摘
要: 通过介绍 MAP 结晶工艺原理,分析了其主要理化性质和反应影响参数,进而对
MAP 法处理煤气化高浓度氨氮废水单因素正交进行了实验,得出结论。
关键词:煤气化氨氮废水;磷酸铵镁(
MAP);反应影响参数
Abstract: The paper introduced the MAP crystallization process and analyzed its main
physico-chemical properties and its reacting influence parameters. Then it dealt with an
experiment on the treatment of the high concentration ammonia-nitrogen wastewater with the
MAP crystallization process.
Key words: Coal gasification ammonia-nitrogen wastewater; Magnesium Ammonium
Phosphate(MAP); reacting influence parameters
(保留英文摘要和关键词)
引言
工农业的迅速发展,氨氮污染的来源越来越广泛,排放量也越来越大,除了生活污水 、
动物排泄物外,还有大量的工业废水,如煤气化废水、合金废水、炼油废水,以及垃圾渗滤
液等,如果不对其进行预处理,后续生化处理将难以进行。我们选择采用
MAP 结晶工艺对
煤气化废水中氨氮进行去除并回收。
1 MAP 结晶工艺原理
磷酸铵镁(俗称鸟粪石,Magnesium Ammonium Phosphate,英文缩写 MAP)是一种
白色晶体状物质,化学成分为
MgNH4PO4・6H2O。它的 P2O5 含量约为 58.0%,是一种极
高品位的磷矿石,自然界中的储量极少。
MAP 最早于 1939 年被 Rawn 在污水处理厂排放消
化污泥上清液的管道中发现。
MAP 引起的问题直接导致了六十年代洛杉矶 Hyperion 污水的
消化污泥的管道内径由
0.9m 堵塞到 0.3m。而利用 MAP 法去除废水中的氨和磷的研究近几
年才广泛开展。
1.1MAP 主要理化性质
由于 MAP 在水中、土壤湿环境中仅仅微溶于水,它的养分比其它可溶肥的释放速率慢,
可以作缓释肥(
SRFs),肥效利用率高,施肥次数少。如果将鸟粪石适当加工造粒,在土
壤施肥率远远超过传统化肥的情况下,也不至于灼烧植物根部。赵庆良利用
MAP 和传统
N&P 肥对比发现,MAP 完全可以达到传统肥料的效果。
从理论上来看 MAP 的生成是符合化学势变化规律的,即溶液达到平衡时的化学位势(
μ∞)与溶液过饱和时的化学位势(μs )之差(μΔ∞ ),是生成鸟粪石沉淀的推动力。对鸟粪石沉
淀而言:
式中
k ----Boltzmann 常数
T----为绝对温度(0C)
----离子活度
----过饱和程度
鸟粪石沉淀的形成取决于溶液的温度和过饱和程度。pH、离子强度等因素可影响离子的
存在形态和活度,因而会影响鸟粪石的沉淀过程。
1.2 反应影响参数
MAP 反应条件影响因素主要集中在 pH、反应物配比影响、反应温度和溶液中其它离子
浓度影响等方面。
1.2.1 反应 pH
pH 决定了组成 MAP 各种离子在水中达到平衡时存在的形态和活度。 Mijangos 应用
MINEQKL+软件对 MAP 的形成过程进行了模拟,绘制 MgNH3-H3PO4 系统 60
℃时 Mg 和