MAP法处理氨氮废水的影响因素分析
MAP法处理氨氮废水的主要影响因素为: pH值、反应温度、反应时间、反应物配比等,它们都会影响磷酸铵镁的除氮效果。
1 pH值
作为无机化学沉淀反应,无论采用何种药剂配 及配比,合适的pH 都是保证反应能否实现的关键。MAP在碱性条件下溶解度随pH值的升高而 降低,其溶于酸不溶于碱。一般认为pH在7～1015 之间发生主要化学反应。当pH < 7时,溶液中PO4-3 浓度低,不利于反应进行;当pH > 1015 时,磷酸氨 镁在强碱溶液中会发生分解,使部分已经固定的氨 氮游离出来,生产溶解度更低的Mg3 ( PO4 ) 2 沉淀 ( Ksp = 918 ×10- 25 , 25℃) 。
国内外的研究人员对MAP法处理氨氮废水的 最佳pH值进行了研究,结果如表1所示。
| 表1 MAP法处理不同氨氮废水最佳pH及氨氮去除率 |
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2 反应温度
温度对磷酸铵镁的生成有一定的影响。
郝瑞刚等在MAP法去除焦化废水氨氮的实验中,在4个不同温度考虑温度对氨氮去除效果的 影响中发现,随温度升高,氨氮的去除效果增加,但 当温度超过30℃时,氨氮的去除率反而减小,处理 效果下降, 分析原因是由于温度影响NH4OH 和 HPO4 - 的电离平衡以及MgNH4 PO4 的离解。
Mijangoss等研究也发现, 当反应温度从 25℃升高到60℃时,磷酸铵镁的生成量减少,溶液 中残留的氨氮的浓度升高,保持较低的反应温度对 于氨氮去除有利。但在于瑞莲等采用MAP法去 除垃圾渗滤液中氨氮的实验中发现,在15℃～35℃ 范围内,温度的变化对垃圾渗滤液中氨氮的去除率影响不大。
反应温度是影响氨氮去除率的关键因素,综合 考虑,温度在25℃～30℃之间氨氮去除率效果应最好。在中国MAP法几乎不受冬季低温和夏季高温的影响。
3 反应时间
反应时间对磷酸铵镁生成也有一定的影响。理 论上讲,反应时间越长氨氮的去除率越高,剩余氨氮 的浓度越小。
Zdybiewska对氮肥厂废水进行实验,发现当 反应时间为25 min时,氨氮去除率最高( 80% ) ,同 时反应时间也是形成MAP晶粒大小的因素之一。
Strafuli等研究结果表明, 1 min内氨氮去除 率即达到最终去除率(180 min时)的98% ,说明磷 酸铵镁沉淀的生成速度非常快。随反应时间的延 长,磷酸铵镁晶体的粒径慢慢增加,反应180 min后 沉淀的粒径已经由反应1 min时的011 mm增加到3 mm,虽然氮磷去除率变化不大,但是晶粒越大,沉淀 效果越好,但反应所需的动力消耗越多,处理费用就越高。
4 反应物配比
一定条件下, 磷酸铵镁沉淀存在时, Mg2 + 、 NH4+ 和PO4-3 3种离子的活度积等于常数,反应物 的配比对氨氮的去除率影响较大。采用MAP法处 理氨氮废水的研究中,反应物的配比及氨氮去除 率见表2。
| 表2 MAP法处理氨氮废水反应物配比及氨氮去除率 |
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从表2可以看出:反应物物质的量之比在1: 1: 1左右。
通过对MAP法处理高浓度氨氮废水的影响因素分析,最终得出: pH在9左右、温度25℃～30℃、反应物物质的量之比在1: 1: 1左右氨氮去除率达到90%以上。
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