CN102001738A

CN102001738A - 利用氢氧化镁去除废水中氨氮的方法

Info

Publication number: CN102001738A
Application number: CN 201010597266
Authority: CN
Inventors: 王玉琪; 张雨山; 王俐聪; 刘骆峰; 黄西平
Original assignee: Tianjin Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization SOA
Current assignee: Tianjin Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization SOA
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-04-06

Abstract

本发明公开了一种利用氢氧化镁去除废水中氨氮的方法，以膏状氢氧化镁或料浆状氢氧化镁作为镁源沉淀剂，以磷酸盐作为磷源沉淀剂,镁源沉淀剂中镁与废水中氨氮的摩尔比为1.2～1.6︰1，磷源沉淀剂中磷与废水中氨氮的摩尔比为1.0～1.2︰1，使氨氮与镁、磷反应后以沉淀的方式从废水中脱除。本发明解决了现有技术利用可溶性镁盐存在的处理成本高、处理后水体腐蚀性强的弊端，实现了废水中氨氮的高效去除，进一步降低废水的处理成本。

Description

利用氢氧化镁去除废水中氨氮的方法

技术领域

本发明涉及一种废水中氨氮的去除方法，属于化工环保技术领域。

背景技术

治理污染、节能减排已成为我国实施可持续发展战略的重要课题，氨氮废水作为水体富营养化的重要污染物成为了治理的重点。氨氮废水排入湖泊、水库、河口、海湾等水体后，将造成水体的富营养化，水生生物特别是藻类将大量繁殖，破坏水体的生态平衡，导致水质恶化、鱼类死亡。我国云南滇池、无锡太湖、武汉东湖、杭州西湖、南京玄武湖、济南大明湖、抚顺的大伙房水库等都曾受到富营养化的影响，这不仅污染了我国紧缺的淡水资源，影响了渔业的发展，还导致部分城市饮水困难。同时，淡水水体的富营养化，还导致我国沿海地区近年来赤潮的频发，海洋环境受到严重污染。日益严重的水体富营养化不仅破坏生态平衡，而且直接危害人类的生命安全和健康。因此，去除氨氮技术正成为废水处理领域中研究开发和应用的热点。

目前，废水中的氨氮去除方法主要包括生物方法和物理化学方法两大类。

生物方法主要是通过微生物的作用将氨氮转变成氮气，从而将废水中的氨氮去除。但是，废水中的高浓度氨氮对微生物有抑制作用，必须增大回流比来稀释废水，才能够使微生物正常生长。因此，生物方法处理高浓度氨氮废水具有局限性，目前处理高浓度氨氮废水的最高质量浓度约为2000 mg/L。

物理化学方法在处理高浓度的氨氮废水时具有一定优势，主要有吹脱法、折点氯化法、催化湿式氧化法、膜吸收法、化学沉淀法等。

吹脱法去除废水中的氨氮，将气体通入水中，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，达到脱除氨氮的目的。但是，吹脱法存在两大弊端：一是不能将氨氮浓度降到很低，当浓度不高时，吹脱效果差；二是产生的氨气进入大气，对环境造成了二次污染。

折点氯化法是将氯气通入废水中，使氯气与氨气反应生成无害的氮气，已达到脱除废水中的氨氮。通入氯气的量达到某一量值时，水中游离氯含量最低。这种方法的局限性在于处理后的水中仍含有残余的氯，需要进行后续处理，不适合大规模推广应用。

催化湿式氧化法是在一定温度、压力和催化剂作用下，经空气氧化使废水中的有机物和氨氮分别氧化分解成CO₂、N₂和H₂O等无害物质，达到净化目的。该方法所用催化剂中所含的贵金属价格昂贵，而且反应中贵金属容易流失，所需处理设备还必须抗酸碱、耐高压，增加了处理费用。

膜吸收法是将膜分离和吸收相结合的新型膜过程，具有对氨氮废水处理效率高的特点。但是，膜吸收法要求对原水进行严格的预处理和常规处理，避免频繁的膜污染和膜淤塞，所以处理费用很高，管理操作不便，不适合应用于大规模的水处理工程。

化学沉淀法是向废水中投加镁源和磷源沉淀剂，使氨氮以沉淀的方式从废水中脱除。目前所采用的镁源和磷源沉淀剂分别为镁盐沉淀剂和磷酸盐沉淀剂，与废水中的氨氮发生化学反应，生成磷酸铵镁，将氨氮去除，又称磷酸铵镁沉淀法。磷酸铵镁沉淀法不仅可以高效地去除高浓度氨氮废水中的氮，而且其处理产物可以作为资源利用，磷酸铵镁沉淀法成为处理高浓度氨氮废水的研究热点。

近年来，磷酸铵镁沉淀法所采用的镁盐沉淀剂基本上为可溶性的氯化镁或硫酸镁，所采用的磷酸盐沉淀剂一般采用磷酸氢钠。采用可溶性镁盐处理高浓度氨氮废水的效果比采用微溶性镁盐要好，但是，可溶性镁盐(氯化镁和硫酸镁)价格较贵，导致水处理成本高，而且可溶性镁盐中的Cl^-和SO₄ ^2-对设备和构筑物有较强的腐蚀作用，处理后废水可溶性盐类浓度增加，给后续处理增加了难度。

发明内容

针对现有技术使用可溶性镁盐(氯化镁和硫酸镁)去除废水中氨氮的磷酸铵镁沉淀方法，存在水处理成本高、处理后水体盐度高腐蚀性强的弊端，本发明推出以氢氧化镁作为镁源沉淀剂去除废水中氨氮的新的磷酸铵镁沉淀方法，在提供了反应所需镁的同时，又不会向水体中引入大量的无机盐阴离子，有利于废水的后续深度处理。

本发明所涉及的利用氢氧化镁去除废水中氨氮方法的技术方案为：在含有氨氮的废水中加入镁源沉淀剂和磷源沉淀剂，使氨氮与镁、磷反应后以沉淀的方式从废水中脱除;以氢氧化镁作为镁源沉淀剂，以磷酸盐作为磷源沉淀剂,镁源沉淀剂中镁与废水中氨氮的摩尔比为1.2～1.6︰1，磷源沉淀剂中磷与废水中氨氮的摩尔比为1.0～1.2︰1;镁源沉淀剂的氢氧化镁为膏状氢氧化镁或料浆状氢氧化镁, 膏状氢氧化镁的质量分数为40%～50%,料浆状氢氧化镁的质量分数为28%～35%;磷源沉淀剂的磷酸盐为磷酸氢二钠或磷酸二氢钠; 在废水中加入镁源沉淀剂和磷源沉淀剂进行反应，反应时间为2～4小时, 反应液的pH值为8～9。反应完成后的滤液即为处理后的出水。

本发明所涉及的以氢氧化镁作为镁源沉淀剂去除废水中氨氮的方法，解决了现有技术利用可溶性镁盐存在的处理成本高、处理后水体腐蚀性强的弊端;以膏状氢氧化镁和料浆状氢氧化镁作为镁源沉淀剂,提高了氢氧化镁的反应活性，实现了废水中氨氮的高效去除;同时, 副产的磷酸铵镁又可作为缓释肥料用于种植景观植物、林木、花卉等，甚至可以制成清洁剂、化妆品和动物饲料,进一步降低废水的处理成本。

具体实施方式

实施例1

取2L氨氮浓度为10.0g/L的废水，将其注入反应容器内，开启搅拌，向废水中加入614g磷酸氢二钠（Na₂HPO₄.12H₂O），加入257g质量分数为40%的膏状氢氧化镁，用氢氧化钠调节溶液的pH值为9，反应3小时后，抽滤反应完成液，滤液中氨氮含量为0.9g/L,氨氮去除率为91%。

实施例2

取2L氨氮浓度为5.0g/L的废水，将其注入反应容器内，开启搅拌，向废水中加入214g磷酸二氢钠（NaH₂PO₄.2H₂O），加入245g质量分数为28%的料浆状氢氧化镁，用氢氧化钠调节溶液的pH值8，反应2小时后，抽滤反应完成液，滤液中氨氮含量为0.3g/L,氨氮去除率为94%。

实施例3

取2L氨氮浓度为5.0g/L的废水，将其注入反应容器内，开启搅拌，向废水中加入409g磷酸氢二钠（Na₂HPO₄.12H₂O），加入196g质量分数为35%的料浆状氢氧化镁，用氢氧化钠调节溶液的pH值9，反应3小时后，抽滤反应完成液，滤液中氨氮含量为0.4g/L,氨氮去除率为92%。

实施例4

取2L氨氮浓度为10.0g/L的废水，将其注入反应容器内，开启搅拌，向废水中加入321g磷酸二氢钠（NaH₂PO₄. 2H₂O），加入206g质量分数为50%的膏状氢氧化镁，用氢氧化钠调节溶液的pH值8，反应4小时后，抽滤反应完成液，滤液中氨氮含量为0.8g/L,氨氮去除率为92%。

Claims

1.

一种利用氢氧化镁去除废水中氨氮的方法, 在废水中加入镁源沉淀剂和磷源沉淀剂，使氨氮与镁、磷反应后以沉淀的方式从废水中脱除，其特征在于，以氢氧化镁作为镁源沉淀剂，以磷酸盐作为磷源沉淀剂；镁源沉淀剂中镁与废水中氨氮的摩尔比为1.2～1.6︰1，磷源沉淀剂中磷与废水中氨氮的摩尔比为1.0～1.2︰1。

2.根据权利要求1所述的利用氢氧化镁去除废水中氨氮的方法,其特征在于，镁源沉淀剂的氢氧化镁为膏状氢氧化镁或料浆状氢氧化镁；磷源沉淀剂的磷酸盐为磷酸氢二钠或磷酸二氢钠。

3.根据权利要求2所述的利用氢氧化镁去除废水中氨氮的方法,其特征在于，所选膏状氢氧化镁的质量分数为40%～50%。

4.根据权利要求2所述的利用氢氧化镁去除废水中氨氮的方法,其特征在于，所选料浆状氢氧化镁的质量分数为28%～35%。

5.根据权利要求2所述的利用氢氧化镁去除废水中氨氮的方法,其特征在于，在废水中加入镁源沉淀剂和磷源沉淀剂，使氨氮与镁、磷进行反应，反应时间为2～4小时。

6.根据权利要求5所述的利用氢氧化镁去除废水中氨氮的方法,其特征在于，在废水中加入镁源沉淀剂和磷源沉淀剂，使氨氮与镁、磷进行反应，反应液的pH值为8～9。