CN104478049B - 一种氨氮处理药剂及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

一种氨氮处理药剂是磷酸盐、氯化磷酸钠及镁盐三种固体药剂按0.2～0.6:0.4～0.8:1.3～1.5摩尔比例制成的粉剂或片剂，并且磷酸盐和氯化磷酸钠两者中的磷酸根总摩尔量与镁盐中镁离子摩尔量之比满足1:1.3～1.5。上述氨氮处理药剂使用方法：按PO4：N摩尔比1:1向废水中加入本发明的氨氮处理药剂，用氢氧化钠调节废水pH为9～9.5，搅拌反应20min，静置沉淀30-40min后固液分离，然后将分离出的废水用盐酸调节pH为7，搅拌反应10～15min后即可。本发明可处理各种浓度的氨氮废水，反应迅速，可实现处理后废水氨氮浓度达国家一级排放标准，且在处理过程中不像折点氯化法那样造成氯逸出带来危险，并可回收磷酸铵镁作为农用化肥，降低了废水处理成本。

Description

一种氨氮处理药剂及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种氨氮处理药剂及其应用方法，属污水处理技术领域。
背景技术
氨氮废水是一类广泛且污染性严重的废水，它的存在是造成水体富营养化的主要因素，在饮用水处理中消耗氧化剂增加水处理成本，并且氨氮在水中最终被氧化为硝酸盐或亚硝酸盐对人类身体健康及水生生物造成不利影响。目前，由于氨氮造成的诸多不利影响已引起了人们的足够认识，开发出一系列处理方法，如电渗析、反渗透、蒸发结晶法、氨吹脱、离子交换法、化学沉淀法、折点氯化、生物法等，但真正能应用于实际废水工程中氮的脱除的主要有化学沉淀法、氨吹脱法、离子交换法、折点氯化法及生物法。
生物法处理氨氮废水是最为经济且有效的，但其受许多条件限制，如废水必须可生化性强、氨氮浓度不能超过200mg/L等，而实际工业生产中排放的氨氮废水一般具有氨氮浓度高、有机物含量少等特点，这使得生物法处理难以实际应用。氨吹脱法通过调节pH使氨氮由离子态转化为游离态，再经气液传质可实现氨氮脱离，该法处理废水效果较好，费用适中，但出水氨氮浓度还较高，需进一步处理；化学沉淀法是现阶段研究较多的一种氨氮去除方法，氨氮去除效率高，反应迅速，并可回收磷酸铵镁作为农用化肥；离子交换法可使低浓度氨氮废水经一次处理即可达到排放标准，但对废水水质要求高，且处理成本较高，实际应用的范围较窄，很难应用于各类废水的处理。折点氯化一般应用于饮用水消毒也可处理低浓度氨氮废水，具有不受盐含量干扰，有机物含量越少氨氮处理效果越好，不产生污泥，处理效率高等优点，可使氨氮经一次处理即达到排放标准，但其应用于高浓度氨氮废水的处理，成本高且容易造成氯污染。
综上所述，目前针对氨氮废水的处理主要存在以下问题：
1.生物法虽有很好的氨氮去除效果，但须废水可生化性强、且氨氮浓度不能超过200mg/L，这使得许多废水无法采用该法处理。
2.化学沉淀法和氨吹脱法对各种浓度的氨氮废水都有较好的处理效果，但仍无法实现废水一次性处理到排放标准。离子交换法虽可使低浓度氨氮废水经一次处理达到排放标准，但受许多条件限制，很难应用于各类废水的处理。折点氯化法处理低浓度氨氮废水具有很好的去除效果，但应用于高浓度氨氮废水的处理，成本高，容易造成氯二次污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能处理各种浓度的氨氮废水，又能使废水处理到达标排放标准，而且成本低又没有二次污染的氨氮处理药剂及其应用方法。
本发明的氨氮处理药剂是磷酸盐、氯化磷酸钠及镁盐三种固体药剂按0.2～0.6:0.4～0.8:1.3～1.5摩尔比例制成的粉剂或片剂，并且磷酸盐和氯化磷酸钠两者中的磷酸根总摩尔量与镁盐中镁离子摩尔量之比满足1:1.3～1.5，即PO4:Mg＝1:1.3～1.5，其中，磷酸盐为磷酸钠、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠中的任何一种，镁盐为氯化镁或硫酸镁。
本发明氨氮处理药剂的制备方法：将上述磷酸盐、氯化磷酸钠及镁盐分别按规定的摩尔比粉碎成粉末，粒度在100—250目，然后充分搅拌，混合均匀即得粉剂或经压片得片剂。
本发明的氨氮处理药剂使用方法：按P(磷)：N(氮)摩尔比1:1向废水中加入本发明的氨氮处理药剂，用氢氧化钠调节废水pH为9～9.5，搅拌反应20min，静置沉淀30-40min后固液分离，然后将分离出的废水用盐酸调节pH为7，搅拌反应10～15min后即可。
本发明的氨氮处理药剂工作原理为：镁盐和磷酸盐通过调节pH为9～9.5范围使其与氨氮反应生成磷酸铵镁而达到去除氨氮目的，反应式如下：
Mg2++NH4 ++PO4 3-+6H2O＝MgNH4PO4·6H2O↓
在pH为9～9.5范围且还有少量磷酸盐存在的条件下，氨氮处理药剂中的氯化磷酸钠其次氯酸盐成分较稳定，并溶于水中，实现固液分离后的废水调节pH＝7后主要发生如下反应而达到去除残余氨氮的目的：
1.5NaOCl+NH4 +→0.5N2↑+1.5NaCl+1.5H2O+H+
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.本发明的氨氮处理药剂为固体片剂或粉剂，便于保存和运输，生产方式和
设备简单。
2.本发明中的氨氮处理药剂结合了化学沉淀法和折点氯化法两种方法的优点，可处理各种浓度的氨氮废水，反应迅速，可实现处理后废水氨氮浓度达国家一级排放标准，且在处理过程中不像折点氯化法那样造成氯逸出带来危险。
3.本发明中的氨氮处理药剂处理废水可回收磷酸铵镁作为农用化肥，降低了废水处理成本。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
将磷酸钠(固体)、氯化磷酸钠(固体)及氯化镁(固体)三种固体药剂按0.6:0.4:1.4摩尔比例压碎碾成粉末状，粒径为100目，然后搅拌混合均匀，制成片剂，且磷酸钠和氯化磷酸钠两者中的磷酸根总摩尔量与镁盐中镁离子摩尔量之比为1:1.4。
取1L氨氮浓度为1000mg/L，COD为200mg/L，BOD/COD＝0.12废水，按P:N摩尔比1:1向废水中加入本发明中的氨氮处理药剂，用氢氧化钠调节废水pH＝9，搅拌反应20min，静置沉淀30min后固液分离，分离后废水氨氮浓度为103mg/L，然后将分离出的废水用盐酸调节pH为7，搅拌反应10min后停止搅拌，经测定残余浓度为7.9mg/L，COD为67mg/L，总氮为8.9mg/L。
实施例2
将磷酸氢二钠(固体)、氯化磷酸钠(固体)及氯化镁(固体)三种固体药剂按0.5:0.5:1.5摩尔比例压碎碾成粉末状，粒径为150目，然后搅拌混合均匀，制成粉剂，且磷酸氢二钠和氯化磷酸钠两者中的磷酸根总摩尔量与镁盐中镁离子摩尔量之比为1:1.5。
取1L氨氮浓度为2500mg/L，COD为150mg/L，BOD/COD＝0.07废水，按P:N摩尔比1:1向废水中加入本发明中的氨氮处理药剂，用氢氧化钠调节废水pH＝9.5，搅拌反应20min，静置沉淀30min后固液分离，分离后废水氨氮浓度为217mg/L，然后将分离出的废水用盐酸调节pH为7，搅拌反应15min后停止搅拌，经测定残余浓度为13.5mg/L，COD为73mg/L，总氮为15mg/L。
实施例3
将磷酸钠(固体)、氯化磷酸钠(固体)及硫酸镁(固体)三种固体药剂按0.4:0.6:1.4摩尔比例压碎碾成粉末状，粒径为150目，然后搅拌混合均匀，制成粉剂，且磷酸钠和氯化磷酸钠两者中的磷酸根总摩尔量与镁盐中镁离子摩尔量之比为1:1.4。
取1L氨氮浓度为1500mg/L，COD为450mg/L，BOD/COD＝0.35废水，按P:N摩尔比1:1向废水中加入本发明中的氨氮处理药剂，用氢氧化钠调节废水pH＝9.5，搅拌反应20min，静置沉淀30min后固液分离，分离后废水氨氮浓度为187mg/L，然后将分离出的废水用盐酸调节pH为7，搅拌反应15min后停止搅拌，经测定残余浓度为8.5mg/L，COD为173mg/L，总氮为9.5mg/L。
实施例4
将磷酸二氢钠(固体)、氯化磷酸钠(固体)及氯化镁(固体)三种固体药剂按0.3:0.7:1.5摩尔比例压碎碾成粉末状，粒径为200目，然后搅拌混合均匀，制成片剂，且磷酸二氢钠和氯化磷酸钠两者中的磷酸根总摩尔量与镁盐中镁离子摩尔量之比为1:1.5。
取1L浓度为500mg/L氨氮废水，COD为650mg/L，BOD/COD＝0.4废水，按P:N摩尔比1:1向废水中加入本发明中的氨氮处理药剂，用氢氧化钠调节废水pH＝9.5，搅拌反应20min，静置沉淀35min后固液分离，分离后废水氨氮浓度为58mg/L，然后将分离出的废水用盐酸调节pH为7，搅拌反应10min后停止搅拌，经测定残余浓度为5.5mg/L，COD为163mg/L，总氮为10mg/L。

Claims (2)

1.一种氨氮处理药剂，其特征在于：本发明的氨氮处理药剂是磷酸盐、氯化磷酸钠及镁盐三种固体药剂按0.2～0.6:0.4～0.8:1.3～1.5摩尔比例制成的粉剂或片剂，并且磷酸盐和氯化磷酸钠两者中的磷酸根总摩尔量与镁盐中镁离子摩尔量之比满足1:1.3～1.5，即PO4 3-:Mg2+＝1:1.3～1.5，其中，磷酸盐为磷酸钠、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠中的任何一种，镁盐为氯化镁或硫酸镁。
2.权利要求1的氨氮处理药剂使用方法，其特征在于：按P：N摩尔比1:1向废水中加入本发明的氨氮处理药剂，用氢氧化钠调节废水pH为9～9.5，搅拌反应20min，静置沉淀30-40min后固液分离，然后将分离出的废水用盐酸调节pH为7，搅拌反应10～15min后即可。
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