磷酸铵镁除磷脱氮技术.docx

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目前,生物脱氮除磷常承受A20工艺,但其流程长且本钱高,对进水氨氮浓度变化的适应性及抗负荷冲击的力量较差。本文介绍一种化学沉淀法,即MAP(MagnesiumAmmoniunPhosphate)脱氮除磷法。
MAP除磷脱氮的根本原理
向含N/和PO3-的废水中添加镁盐,发生的主要化学反响如下:
Mg++HPO-+NH++6HSMgN4PQ•6HOJ+H+
2+ 3- +
Mg+PO+NH+6HSMgN4PO•6HOJ
(1)

(2)
Mg++HPO-+NH++6H»MgN4PO・6HOJ+2H(3)再经重力沉淀或过滤,就得
到MAP其化学分子式是
MgNlPO・6H2O,俗称鸟粪石;-13。由于它的养分比其
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;同时不会消灭化肥灼烧的状况。
MAP除磷脱氮的影响因素和沉淀物组成分析
Mg2+,NH+,PO3-三者在反响过程中的比例
在处理氨氮废水方面,将HPO参加到含有MgO勺固体粉末中制成一种乳状液,-3mol/L氨氮废水进展处理,得出H3PO4与MgO勺物质
,氨氮去除率最高(90%以上),当进水氨氮质量浓度为
42mg/L,在最正确条件下,⑴。赵庆良[2]等人对5618mg/L氨氮的垃圾渗滤液进展处理,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,连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的氨氮废水进展处理,按最正确配比n(Mg2+):(NH4+):n(PO43-)=:1:1,参加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,最正确
比例n(Mg2+):(NH4+):n(PO43-)=1::1,磷、镁去除率达95%以上[3]。
Katsuura

[4]
认为n(Mg):n(P):1时,除磷效果最好。
反响的pH值
MAP溶于酸不溶于碱,笔者对模拟氨氮废水进展重复验证,,才会消灭小颗粒沉淀物,当用 NaOH将pH
,会消灭大量沉淀。〜,主要的反响
过程如式(1),(2),(3),〜12之间,固定氨会从MgN4PO中游离出来,生成更难溶的Mg(PO)2
-25
(ksp=)。
笔者在对无杂质氨氮废水与含杂质氨氮废水进展比较,觉察前者pH值必
,才会生成沉淀,,水中不断消灭白色沉淀物,说明氨氮废水有比较大的悬浮颗粒时,沉淀物MAF可提前生成。
国内外的争论人员对MAF除磷脱氮最正确pH值进展了争论,结果见表1。
废水
垃圾渗
厌氧污泥
城市
氮肥
制革
类型
滤液
上清液
污水
厂
废水
最正确
〜
〜
9〜10


pH值

表1不同废水MAP除磷脱氮的最正确pH值
从表1可以看出,生成MAP沉淀的最正确pH值范围8〜10,由于废水水质不同,造成最正确pH值范围有肯定的差异。
反响pH值的调整一般承受以下方法:
①投加NaOH
一般人们常用NaOH来调pH值,此方法操作过程简便,但需要耐腐蚀罐装NaOH溶液。
②投加Mg(OH2
氢氧化镁具有缓冲力量,,即使氢氧化镁过量也不会严峻影响沉淀效果,而且氢氧化镁无毒、无腐蚀,无须特地防腐设备。不
足之处,pH值与投加n(Mg):n(P)的比例不能相互独立掌握
③脱气法
对厌氧消化污泥上清液生物厌氧反响产生的高浓度 CQ,可用脱
气法将CO吹出⑶以提高pH值。Battisioni⑹用连续通气方法,将上清液中的CO从35%〜40%%,〜。不过这种
方法只能局限于厌氧消化上清液这类含高浓度 CQ的废水。
反响时间与晶种
Zdybiewska⑺对氮肥厂废水进展试验,觉察当反响时间为 25min
时,氨氮去除率最高〔80%〕。同时反响时间也是形成MAP晶粒大小的因素之一。Straful在试验中觉察反响时间1min时,,,3h后晶粒可达3mm虽然氮磷去除率变化不大,但是晶粒越大,沉淀效果越好。
Battisioni在中试试验中,〜©
流化床,为MAP供给晶种,除磷效率为80%。
沉淀物组成分析
表2是处理社区废水得到的沉淀物[8],可以看出沉淀物中养分元素含量
比较高,镁和磷元素均高于理论值,这是由于沉淀物中还有CS5〔PC4〕3OHMg
〔OH2,Mg〔PC4〕2等物质。表2还可以看出CODcr的含量比较小,说明沉淀物MAF很少吸取有机物。
表2某生活污水生成的MAP的组成%
3
3
3
3
3
3
组分
(MgO)
(P2C5)(N)
(Ca)
(K)
(CCDcr)
理论



值
实测






值
澳大利亚Elisabeth⑸用这种方法回收厌氧消化污泥上清液中的磷,生成的MAP淤泥枯燥快,最终产物呈白色细粉末〔见表 3〕。
表3厌氧污泥生成的MAP的组成%
组分
3(Mg)
3(P)
3(N)
3(H2O)
理论值



44
实测值



39
对厌氧消化上清液生成的MAF中的重金属的分析结果见表4,由表4可以看出沉淀物MAF几乎不吸取重金属。用于农家化肥,不会对庄稼产生危害。
周娟贞[9]对某催化剂厂供给的转鼓滤液〔氨氮质量浓度为7472mg/L〕用MAP%淀法处理,对MAF沉淀物分析说明,Mg的质量分数〔以MgC计〕为
%,磷的质量分数〔以P2Q计〕为28%左右,氮的质量分数〔以N计〕%。
不同MAP式样的分析结果
组分
表4MAP中的重金属污染物成分分析mg/kg
1
2
3
4
3
(Cd)
v4

v4
v4
3
(Pb)
v5
v5


3
(Hg)




MAP处理本钱分析
沉淀MAP需要镁盐和磷酸盐,
55mg/L处理到20mg/L,总运行费用与硝化反硝化法相当。假设沉淀产物MAPf乍为肥料出售,就可进一步降低本钱。
存在的困难和进展前景
尽管有很多文章报道用此方法对不同废水所做的争论,并对沉淀物组分进展了分析,说明沉淀物的纯度接近MAP勺理论值,而且几乎不吸取重金属,但在实际应用上仍有很多问题需要进一步解决:
①争论显示,当n〔PO3-〕/n〔NH4+〕v1时,可以大幅度提高除磷效
率,当n(PO43-)/n(NH,)>1时,氨氮去除率较高,如何确定两者最正确比例可以最大限度除磷脱氮,是今后争论的重点;
②查找更好的反响条件和反响药剂,提高MAF除磷脱氮的效率,使出水N/和POT降到排放标准以下;
③有机物以及其它杂质对MAP除磷脱氮过程的影响机理尚不清楚;
④MA際磷脱氮的经济效益主要取决于沉淀设备的投资和运行费用,当产物在市场上转化为产品,取得肯定利润时,该工艺才能推广应用。
由于此方法用药剂量大,运行费用高,为了降低费用,可用卤水代替镁盐。由于传统除磷脱氮工艺造成氨的铺张,尤其是磷的流失,而目前,磷矿储存量不够人们开采100a,所以我们要乐观利用MAP除磷脱氮方法来到达N,
P元素的回收利用。
流淌电流混凝投药自动掌握技术在低浊度水中应用范围的争论
以流淌电流为因子进展混凝投药掌握,是投药技术的上的一项重要进展
[1]。流淌电流混凝投药自控技术作为目前国内先进的自动投药掌握技术,已在全国各地的自来水厂得到了广泛的应用并取得良好的经济效益和社会效益。随着应用范围的扩展,水质条件也日趋简单,应用中所遇到的问题也越来越多,尤其是低浊度水方面表现特别明
低浊度水状况下的混凝沉淀过程是整个低浊度水处理工艺的关键,能否准确掌握混凝剂的投加量关系尤为重要。由于在低浊度水的状况下,所需的混凝剂较少,形成的矾花颗粒细、少、轻,难于沉淀,易于穿透滤池
[2]。因此,在低浊度水中准确地掌握投药量既是格外困难的又是格外必要的。
流淌电流掌握系统在国内包括黑龙江、安徽、广西、江苏等省的低浊度水质的水厂已有了一些应用,但尚未有过细致的争论和探讨,只是从实际应用中总结出较粗略的低浊度原水应用范围。
流淌电流自动投药掌握技术在低浊度水中应用范围的试验争论
试验装置
本试验承受仪器有哈尔滨建筑大学制造的流淌电流远程胶体电荷传感器,北京周密单因子公司生产的SC-4000型流淌电流投药自动掌握仪,美国MiltonRoy公司生产的LMI型电子脉冲计量泵,美国HATC公司制造的台式浊度仪,并应用了由哈尔滨建筑大学水工业技术争论室设计的水厂处理工艺流程模型。混凝药剂承受河南生产的聚合氯化铝。
试验方案
静态试验本试验是利用高岭土来配制所需原水浊度,将配好的浊度为
10、
9、87、6、5、4、3、2、。同时取1000mL自来水〔〕,作为基准进展对
比。试验装置示意图如下。
先将胶体电荷远程传感器与流淌电流掌握仪之间的信号线连接
好,然后将传感器放入盛有自来水的烧杯内,启动传感器与掌握仪的电源,让传感器稳定运行30分钟,纪录掌握仪显示的流淌电流检测值。待检测值稳定后,即向水中参加2mg/L的聚合氯化铝药剂,在100转/分钟的转速下快速搅拌20秒钟,测定流淌电流的检测值并记录下来。从烧杯中取出传感器,让
加药后的原水静沉 25分钟,测定
其沉后浊度并记录下来。
二二m二二=二帀
II
_蘇
空空肾略爲
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I
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将传感器放入10NTU的原水中直至检测值稳定,记录下掌握仪所显示的流淌电流检测值。向原水中同样参加2mg/L的聚合氯化铝药剂,在100转/分钟的转速下快速搅拌20秒钟,测定流淌电流的检测值并记录下来。同样静沉25分钟后纪录下沉后水浊度。
同样地对其他上述8个烧杯中的原水水样进展试验,所得数据见
原水浊度(NTU)
加药量(mg/L)
流淌电流检测值
沉后水浊度(NTU)
10
2


9
2


8
2


7
2


6
2


5
2


4
2


3
2


2
2



2


从表1可以看出流淌电流混凝投药自动掌握系统在浊度 5NTU以
上,对药剂(2mg/L)有明显的反响,流淌电流检测值可以随着原水浊度的变化有显著的变化,当浊度每变化 1NTU流淌电流检测值可
变化1个单位以上,掌握精度较好;但在4~1NTU的浊度范围内,当浊度每变化1度时,,掌握精度稍差。
~10NTU的浊度范围,转变混凝剂的投加量进展试验。,1mg/L,,2mg/L,3mg/L,4mg/L,5mg/L状况下的流淌电流检测值变化状况,见表2、表3、表4、表5。、4、5、10NTU四种浊度水的纪录加以说明。