一种基于MAP和生化法组合去除氨氮的废水处理方法与流程

本发明涉及的是一种高氨氮废水处理方法，它是通过研究map(磷酸铵镁沉淀法)+ao处理高氨氮废水的实际可行性，得出磷酸铵镁沉淀法作为生化法的前处理工艺对高氨氮废水的氨氮去除的最佳实验条件，属于水处理技术领域。

背景技术：

我国核电站和大型火力发电厂凝结水精处理再生废水中含有较高浓度的氨氮污染物，且废水含盐量高，生化性差。目前主要采用中和、曝气处理方式，处理后ph能够达标，但氨氮指标不能够达标，直接排放易使水体富营养化，造成环境污染，同时,高浓度氨氮对微生物活性有抑制和毒害作用。因此，如何有效去除废水中的氨氮指标是当前水处理领域亟待解决的重要课题。目前，对氨氮的处理主要有吹脱气提法、化学沉淀法、折点加氯法、离子交换法、电化学氧化法和生物脱氮技术等。单独运用一种方法去除氨氮，一般能处理达标的运行费用很高，不容易被建设单位所接受。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种运行成本低，操作简便、po4^3-含量少、二次污染小的基于map(磷酸铵镁沉淀法)和ao(生化法)组合去除氨氮的废水处理方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:本发明需要验证map(磷酸铵镁沉淀法)是否能针对高氨氮废水有较高的去除率，形成低浓度氨氮废水，以至于后续ao法能保证氨氮去除达标；具体的废水处理方法包括如下步骤：

步骤a：在室温25℃环境下检测废水水质指标nh3-n、tp、ph，通过测得的nh3-n实验结果，按照mg²⁺：nh4⁺：hpo4^2-不同的摩尔比计算出500ml的实验废水需要称量投加的镁盐(mgcl2.6h2o)和磷酸盐(na2hpo4.12h2o)质量；

步骤b：以反应ph值、反应时间、mg²⁺:nh4⁺和po4^3-:nh4⁺(mg²⁺:nh4⁺和po4^3-:nh4⁺为摩尔比)为变量进行四因素四水平正交实验，共16组；每组实验反应后静止60min，取上清液分别检测出nh3-n、tp指标；

步骤c：根据步骤b得到最佳的一组去除氨氮的实验数据，取该组的反应时间、mg²⁺:nh4⁺和po4^3-:nh4⁺的实验条件，控制ph为单变量进行四组实验，实验步骤同正交实验，分别检测上清液的nh3-n、tp指标，得出实验去除氨氮最佳的ph；

步骤d：根据步骤b得到最佳的一组去除氨氮的实验数据，取该组的ph值、反应时间、mg²⁺:nh4⁺的实验条件，控制po4^3-:nh4⁺为单变量进行四组实验，实验步骤同正交实验，分别检测上清液的nh3-n、tp指标，得出实验去除氨氮最佳的po4^3-:nh4⁺；

步骤e：根据步骤b得到最佳的一组去除氨氮的实验数据，取该组的ph值、反应时间、po4^3-:nh4⁺的实验条件，控制mg²⁺:nh4⁺为单变量进行四组实验，实验步骤同正交实验，分别检测上清液的nh3-n、tp指标，得出实验去除氨氮最佳的mg²⁺:nh4⁺；

步骤f：最终获得map(磷酸铵镁沉淀法)去除氨氮的最佳条件。

本发明具有运行成本低，操作简便、po4^3-含量少、二次污染小等特点。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：本发明所述的一种基于map和ao组合工艺去除氨氮的废水处理方法，具体包括如下步骤：

步骤a：在室温25℃环境下检测废水水质指标nh3-n、tp、ph，通过测得的nh3-n实验结果，按照mg²⁺：nh4⁺：hpo4^2-不同的摩尔比计算出500ml的实验废水需要称量投加的镁盐(mgcl2.6h2o)和磷酸盐(na2hpo4.12h2o)质量；

步骤b：以反应ph值、反应时间、mg²⁺:nh4⁺和po4^3-:nh4⁺(mg²⁺:nh4⁺和po4^3-:nh4⁺为摩尔比)为变量进行四因素四水平正交实验，共16组；每组实验反应后静止60min，取上清液分别检测出nh3-n、tp指标；

步骤c：根据步骤b得到最佳的一组去除氨氮的实验数据，取该组的反应时间、mg²⁺:nh4⁺和po4^3-:nh4⁺的实验条件，控制ph为单变量进行四组实验，实验步骤同正交实验，分别检测上清液的nh3-n、tp指标，得出实验去除氨氮最佳的ph；

步骤d：根据步骤b得到最佳的一组去除氨氮的实验数据，取该组的ph值、反应时间、mg²⁺:nh4⁺的实验条件，控制po4^3-:nh4⁺为单变量进行四组实验，实验步骤同正交实验，分别检测上清液的nh3-n、tp指标，得出实验去除氨氮最佳的po4^3-:nh4⁺；

步骤e：根据步骤b得到最佳的一组去除氨氮的实验数据，取该组的ph值、反应时间、po4^3-:nh4⁺的实验条件，控制mg²⁺:nh4⁺为单变量进行四组实验，实验步骤同正交实验，分别检测上清液的nh3-n、tp指标，得出实验去除氨氮最佳的mg²⁺:nh4⁺；

步骤f：最终获得map(磷酸铵镁沉淀法)去除氨氮的最佳条件。

实施例：高氨氮废水处理实验。

(1)实验废水化验：取25l高氨氮废水水样，废水中的nh3-n、tp、ph检测结果如下表一所示：

表一实验废水水质检测

(2)计算mg²⁺：nh4⁺：hpo4^2-不同的摩尔比时500ml的实验废水需要称量投加的镁盐(mgcl2.6h2o)和磷酸盐(na2hpo4.12h2o)质量

a、500ml废水中含有nh3和nh4⁺的混合物质量为418mg

b、nh4⁺的摩尔质量为18mg/l，mgcl2.6h2o的摩尔质量为203mg/l，na2hpo4.12h2o的摩尔质量为358mg/l。

c、418mgnh4⁺的摩尔数为23.2×10^-3mol

计算mg²⁺：nh4⁺：hpo4^2-不同的摩尔比时500ml的实验废水需要称量投加的镁盐(mgcl2.6h2o)和磷酸盐(na2hpo4.12h2o)质量如下表二、表三所示：

表二计算投加镁盐的量

表三计算投加磷酸盐的量

(3)正交实验：以反应ph值、反应时间、mg²⁺:nh4⁺和po4^3-:nh4⁺(mg²⁺:nh4⁺和po4^3-:nh4⁺为摩尔比)为变量进行四因素四水平正交实验，共16组。实验结果如下表四所示：

表四正交实验

正交实验小结

实验小结:分析上述正交实验数据，ph＝10时四组实验的氨氮去除率平均值最高，其中第9组实验效果最佳。

(4)ph值影响实验：取第九组的反应时间、mg²⁺:nh4⁺和po4^3-:nh4⁺的实验条件，分别在ph值8.5，9.5，10.5，11.5的情况进行实验，实验步骤同正交实验，实验数据如下表五所示：

表五ph值影响实验

实验小结：ph在9.5去除氨氮效果最佳，却低于正交实验ph＝10时的去除率，得出最佳的ph＝10

(5)po4^3-投加量影响实验：取第九组的ph值、反应时间、mg²⁺:nh4⁺的实验条件，分别在po4^3-:nh4⁺为0.8，1.0，1.2，1.4的条件下进行实验，实验步骤同正交实验，实验数据如下表六所示：

表六po4^3-投加量影响实验

实验小结：po4^3-:nh4⁺为0.8的去除氨氮效果最佳，得出最佳的po4^3-:nh4⁺＝0.8

(6)mg²⁺投加量影响实验：取第九组的ph值、反应时间、po4^3-:nh4⁺的实验条件，，分别在mg²⁺:nh4⁺为0.8，1.0，1.2，1.4的条件下进行实验，实验步骤同正交实验，实验数据如下表七所示：

表七mg²⁺投加量影响实验

实验小结：mg²⁺:nh4⁺为1.2的去除氨氮效果最佳，得出最佳的mg²⁺:nh4⁺＝1.2

(7)实验总结：实验表明磷酸铵镁沉淀法去除率较高，并把高氨氮废水处理成低浓度氨氮废水，为后续生化法去除氨氮达标奠定了基础，磷酸铵镁沉淀法去除氨氮的最佳实验条件为ph＝10，反应时间10分钟，mg²⁺:nh4⁺＝1.2，po4^3-:nh4⁺＝0.8，氨氮去除率能达到70％以上。