磷酸銨鎂法處理模擬氮磷污水的研究.pdf

1、氮磷的大量排放一方面導(dǎo)致水體污染，另一方面導(dǎo)致磷資源的流失。磷酸銨鎂法作為目前從廢水中回收氮磷最有效的途徑之一，得到了廣泛的研究。磷酸銨鎂法應(yīng)用于污水處理的限制因素主要包括兩點，一是投加鎂源而增加的處理費用；二是由于磷酸銨鎂法是物化方法，對氮磷濃度較低的廢水處理效果較差。如何提高磷酸銨鎂法對較低濃度氮磷廢水的處理效果是目前研究的難點和關(guān)鍵。
　　本文在分別研究了MgCl2·6H2O溶液、MgSO4溶液、MgO固體和（MgCO3）4

2、·Mg（OH）2·5 H2O固體作為外加鎂源所需要的最佳反應(yīng)條件的基礎(chǔ)上，考察了磷酸銨鎂法用于去除高氮低磷污水中的正磷酸鹽的可行性，同時綜合考慮處理效果和經(jīng)濟因素得出最佳的鎂源；重點研發(fā)了用于磷酸銨鎂法脫氮除磷的一體化流化床反應(yīng)器，在研究流化床反應(yīng)器的最佳運行參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過實驗比較驗證了流化床反應(yīng)器采用磷酸銨鎂法對低濃度氮磷污水去除效果的強化效能，研究得出如下主要結(jié)論：
　?。?）單因素實驗結(jié)果表明，MgCl2·6H2O溶液和

3、（MgCO3）4·Mg（OH）2·5H2O固體作為最好的可溶性鎂源和難溶性鎂源，最佳的反應(yīng)條件分別是pH=10.5，攪拌30min，攪拌速度為100r/min，n(Mg)∶n(N)=1.1，n(P)∶n(N)=1.0；pH=8，攪拌1.5h，攪拌速度為120r/min，n(Mg)∶n(N)=1.3，n(P)∶n(N)=1.0；對應(yīng)的氨氮、正磷酸鹽的去除率分別為82％、92%和80%、84%。
　　（2）氨氮和正磷酸鹽的進水濃度分別

4、為100 mg/L和70 mg/L是磷酸銨鎂法所需要的較小濃度，分別投加MgCl2·6H2O溶液和（MgCO3）4·Mg（OH）2·5H2O固體作為鎂源，并在兩種鎂源各自的最佳控制條件下進行反應(yīng)，氨氮和正磷酸鹽的去除率分別為30.5%、80.6%和25.0%、73.3%。雖然投加MgCl2·6H2O溶液的氮磷去除效果略好于投加堿式碳酸鎂固體，但投加 MgCl2·6H2O溶液會造成二次污染，并且需要更高的pH值等因素，選擇堿式碳酸鎂作為最

5、佳鎂源。實驗結(jié)果也證明以磷酸銨鎂的形式去除高氮低磷污水中的正磷酸鹽，是可行的。
　?。?）以（MgCO3）4·Mg（OH）2·5 H2O固體為鎂源，設(shè)計pH值、氨氮濃度、正磷酸鹽濃度的三因素三水平正交實驗，結(jié)果表明，影響氮磷去除率的因素的主次順序為：pH值＞正磷酸鹽濃度＞氨氮濃度，綜合考慮氨氮和正磷酸鹽的去除率，選擇pH=9，N=200mg/L，P=50mg/L做為正交實驗的最優(yōu)組合。
　?。?）以（MgCO3）4·Mg（O

6、H）2·5 H2O固體為鎂源，用一體化流化床反應(yīng)器處理模擬氮磷污水，實驗結(jié)果表明 HRT越小，正磷酸鹽的去除率越大，隨著反應(yīng)時間的推移，不同HRT對應(yīng)的正磷酸鹽的去除率逐漸接近，選擇HRT=10min做為流化床反應(yīng)器的最佳水力停留時間。
　　（5）與實驗室小試實驗相比，雖然由于流化床反應(yīng)器中水流的作用破壞后期形成的較大磷酸銨鎂晶粒，導(dǎo)致流化床反應(yīng)器對氮磷去除率的優(yōu)勢只體現(xiàn)在在反應(yīng)開始后的前30分鐘，但是流化床反應(yīng)器取樣位置越低，顆