工業(yè)氨氮廢水處理的資源化研究

趙瑞娟

（內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010070）

工業(yè)氨氮廢水處理的資源化研究

趙瑞娟

（內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010070）

磷酸銨鎂是工業(yè)氨氮廢水處理過程中產(chǎn)生的沉淀，它可以回收利用，介紹了磷酸銨鎂可用作工業(yè)氨氮廢水處理的吸附劑及緩控釋肥。

吸附法；磷酸銨鎂；循環(huán)利用；緩釋肥

Abstract：Ammonium phosphate is a precipitate produced during the treatment of industrial ammonia nitrogen wastewater.It can be used as an adsorbent and slow release fertilizer which can be used as industrial ammonia nitrogen wastewater treatment.

Key words：adsorption method；ammonium magnesium phosphate；recycling；slow release fertilizer

1 磷酸氨鎂的制備

控 制pH=9.0按 照n（N H 4+） ∶ n（MgO） ∶ n（H 3· PO4）=1∶ 1∶ 1投料，攪拌10min，靜置分離得到MgNH4PO4·6H2O，過濾，放在烘箱中40℃烘干（3～4h），裝入試劑瓶中保存待用。

2 磷酸銨鎂的應(yīng)用

2.1 在廢水中的應(yīng)用

經(jīng)沉淀法所得的生成物MgNH4PO4·6H2O的濃度積很小，經(jīng)焙燒后的產(chǎn)物可作為吸附劑來吸附處理廢水，由于實驗所用的吸附劑灼燒時受溫度與時間的影響，所以需討論焙燒溫度、時間及焙燒時間對失重率的影響。

2.2 吸附劑的制備

取一定量的（1.0g左右）的磷酸氨鎂放入已知質(zhì)量的坩堝中，當(dāng)烘箱升溫到設(shè)定溫度時，把坩堝放入并計時，計時完畢后關(guān)掉烘箱，取出坩堝后放在干燥皿中冷卻到室溫后稱重，計算失重率，然后放在干燥皿中保存?zhèn)溆谩?/p>

2.2.1 焙燒溫度對失重率的影響

取一定量（1.0g左右）的磷酸氨鎂經(jīng)40℃焙燒的產(chǎn)物，分別在不同溫度下焙燒，記錄數(shù)據(jù)。實驗表明，在溫度為100℃時的產(chǎn)物的失重率較高，低于100℃時，產(chǎn)物失重率較差，而100℃以上的產(chǎn)物中有可能有其他一些雜質(zhì)分解。

磷酸銨鎂在100℃以前，失重率隨溫度的變化較大，溫度升高，失重率增大；100℃及以后的分解率都在36%～37%，由此得出結(jié)論：磷酸銨鎂在100℃左右即可完全分解。磷酸銨鎂的理論分解率可達51.02%，而在實驗中最高分解率可達37.43%，據(jù)此可判斷產(chǎn)生的磷酸銨鎂沉淀中可能含有雜質(zhì)。

2.2.2 焙燒時間對失重率的影響

取一定質(zhì)量的焙燒產(chǎn)物在不同時間分別焙燒，記錄數(shù)據(jù)。失重率隨焙燒時間延長而增大。焙燒時間在0.5～2h，失重率變化明顯；焙燒3h后分解率可達39.22%，3h以后的失重率基本不變，由此可認為最佳焙燒時間為3h左右。

2.3 吸附實驗

2.3.1 主要儀器

722光柵分光光度儀

pHs-25 數(shù)顯pH計

DENAER TB-114 電子天平

85-2 型恒溫磁力攪拌器

玻璃儀器氣流烘干器

萬用電爐

2.3.2 主要試劑

溴鉀酚綠、甲基紅、氫氧化鈉、硫酸、苯二甲酸氫鉀、酚酞、鹽酸、氯化銨、碘化鉀、氯化汞、MAP、磷酸。

2.3.3 實驗方法

吸附法：將沉淀 MgHPO4可去除水中的氨氮，生成MAP：

2.3.4 實驗步驟

吸附實驗：取50mL廢水樣，用NaOH溶液調(diào)pH值到規(guī)定值，按確定的質(zhì)量加入焙燒的產(chǎn)物，攪拌吸附靜置沉淀10min，用蒸餾滴定法測定消耗堿的體積，并計算氨氮去除率。

吸附劑用量對去除率的影響：取50mL廢水樣，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=9.0，加入焙燒產(chǎn)物，攪拌吸附30min，靜置沉淀10min，測量上層清液NH4-N濃度，并計算氨氮去除率。

吸附時間對去除率的影響：取50mL廢水樣，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=9.0，加入3g焙燒產(chǎn)物，攪拌并計時，靜置沉淀10min，測量上層清液NH4-N濃度，并計算氨氮去除率。

3 實驗數(shù)據(jù)的記錄和處理

3.1 吸附劑用量對去除率的影響

磷酸銨鎂經(jīng)100℃焙燒后的產(chǎn)物對廢水進行吸附，當(dāng)投加量達到3g時，氨氮的去除率可達59.95%，此后繼續(xù)增加用量，去除率不再有顯著變化。因此，在選擇的pH條件下，適宜的吸附劑添加量為3g。

3.2 吸附時間對去除率的影響

吸附時間對去除率有一定的影響，即最佳的吸附時間是30min。吸附時間在30min以后變化不是很大。

3.3 吸附實驗在適宜條件下的數(shù)據(jù)處理

將吸附后的廢水樣，再用化學(xué)沉淀法處理，最后測定清液中的NH+

4-N濃度，計算總?cè)コ省?/p>

4 在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

磷酸氨鎂是一種復(fù)合肥。在水中溶解低，施用后在土壤中可以貯存氮，并在微生物的作用下逐步發(fā)生硝化作用緩慢分解，提供植物養(yǎng)分。

4.1 作基肥，追肥

磷酸銨鎂可作基肥，追肥，宜與其他肥料一起配合施用，作基肥時，宜在酸性土壤上淺施，作追肥時宜早施。

4.2 作薄膜材料

用磷酸銨鎂為包膜材料，在緩釋性能上優(yōu)于包硫尿素，且整個包裝膜均為植物營養(yǎng)成分，施入土壤干后不會造成任何殘留物質(zhì)。

5 作阻燃劑

除作為緩釋肥料以外，磷酸銨鎂還可以用作特殊阻燃劑和輕質(zhì)水泥等。采用磷酸銨鎂水泥和膨脹頁巖骨料制備的輕砼，其使用壽命可比普通砼延長14倍左右。

6 結(jié)束語

1）磷酸銨鎂對稀土氨氮廢水進行吸附處理實驗，其去除率可達60%以上，吸附法處理完的廢水還可以進行低濃度氨氮廢水處理，產(chǎn)生的沉淀還可以回收進行循環(huán)利用

2）MHP吸附劑可以循環(huán)使用，在氨氮廢水中經(jīng)循環(huán)后，其性能有所降低，但對高濃度氨氮廢水的處理，吸附容量在循環(huán)過程中基本不變。

3）綜上所述，磷酸銨鎂具有N和P兩種營養(yǎng)元素，不僅可用于農(nóng)業(yè)中的緩釋性、多元素復(fù)合肥料中，還可以作為阻燃劑的添加劑。

[1] 林河成.稀土生產(chǎn)中的“三廢”治理及環(huán)境的保護[J].稀土，2004,（6）：54-58.

Study on Resource Utilization of Industrial Ammonia Nitrogen Wastewater Treatment

Zhao Rui-juan

X703.1

A

1003–6490（2017）09–0226–02

2017–07–27

趙瑞娟（1984—），女，內(nèi)蒙古托克托人，助教，主要研究方向為化學(xué)。