MPA脱氮除磷法.doc

探讨磷酸铵镁对生产废水的处理效果 一、实验目的 2、掌握污水生化处理中对主要考核的指标：COD、氨氮、总磷、DO、SS、PH等处理的工序的原理； 3掌握污水生化处理的一般流程； 4、掌握根据不同出水水质指标要求所控制的运行条件及控制方法； 5、了解废水处理系统运行的调试、运行、控制方法； 6、掌握水处理实验方案的编制要点； 7、掌握基本的仪器的正确使用和操作； 8、掌握正确的取样方法； 9、掌握对实验数据的记录、整理和分析； 二．MAP除磷脱氮的基本原理 向含NH4+和PO43-的废水中添加镁盐，发生的主要化学反应如下：　　Mg2++HPO42-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓+H+ （1）　　Mg2++PO43-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓ 　　（2）　　Mg2++H2PO4-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓+2H+（3）　　再经重力沉淀或过滤，就得到MAP。其化学分子式是MgNH4PO4·6H2O，俗称鸟粪石；它的溶度积为2.5×10-13。因为它的养分比其它可溶肥的释放速率慢，可以作缓释肥（SRFs）；肥效利用率高，施肥次数少；同时不会出现化肥灼烧的情况。 Mg2+，NH4+，PO43-三者在反应过程中的比例　　在处理氨氮废水方面，将H3PO4加入到含有MgO的固体粉末中制成一种乳状液，对2.47×10-3mol/L氨氮废水进行处理，得出H3PO4与MgO的物质的量之比大于1.5时，氨氮去除率最高（90％以上），当进水氨氮质量浓度为42mg/L，在最佳条件下，氨氮质量浓度可降到0.5mg/L以下[1]。赵庆良[2]等人对5618mg/L氨氮的垃圾渗滤液进行处理，按n(Mg2+):(NH4+):n（PO43-)=1:1:1投加氯化镁和磷酸氢二钠，废水中氨氮质量浓度降为172mg/L，过量投加10％的镁盐或磷酸盐，氨氮质量浓度可分别降为112mg/L和158mg/L，继续提高镁盐或磷酸盐的量，废水中剩余氨氮质量浓度处在100mg/L左右，很难进一步降低。笔者对某一合金厂的质量浓度为1600mg/L的氨氮废水进行处理，按最佳配比n(Mg2+):(NH4+):n（PO43-)=1.3:1:1，加入硫酸镁和磷酸氢二钠，氨氮质量浓度可降到60mg/L，对某炼油厂的氨氮含量高（1231mg/L）的废水用此方法处理，氨氮质量浓度可降到112mg/L。　　在除磷方面，国外有人证明，晶体纯度与初始氨氮质量浓度有关，最佳比例n(Mg2+):(NH4+):n（PO43-)=1:1.6:1，磷、镁去除率达95％以上[3]。Katsuura[4]认为n(Mg):n(P)为1.3:1时，除磷效果最好。试剂：Ｎａ２ＨＰＯ４?１２Ｈ２Ｏ、ＮＨ４Ｃｌ、ＭｇＣｌ２?4Ｈ２Ｏ,均为分析纯。 三．反应时间的影响 在反应温度为２５℃，ｐＨ＝10，ｎ（Ｍｇ）：ｎ（Ｐ）：ｎ（Ｎ）＝１．０：１．０：１．０，物质浓度为０．１ｍｏｌ／Ｌ，沉淀剂以固体方式加入，陈化时间为２０ｍｉｎ，在不同反应时间的条件下，考查了脱氮除磷效果，由表２可以看出各个反应时间的条件下，脱氮除磷效果相差不大。但在反应时间为１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ得到的沉淀颗粒较小，沉淀的沉降速度很慢，沉淀疏松。而反应时间为３０ｍｉｎ及以上。时间时，得到的沉淀颗粒较大，沉淀的沉降速度明显较快，沉淀结实。由Ｍｇ２＋，ＮＨ４＋，ＰＯ４３－三种离子生成ＭｇＮＨ４ＰＯ４?６Ｈ２Ｏ沉淀的反应速率很快，在反应的过程中观察到随着镁盐的加入，立即就能观察到白色浑浊现象，并且反应时间进行到２５ｓ左右后，体系的ｐＨ值就基本保持稳定，说明绝大部分的Ｍｇ２＋，ＮＨ４＋，ＰＯ４３－都生成ＭｇＮＨ４ＰＯ４?６Ｈ２Ｏ沉淀。综合考虑各方面因素，反应时间为３０ｍｉｎ比较。 表２ 不同反应时间条件下脱氮除磷效果比较 陈化时间对处理效果的影响 沉淀完成后, 让初生的沉淀与母液一起放置一段时间, 这个过程称为“陈化”。在陈化的过程中, 小晶粒逐渐溶解, 大晶粒进一步长大, 因为在同一条件下, 小晶粒的溶解度比大晶粒大。通过陈化来增大沉淀晶粒的粒度, 从而降低沉淀的溶解度, 提高氨氮和磷酸盐的去除率。在反应温度为15℃, pH=10.0, 氨氮浓度为0.1mol/L, 沉淀剂以固体方式加入, n( Mg) : n( P) :n( N) =1.0: 1.0: 1.0, 反应时间为30 min, 不同陈化时间的条件下, 考查了脱氮除磷效果, 由表6 可以看出,陈化时间为0.33h、0.5h、1h、2h 时, 氨氮和磷酸盐的去除率差别不大, 陈化时间为5h、24h、48h 时, 随着陈化时间的增长, 磷酸盐的去除率有明显的降低, 氨氮的去除率有一定的增大。镜检观察到通过陈化, 沉淀颗粒