专利名称：一种氨氮废水的处理方法
一种氨氮废水的处理方法
技术领域：
本发明涉及—种除去废水中洛解的含拔化合物的方法，更具体地说， 涉及一种采用磷酸铵镁沉淀法脱除废水中氨徵的方法。
背景技术：
大量含有氨氣的废水排入江河、湖泊，不仅造成自然水体的富营养化， 而且给生活和工业用水的处理带来较大的困难。因此，除去废水中的氨弒 在水环境保护中显得非常重要。
为了控制水污染，保护江、河、湖、海等地面水以及地下水水质，保 陣人体健康，维护生态平衡，国家环境保护局批准并实施了 (污水综合排
放标准》G朋978-1996，对污水中氨fi、磷酸盐等污染物含量作了严格限制， 所规定的氨氣排放一级标准25mg/L, 二级标准50 mg/L。目前处理氨氮 废水的方法很多，主要去除方法有生物硝化法、离子交换法、蒸汽汽提法、 空气吹脱法、化学沉淀法等。其中生物硝化法和离子交换法要求废水中弒 氣组分含量不能过高，对废水中其他组分也有严格限制蒸汽汽提法和空 气吹脱法对废水组分要求比较宽松，但除去的氨氮较难问收利用，甚至会 造成二次污染。
化学沉淀法是向废水中加入镁盐沉淀剂和磷酸，反应得到瞵酸铵镁沉 淀，反应式如下
Mg' + NHi' + PO,a +6貼一Mg朋,PO, 6貼l(1)
化学沉淀法具有工艺简单、稳定可靠的特点，在垃圾渗滤液、养殖场
废水以及氨工业排放废水等髙浓度贫铽废水处理中受到宽视，沉淀物磷酸
铵镁(MAP)俗称鸟粪石，是一种难溶的复盐，溶度积K印1只有2.5X10' "。W为磷酸铵镁含有与土壤施肥相似的组成成分N、 P和Mg，因此该产物 可作为堆肥、花园土壤或干污泥的添加剂，或用作结构制品的阻火剂。从 MgNH,PO., 6貼的生成式(1)中可知，Mg、 NH,': P0,3的投配比应为1: 1: 1,但是由于废水中的成分贯杂，贫氮的除去效率受到药剂的种类及配比、
溶液的PH值、以及废水中初始弒铽浓度邻:因素影响..
CN1223970A公开了一种硫酸铵废水处理方法，废水经取样测定敏氮浓 度后进入反应槽，每lkg银拔加入5 15kg镁盐沉淀剂和5 10kg纯磷酸， 充分溶解混合，然后调节废水的pH值至6 8，() 30分钟后再加入碱液 调节pH值至8 9,经报拌反应5 20分钟后，过滤分离，得到滤出物和 滤液，滤液为出水，pH值为8 9，该方法处理废水氨弒去除率达90%以
一La
CN1493528A公开—'种连续操作的化学沉淀法处理氨氮废水方法，具 体是贫私废水经取样测定朋,'-N离子浓度后进入-个混合槽，按比例向其 中加入沉淀剂，沉淀剂为镁盐或氧化镁与磷酸的混合物，混合后连续输送 入反应槽，同时向反应槽内加入碱液，使槽内溶液的pH值维持在8. 5 9.2 范围内，反应溶液经溢流口连续排出后经过滤分离，得到滤饼和滤液，滤 饼的主要成分为MgNftP0,，6貼(MAP)，滤液经后续处理后排放，氨氣去除 率达诉％以上，废水在反应槽内停留时间约20分钟。该方法霈要加入--定量絮凝剂，以保证生成的MAP微晶沉降效果。
上述方法都是将沉淀剂和废水混合一起调节PH值，控制反应pH值终 点达到贫氮脱除目的，水中氨氮和Mg"" 、 P0，'除发生生成磷酸铵镁沉淀的 反应外，在碱性条件下还发生如下副反应
Mf + PO., — Mg， (PO,) J (2) Mf + Off — Mg(0H)J (3) NH,' + 0『一NH, H,O (4) 这些副反应如果不能得到有效控制，将使沉淀剂消耗量增大，同时由 于生成副产物，特别是反应(3)生成的Mg(0H)2是一种絮状物，影响了MAP 的沉降效果，延长了沉降时间。这就是CN1493528A所述的工艺中需要加 入絮凝剂的原因之一。对于氨私含量相对较髙的废水(大f 1000mg/1)， 单程贫铤脱除很难达到50mg/l的标准。
发明内客
本发明的g的是在现有技术的基础上.提供一种氨氮脱除率高、反应
时间短、药剂用量少的废水处理方法。
一种含贫氮废水的处理方法，其特征在于将废水分成A、 B两部分， 其中A部分废水中加入镁盐沉淀剂，调节pH值为7.0 10.5，优选8.5 9.5, B部分废水中加入瞵酸沉淀剂，调节pH但为l 4.0，优选3.0 3.5。 将A、 B两部分废水混合，调节混合后废水的pH值为8 10,沉降后得到 沉淀物MAP和脱除含氣化合物的上层清液。
本发明提供的方法中，加入的镁盐沉淀剂、磷酸沉淀剂与废水中的氨 提的摩尔比为0.8~1.2: 0.8~1.2: 1。
本发明提供的方法中，所述的镁盐沉淀剂选自M&(P04)2、 MgC03、 MgCl2、 MgS04和MgO中 -种或儿种。优选MgCl2、 MgC03、 MgSOi和 MgO中一种或几种。
本发明提供的方法中，所述的磷酸沉淀剂为磷酸或可溶性癣酸盐，选 gH3P04、 NaH2P04、 Na2HP04、 Na3P04、 KH2PO4 、 K2HPQ4和K3P04中
—种或几种。优选H3P04、 Na3P04和K3P04中一种或儿种。
本发明提供的方法中，A、 B部分废水可以在加入沉淀剂前或后，调节 废水的pH值到要求的范围。A、 B两部分废水混合后，主要发生水中氨氮 和沉淀剂生成瑭酸铵镁沉淀的反应，优选沉降5 20分钟分离沉淀物和.匕 层清液。
本发明提供的方法中，所述的A、 B两部分废水的重量比优选为50 9(h 10 50，更优选为fi0 75: 25 40。排放废水的工厂可能从多个车间 排出多股废水，本发明中的A部分废水，可以是多个车间排放的一股或一 股以上的废水，可以每股废水分别加入镁盐并调节pH值，也可以单独加 入镁盐或者调节pH值，然后混合并且将其pH值调节到要求的范围本发 明中的B部分废水，可以是多个车间排放的—'股或-股以上的废水，可以 每股废水分别加入磷酸或礴酸盐并调节pH值，也可以单独加入磷酸或磷 酸盐或者调节pH值，然后混合并且将其pH值调节到要求的范围。
本发明提供的方法的优点为
有效地减少副反应的发生，提高了沉淀药剂的利用申.，减少了投剂量，
降低了沉淀药剂成本出水氨氮脱除效率高生成的MAP易沉降分离，废 水浊度大幅降低，减少了后续絮凝处理的难度，反应沉降时间短。由实施 例和对比例可见，对于贫拔含量分别为3458mg/l， 5480mg/l, 1058mg/l和 480mg/l的废水，采用本发明提供的方法进行处理和采用传统方法处理相 比，在加入的沉淀剂量相同的情况下，出水的氨氮脱除率提高6 11.5个 百分点，处理时间縮短了 60% 87o%;特别适合处理氨氮浓度较高、同形 物含i较离的废水，使废水得以达标排放。
具体实施例方式
下面的实施例将对本发明提供的方法予以进步的说明，但并不闲此 而限制本发明。
废水中杂质的分析测量方法
水中氨氣含量采用纳氏试剂比色法(GB7479-87)测定。 水的浊度采用美国HACH2100P型浊度计測定，所用浊度单位NTU为散 射浊度单位，将_ -定i的硫酸肼与四铤六甲園聚合，生成白色高分子聚合物, 以此作为浊度标准溶液,在一定条件下与水样浊度比较，仪器渊量在与入射 光成90'角的方向上散射光强度与透射光强度比值。
对比例1
氨含纛为3458mg/l的废水，流量为120kg/hr，浊度为25. 5NTU,向其 中5.26kg/hr匀速加入MgCL'6H》，搅拌溶解向其中2. 7化g/hr勻速加 入85%的工业磷酸混合(加入的镁盐沉淀剂、瞵酸沉淀剂和废水屮的贫鉍 的摩尔比为1.08: 1.03: 1):加入40%工业烧碱溶液调节pH值至8.7 9.1， 处理后的废水通过沉降池沉降，停留时间30min，浊度为15NTU，加入絮凝 剂后，继续沉降30min，出水测定弒ia含量为2S2mg/1，浊度为4.5NTU, 氨氮去除率为92.7。％。出水中氨S含量大于50mg/l的二级排放标准，箝 要经过进一 歩脱铤处理才能排放.，
实施例1
氨含量为3458rag/l的废水，流量为120kg/hr，祉度为25. 5\TU.按照 A: B=3: 1的重量比将其分成A、 B两股流。A股废水引入反应器l，向 其中5.26kg/hr匀速加入MgCL 6H"，撹拌溶解，加入40%的工业烧碱溶 液，iT节pH值至9.0 9.5: B股废水引入反应器2，向其中2. 74kg/hr匀 速加入的85%的工业碟酸(加入的镁盐沉淀剂、瞵酸沉淀剂和废水中的弑 氮的摩尔比为1.08: 1.03: 1)，加入40M的工业烧碱溶液调节pH值至3.0 3.8:将调节好的两股废水在反应器3中混合，加入40%的工业烧碱溶液 调节pH值至8.6 9.2，处理后的废水通过沉降池沉降，停留时间为10分 钟，出水测定贫氣含量为35mg/1，浊度为2.1肌13，氨 去除率为99.0%。 出水中氨艇含量达到小于50mg/1的二级排放标准，可以直接排放。
对比例2
氨含量为5幼0mg/1的废水，流量108kg/hr，浊度为45NTU，向其屮 4.42kg/hr匀速加入MgS04，推拌溶解，向其中1.06kg/hr匀速加入浓度 为85%的工业瞵酸，10.67kg/hr匀速加入含量为9挑的Na3P04'12H！0，(加 入的镁盐沉淀剂、磷酸沉淀剂和废水中的弒氮的摩尔比为U2: 1.12: 1)， 加入40%工业烧碱溶液调节pH值至8.7 9.1,处理后的废水通过沉降池 沉降，停留时间为30min，浊度为35NTU,加入絮凝剂后，继续沉降30min， 出水測定弒氣含量为499mg/1，浊度8NTU，去除率为恥.9%。出水中氨氮 含量火于50mg/1的二级排放标准，需要经过进一歩脱氮处理才能排放。
对比例3
氨含量为5480mg/l的废水，流量108kg/hr,浊度为45NTU，向其中 5.53kg/hr匀速加入MgSOj，推拌溶解，向其中匀速加入1. 33kg/hr浓度 为85%的工业碑酸，匀速加入13.34kg/hr含量为9鄉的Na3P04、12H》，(加 入的镁盐沉淀剂、磷酸沉淀剂和废水中的氨氮的摩尔比为1.4(h 1.40: 1), 加入40%工业烧碱溶液调节pH值至H. 7 9.1 ，处理后的废水通过沉降池 沉降，停留时间为30min，浊度为56NTL'，加入絮凝剂后，继续沉降30min， 出水测定氨SL含逝为87.5mg 1.浊度lliNTll.去除率为洲M"《。出水中氨
氮含量大于50呢/1的二级排放标准，需要经过进一步脱氮处理才能报放。
实施例2
贫含虽为5480mg/l的废水，流量为108kg/hr，浊度为45NTU，将其分 成30kg/hr (Al股〉，50kg/hr (A2股)和8kg/hr (Bl股)及20kg/hr (B2 股)四股流。Al股废水引入反应器l，向其中4.42kg/hr匀速加入MgS04， 推拌溶解，A2股废水引入反/左器2，加入40%的工业烧碱洛液调节pH值至 13 14, A1和A2两股流通过静态浪合器混合，调节pH值至8.9 9.5: Bl 股废水引入反应器3，向其中1.06kg/hr匀速加入浓度为85%的工业磷酸， B2股废水引入反应器4，向其中10.67kg/hr匀速加入含ft为9挑的 Na3P04 12關，(加入的镁盐沉淀剂、磷酸沉淀剂和废水中的氨氮的摩尔 比为1.12: 1.12: 1)， B1和B2两股流通过静态混合器混合，调节pH值至 3.0 3.5;将调节好的A、 B两股废水在反应器5中混合，加入40%的工 业烧碱溶液调节pH值至8.7 9.1，处理后的废水通过沉降池沉降，停留 时间15min，出水測定氨氣含量为45mg/1，浊度为3.0NTL:，去除率为99.2 %。出水中弒氣含量达到小于50mg/l的二级排放标准，可以直接排放。
对比例4
氨含量为I058mg/1的废水，浊度为21NTU，流量为210kg/hr,向其中 2.55kg/hr匀速加入MgCl2 6H刀，0.05kg/hr匀速加入MgO，搅拌混合向 其中2.02kg/hr匀速加入NaH2 P04 (加入的镁盐沉淀剂、憐酸沉淀剂和废 水中的弒铤的摩尔比为1.08: 1.03: 1)，加入40M的工业烧械溶液调节pH 值至8.8 9.1，处理后的废水通过沉降池沉降，停留时间:iOmi"，浊度7NTU， 加入絮凝剂后，继续沉降30min，出水测定氨银含量为83mg/l ，浊度2.2NTU， 去除率为92.1%。出水中氨锒含量大于50mg/l的二级排放标准，滞要经过 进一步脱氣处理才能排放。
实施例3
氨含量为1058mg/L的废水，流量为210kg/hr， i虫度为21NTU，将其分
成60kg/hr (Al股)，60kg/hr (A2股)和90kg/hr (B股)三股流。Al股 废水引入反应器l，向其中2.55kg/hr匀速加入MgCl一6H"，搅拌溶解 A2股废水引入反应器2，向其中0.05kg/hr匀速加入MgO， Al和/V2两股流 通过静态混合器混合，加入40%的工业烧碱港液调节pH值至9.1 9. 5; B 股废水引入反应器2，向其中2.02kg/hr匀速加入NaH2 P04 (加入的镁盐 沉淀剂、磷酸沉淀剂和废水中的氨银的摩尔比为1.08: 1.03: 1)，调节pH 值至3.0 3.5;将调节好的两股废水在反应器3中混合，加入40%的工业 烧碱溶液调节pH值至8.8 9.1，处理后的废水通过沉降池沉降，停留时 间8min，出水測定氨氣含量为9. 5mg/1,浊度为1. 0NTU，去除率为的.1%。 出水中氨氣含量达到小于50mR/l的二级棑放标准，可以直接排放。
对比例5
氨含量为幼0mg/1的废水，流量为250kg/hr，浊度为15imj，向其中 1.27kg/hr匀速加入MgCL 6fW)，拨拌溶解，同时向其中0.82kg/hr匀速 加入KH2P04 (加入的镁盐沉淀剂、磷酸沉淀剂和废水中的^L氣的摩尔比 为0.9: 0.9: 1 )，加入40%的工业烧碱溶液调节pH值至8,8 9.1，处理 后的废水通过沉降池沉降，停留时间30min，浊度6NTU,加入絮凝剂后， 继续沉降30min，出水測定氨氮含量为105mg/l,浊度2MNTU,去除率为 78.19b。出水中氨氣含量大于50mg/l的二级排放标准，需要经过进 步脱 氣处理才能排放。
实施例4
氨含量为480mg/l的废水，流量为250kg/hr,浊度为15OTU,将其分 成150kg/hr (A股)和100kg/hr (B股)两股流。A股废水引入反应器1 ， 向其中1.'27kg/hr匀速加入MgCl, ■ 6H刀，拨拌溶解，加入409fr的l:业烧碱 溶液调节pH值至9.1 9. 5: B股废水引入反应器2，向其中0.82kK/hr 匀速加入KH2 P04 (加入的镁盐沉淀剂、磷酸沉淀剂和废水中的敏!ft的摩 尔比为0.9: 0.9: 1),调节pH值至3.0 3,5:将调节好的两股废水在反应 器3中泡台，加入^Wb的工业烧碱溶液调节pH值至8.8 9. 1，处理后的废水通过沉降池沉降，停留时间8min，出水测定氨氮含量为50mg/1,浊度为 l.ONTU，去除率为89.6%。出水中钛氮含量达到小千50mg/1的二级排放标 准，可以直接排放。
由实施例和对比例可见，对于氨IR含量分别为3458mg/l、 5幼0mg/1、 1058mg/l和幼0mg/1的废水，采用本发明提供的方法进行处理和采用传统
方法处理相比，在加入的沉淀剂量相同的情况下，出水的氨徵脱除率提高 6 11.5个百分点，处理时间缩短了60% 87%:采用本发明拔供的方法
处理的废水均达到国家二级排放标准，可以直接排放。达到相同的处理要 求，本发明提供的方法消耗的沉淀剂量少，降低了处理成本。
权利要求
1、一种含氨氮废水的处理方法，其特征在于将废水分成A、B两部分，其中A部分废水中加入镁盐沉淀剂，调节pH值为7.0～10.5，B部分废水中加入磷酸沉淀剂，调节pH值为1～4.0，将A、B两部分废水混合，调节混合后废水的pH值为8～10，沉降后得到沉淀物MAP和脱除含氮化合物的上层清液。
2、 按照权利要求1含氨氣废水的处理方法，其特征在于所述的镁盐沉淀 剂、磷酸沉淀桐与废水中的氨氮的摩尔比为0.8~1.2: 0.8 1.2: 1,
3、 按照权利要求1含贫氮废水的处理方法，其特征在于所述的镁盐沉淀 剂选自M&(P04)2、 MgC03、 MgCl2、 MgS04和MgO中一种或几种。
4、 按照权利耍求3含氨氮废水的处理方法，其特征在于所述的镁盐沉淀 剂选自MgCl2、 MgC03、 MgS04和MgO中一种或几种。
5、 按照权利要求1含氨氮废水的处理方法，其特征在于所述的磷酸沉淀 剂选自H3P04、 NaH2P04、 Na2H P04、 Na3P04、 KH2P04 、 K2HP04和K3P04 中一种或几种。
6、 按照权利要求5含氨氣废水的处理方法，其特征在于所述的磷酸沉淀 剂为H3P04、 Na3P04和K3POi中一种或儿种。
7、 按照权利要求1含氨氣废水的处理方法，其特征在于所述的A、 B两 部分废水的重量比为50 90: 10 50。
8、 按照权利要求7含氨氣废水的处理方法，其特征在于所述的A、 B两 部分废水的重量比为60 75: 25 40。
9、 按照权利要求1含氛氮废水的处理方法，其特征在于调节所述的A部 分废水的pH值为8.5 9.5，调节所述的B部分废水的pH值为3.0 3.5。
10、 按照权利要求1含氨氮废水的处理方法，其特征在于A、 B两部分废 水混合并调节pH值后，沉降5 20分钟。
全文摘要
一种含氨氮废水的处理方法，其特征在于将废水分成A、B两部分，其中A部分废水中加入镁盐沉淀剂，调节pH值为7.0～10.5，B部分废水中加入磷酸沉淀剂，调节pH值为1～4.0，将A、B两部分废水混合，调节混合后废水的pH值为8～10，沉降后得到沉淀物磷酸镁铵和脱除氨氮的上层清液。本发明提供的方法，提高了沉淀剂的利用率，出水氨氮脱除效率高；生成的MAP易沉降分离，浊度大幅降低，减少了后续絮凝处理的难度，反应沉降时间短。
文档编号C02F1/58GK101190809SQ200610144220
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者吕庐峰, 梅 吴, 健 周, 李学锋, 骞 王, 田志鸿, 连西美, 军 龙 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院