MAP法處理高氨氮廢水技術(shù)的研究

張晶晶

（北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司,北京 100013）

磷酸銨鎂沉淀法（MAP法）是一種近年來新興起來的工藝，是一種處理高氨氮廢水的有效方法。磷酸銨鎂在水中的溶解度很低，Ksp=2.5×10-13（25℃）。向高氨氮廢水中投加入磷源以及鎂源，可以生成磷酸銨鎂這種難溶性的沉淀[1]，從而達(dá)到去除氨氮的目的，見式（1）：

國外已有學(xué)者將低品位氧化鎂作為MAP法處理高氨氮廢水的鎂源。J.M. Chimenos等[2]以低品位氧化鎂為鎂源研究了pH、反應(yīng)時(shí)間和固液比對(duì)MAP法處理氨氮廢水處理效果的影響。結(jié)果表明，雖然以低品位氧化鎂為鎂源需要更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，但是有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

MAP法（磷酸銨鎂沉淀法）所用的藥劑會(huì)影響處理效果。處理高氨氮廢水常選用的磷源包括Na2HPO4、NaH2PO4、H3PO4。這三種磷源的關(guān)鍵區(qū)別在于，投加相同物質(zhì)的量的三種磷源到氨氮廢水后，對(duì)廢水pH的影響不同。Na2HPO4、NaH2PO4、H3PO4的酸性逐漸增強(qiáng)，所以研究者一般本著降低調(diào)節(jié)廢水酸堿度所需投加酸堿成本的目的，挑選適合的磷源。其中磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉為固體鹽類，相比H3PO4而言具有儲(chǔ)存方便、操作危險(xiǎn)性低的特點(diǎn)。劉小燕等[3]以磷酸氫二鈉為磷源進(jìn)行MAP試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)n(N):n(P)=0.95:1時(shí)，高氨氮廢水的氨氮去除率超過了90%。

MAP沉淀的生成反應(yīng)中，氨氮、鎂源、磷源的理論摩爾比值應(yīng)該是1:1:1，但是由于實(shí)際反應(yīng)過程中常伴隨著副反應(yīng)的發(fā)生，如生成Mg(OH)2和MgPO4沉淀。所以，實(shí)際反應(yīng)中鎂源和磷源的利用率要低于100%。李望等[4]以MgCl2和Na2HPO4分別為鎂源和磷源，當(dāng)m(N):m(Mg):m(P)=1.0:1.3:1.2，攪拌反應(yīng)60min，廢水中氨氮最終的去除率可以達(dá)到96.3%。

MAP法（磷酸銨鎂沉淀法）對(duì)氨氮廢水的處理效果受pH值的影響非常大。如果廢水的pH>9.3，廢水中的氨氮會(huì)大部分以NH3形式存在，在攪拌條件下直接揮發(fā)到空氣中，造成空氣污染，所較低的pH會(huì)提高氨氮的轉(zhuǎn)化率，從而提高NH4+的濃度。但是pH值越低，越會(huì)促進(jìn)磷酸銨鎂沉淀在廢水中的溶解，所以如果pH過低就會(huì)導(dǎo)致生成的磷酸銨鎂溶解在廢水中，無法形成沉淀達(dá)到去除氨氮的目的。因此，MAP沉淀反應(yīng)存在一個(gè)最適的pH，既保證氨氮的存在，也能保證磷酸銨鎂形成沉淀。黃穩(wěn)水等[5]以n(N):n(Mg):n(P)=1:1.4:1.04,分別用10%的NaOH溶液將pH調(diào)為8、8.5、9、9.5、10、13、14進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果得到試驗(yàn)的最佳pH為9.5。

如果采用MgCl2化學(xué)試劑為MAP沉淀反應(yīng)的鎂源，反應(yīng)時(shí)間在20min內(nèi)，反應(yīng)就可以完成大部分，氨氮去除率就可以達(dá)到90%以上[6]。但是如果以MgO或者輕燒鎂粉作為MAP法的鎂源，則需要更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間[7]。

磷酸銨鎂是一種很好的緩釋肥料[8],所以可以將MAP法生成的磷酸銨鎂沉淀回收利用其中的氮磷元素。另外，磷酸銨鎂加堿熱解后可以重新將Mg2+和PO43-釋放出來，同時(shí)生成NH3，這樣不但可以回收NH3，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂源和磷源的循環(huán)利用，達(dá)到降低經(jīng)濟(jì)成本的目的。

MAP法（磷酸銨鎂沉淀法）處理高氨氮廢水相比別的方法優(yōu)勢(shì)更加明顯，并且不會(huì)有其他不利產(chǎn)物的生成。如果以輕燒鎂粉為鎂源可以極大地降低經(jīng)濟(jì)成本。MAP沉淀生成試驗(yàn)主要受配比、pH、反應(yīng)時(shí)間的影響，尤其控制好pH是提高氨氮處理效果的重要步驟。磷酸銨鎂沉淀可以被用作緩釋肥或者熱解回收磷源、鎂源，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

[1]J.M. Chimenos, G. Villalba, et al. Removal of ammonium and phosphates from wastewater resulting from the process of cochineal extraction using MgO-containing by-product[J].Water Research, 2003(37):1601-1607.

[2]胡紅偉. MAP法處理高濃度氨氮廢水的影響因素分析[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2008,33(01):118-120.

[3]劉小燕, 鄭樂平. 磷酸銨鎂法處理高濃度氨氮廢水的研究[J].工業(yè)水處理,2008,28(08)：45-49.

[4]李望, 張一敏, 劉濤等. 磷酸銨鎂沉淀法處理石煤提釩低濃度氨氮廢水[J]. 工業(yè)水處理,2010,30(09):35-38

[5]黃穩(wěn)水, 王繼徽, 劉小瀾等. 磷酸氨鎂法預(yù)處理高濃度氨氮廢水的研究[J]. 工業(yè)水處理,2003,23(10):34-36.