MAP法處理氨氮廢水的影響因素分析
MAP法處理氨氮廢水的主要影響因素為: pH值、反應溫度、反應時間、反應物配比等,它們都會影響磷酸銨鎂的除氮效果。
1 pH值
作為無機化學沉淀反應,無論采用何種藥劑配 及配比,合適的pH 都是保證反應能否實現的關鍵。MAP在堿性條件下溶解度隨pH值的升高而 降低,其溶于酸不溶于堿。一般認為pH在7～1015 之間發生主要化學反應。當pH < 7時,溶液中PO4-3 濃度低,不利于反應進行;當pH > 1015 時,磷酸氨 鎂在強堿溶液中會發生分解,使部分已經固定的氨 氮游離出來,生產溶解度更低的Mg3 ( PO4 ) 2 沉淀 ( Ksp = 918 ×10- 25 , 25℃) 。
國內外的研究人員對MAP法處理氨氮廢水的 最佳pH值進行了研究,結果如表1所示。
| 表1 MAP法處理不同氨氮廢水最佳pH及氨氮去除率 |
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2 反應溫度
溫度對磷酸銨鎂的生成有一定的影響。
郝瑞剛等在MAP法去除焦化廢水氨氮的實驗中,在4個不同溫度考慮溫度對氨氮去除效果的 影響中發現,隨溫度升高,氨氮的去除效果增加,但 當溫度超過30℃時,氨氮的去除率反而減小,處理 效果下降, 分析原因是由于溫度影響NH4OH 和 HPO4 - 的電離平衡以及MgNH4 PO4 的離解。
Mijangoss等研究也發現, 當反應溫度從 25℃升高到60℃時,磷酸銨鎂的生成量減少,溶液 中殘留的氨氮的濃度升高,保持較低的反應溫度對 于氨氮去除有利。但在于瑞蓮等采用MAP法去 除垃圾滲濾液中氨氮的實驗中發現,在15℃～35℃ 范圍內,溫度的變化對垃圾滲濾液中氨氮的去除率影響不大。
反應溫度是影響氨氮去除率的關鍵因素,綜合 考慮,溫度在25℃～30℃之間氨氮去除率效果應最好。在中國MAP法幾乎不受冬季低溫和夏季高溫的影響。
3 反應時間
反應時間對磷酸銨鎂生成也有一定的影響。理 論上講,反應時間越長氨氮的去除率越高,剩余氨氮 的濃度越小。
Zdybiewska對氮肥廠廢水進行實驗,發現當 反應時間為25 min時,氨氮去除率最高( 80% ) ,同 時反應時間也是形成MAP晶粒大小的因素之一。
Strafuli等研究結果表明, 1 min內氨氮去除 率即達到最終去除率(180 min時)的98% ,說明磷 酸銨鎂沉淀的生成速度非常快。隨反應時間的延 長,磷酸銨鎂晶體的粒徑慢慢增加,反應180 min后 沉淀的粒徑已經由反應1 min時的011 mm增加到3 mm,雖然氮磷去除率變化不大,但是晶粒越大,沉淀 效果越好,但反應所需的動力消耗越多,處理費用就越高。
4 反應物配比
一定條件下, 磷酸銨鎂沉淀存在時, Mg2 + 、 NH4+ 和PO4-3 3種離子的活度積等于常數,反應物 的配比對氨氮的去除率影響較大。采用MAP法處 理氨氮廢水的研究中,反應物的配比及氨氮去除 率見表2。
| 表2 MAP法處理氨氮廢水反應物配比及氨氮去除率 |
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從表2可以看出:反應物物質的量之比在1: 1: 1左右。
通過對MAP法處理高濃度氨氮廢水的影響因素分析,最終得出: pH在9左右、溫度25℃～30℃、反應物物質的量之比在1: 1: 1左右氨氮去除率達到90%以上。
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