MgNH4 PO4 ·6H2O)俗称鸟粪石,英 文称号struvite (magnesium ammonium phosphate) ,简 称MAP。废水处置中的磷酸铵镁(MAP)法便是将 Mg2 +插手到含有磷酸盐和氨氮的污水中反映天生 难溶的磷酸铵镁积淀,从而去除污水中的磷酸盐和 氨氮。

与传统活性污泥法比拟,该体例能够削减49% 的污泥体积。磷酸铵镁不只在化工、医药和修建 范畴有普遍的操纵,更是一种高效的缓释肥料,经由进程 迟缓地开释养分极大限制地削减肥猜中氮、磷进入 四周水体,避免富养分化的发生。将废水中大批磷 酸盐转化天生磷酸铵镁已引发良多水处置专家的乐趣。

1 水中磷酸铵镁构成机理

1. 1 磷酸铵镁消融度

磷酸铵镁是一种很是庞杂的晶体化合物。水中 pH值的变更对其天生反映有很大影响,随pH值的 变更,水中的NH4+  、Mg2 +和PO4- 3 浓度不时变更,当 这三种离子的活度积跨越了磷酸铵镁的溶度积常数 (Ksp )时,溶液过饱和而后发生积淀。这三种离子的 活度取决于系统的pH值和溶液中可溶的Mg、N和 磷酸盐的浓度。别的,离子强度、温度和水中的杂 质都会对上述三种离子的活度发生影响,进而影响 磷酸铵镁的积淀。到今朝为止,已有良多人经由进程 尝试和化学均衡计较得出磷酸铵镁的溶度积常数 (3. 89 ×10- 10 ~7. 08 ×10- 14 ) 。

1. 2 磷酸铵镁前提溶度积

磷酸铵镁的消融性并不是由它的溶度积常数单 独节制,Adnan等[ 3 ]对照了磷酸铵镁在纯水和污泥 消化液中的消融情况,发明磷酸铵镁在消化液中更 轻易消融。为了在工程上精确展望磷酸铵镁的消融 性, Stumm等援用了前提溶度积( PS )的观点,即只 是在给定的尝试前提下(比方在必然pH值下)才可 合用的均衡常数。磷酸铵镁的PS 能够界说为: 

1. 3 磷酸铵镁的构成

PSeq受pH值影响很大:跟着pH值的下降,水中 PO3 - 4 增添,而Mg2 +和NH+ 4 浓度急剧降落,磷酸铵 镁的PSeq敏捷下降,当PS > PSeq时水中的磷酸铵镁 到达过饱和,当过饱和度到达必然数值时磷酸铵镁 则积淀出来。或在不异的pH值下,增添构成磷 酸铵镁的三种离子中任一离子的含量也能够使系统 中磷酸铵镁到达过饱和。磷酸铵镁的过饱和度β ( degree of supersaturation)界说以下:

凡是以β辨别结晶和积淀,当β大于临界过饱 和度时溶液由结晶状况变成积淀,溶液中呈现大批 的磷酸铵镁微晶,这些晶粒很难长大。是以,在废水 处置和化工出产中,为了使反映系统处置效力及生 成的产品品质好,普通都使磷酸铵镁反映处在结晶 进程。Adnan等[ 3 ]以为反映的过饱和度在1~5之 间时系统处于亚不变区,磷酸盐的去除率和天生的 磷酸铵镁晶体能到达最好。Hirasawa等证实,当 过饱和度小于临界过饱和度时晶粒成长的线速率与 过饱和度呈一次线性干系。晶体在构成时要颠末成 核和晶体成长两个阶段。磷酸铵镁晶体成长很复 杂,不只受溶液中传质和晶粒外表积累性子的影响, 并且受情况的影响也很大:磷酸铵镁更容易在外表粗 糙、管道的毗连处等情况身分变更的处所堆积 。

2 在废水处置中的操纵

2. 1 镁的来历

若是污水处置厂地点地域水的硬度比拟高,通 常该地的污水会含有大批的镁离子。当废水中的镁 盐缺乏时,能够插手其余的镁盐。若是污水处置设 施位于海边四周,那末操纵海水或盐乳充任镁源是 个比拟经济简洁的体例。Tunay等[ 5 ]用MgCl2 去除 含有大批氨氮的制革废水。氧化镁因为对情况影响 小、消融度较小和有较强的碱性而被普遍利用。 养猪废水的厌氧消化液中凡是无需外加镁盐,消化液 中的镁充足与氨氮及正磷酸盐天生磷酸铵镁积淀。

2. 2 氨氮和磷的来历

凡是都会糊口污水中的含氮化合物在败北进程 中会发生大批氨氮,一些化工制革废水、老龄的渣滓 渗滤液自身会含有高浓度的氨氮,凡是绝对废水 中的镁和磷,氨氮是适量的。污水中的磷以正磷酸 盐、聚磷酸盐和无机磷等情势消融于水中。在污水 处置厂的厌氧除磷池中,聚磷分化构成无机磷开释 回污水中, Jaffer等[ 6 ]为Slough污水处置厂的各个 处置举措措施中的氨氮、总磷及镁盐作了物料均衡图,选 择厌氧消化污泥脱水后的回流液作为反映物的来历 不只去除水中大批养分盐,并且避免了回流液管 道被磷酸铵镁梗塞。

2. 3 磷酸铵镁法脱氮除磷

磷酸铵镁(MAP)积淀法对高浓度的氨氮废 水具备很好的处置成果,向该废水中插手镁盐和磷 酸盐可敏捷去除废水中的氨氮。Zdybiewska等发明 当pH为8~10时水体中残剩的氨氮量最低。今朝 国际已在这方面作了良多任务,见表1 。 表1 MAP去除氨氮尝试成果  

Ohlinger和Jaffer等以为为了保障磷的高 去除率( > 80% ) ,反映器内的pH应为8. 2~9。E2 lisabeth等用流化床处置磷酸盐浓度为61 mg/L 的 废水,插手NaOH使水中pH在8. 5时磷的去除率达 到94%。Abe在处置磷酸盐浓度为162 mg/L的 废水时,经由进程将pH值升到8. 52使得磷的去除率达 到81%。Battistoni等处置消化污泥上清液时,不 加碱而接纳吹脱水中二氧化碳使废水的pH由7. 9 升到8. 3~8. 6,磷酸盐的去除率也到达80%。Jaffer 等发明n (Mg2 ++ ) ∶n ( PO4 - 3 )是1. 05∶1时,经由进程将 废水中的pH 下降至9. 0, 磷酸盐的去除率高达 97%;但n (Mg2 + ) ∶n ( PO4- 3 ) < 1. 05时磷酸盐的去 除率只要72%。

3 论断

磷酸铵镁法处置废水去除率高、反映速率快,还 可收受接管磷酸铵镁。在现实操纵中,还须要进一步优 化反映物配比并比拟经济地调理pH值,以做到运 行不变且天出产品具备更高的收受接管代价。

 

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