投药方式对鸟粪石法脱氮除磷的影响

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理论上当溶液中含有 M g2 + 、NH4+ 以及 PO34 - , 且
离子浓度积大于溶度积常数 K sp时, 会自发生成鸟粪
石并形成沉淀, 进而实现 NH4+ 以及 PO34- 同时去除。
然而实际反应过程中, 还会发生许多副反应。反应
最终按哪种方式进行, pH 值影响很大 [ 11] 。 pH 值的
K ey w ord s struv ite; amm on ia and phosphorous rem ova;l agen t add ing m ode; pH ad justm ent tim ing; technical econom y
以鸟粪石沉淀的形式回收废水中的磷被国外环
境工作者和企业家公认为一种最有 希望的技术方 法 [ 1] 。该方法还可以同时回收氮资源, 减少氮磷对 水体环境的危害, 回收的鸟粪石沉淀可以作为缓释 肥, 用于农业肥料, 也可以作为氮磷资源再利用的原 料, 进行工业生产 [ 2-3] , 缓解了资源的匮乏, 一定程度 上实现了氮磷资源的可持续利用。近年来, 日本、瑞 典、荷兰等国已纷纷实 现污水厂回收 磷的生产 [ 4 ] , 也有不少人将鸟粪石工艺应用于处理各种废水, 例 如垃圾 渗滤 液 [ 5-7] 、消 化上 清液 [ 8] 和 工业废 水废 水 [ 9-10 ] , 效果不错。国内, 这方面的研究还处于起始
Y ang H ongrui1 Zhu H ongguang1 Zhou Xuefe i2 Zhang Y a lei3
( 1. B io-En ergy R esearch C enter, M odern A gricu ltu ral S cience and Eng ineering R esearch In stitute, Tongji U n ivers ity, Sh anghai 200092, Ch ina; 2. K ey Laboratory of Y angtzeW ater E nvironm ent, M in istry of E ducation, Tongji U n iversity, Shanghai 200092, Ch ina; 3. State K ey Laboratory of Pollut ion C ont rol and R esources R euse, Tongj iU n ivers ity, Shanghai 200092, Ch ina)
之间不能充分接触, 副反应增加, 鸟粪石产量下降, 由表 1中实验 1、3 和实验 2、5对比可知, 不同的调 碱时机下, 加药速度由快至慢, 反应后余磷量分别由 310 5 m g /L、84 7 m g /L 下降至 185 5 m g /L 及 80 6 m g /L, 氨氮去除率略有提高, 鸟粪石产量增加, 因此 需缓慢加药。并且快速加药时, 反应后的 pH 值在 局部有变化, 也验证了上述推论。
摘 要 鸟粪石 法脱氮除磷过程中, 投药方式对反 应产生很 大影响。以 M gC l2 6H2 O 和 N a2HPO 4 12H2O 为沉 淀剂 进行脱氮除磷的实验研究, 结果表明, 药 剂的投加顺序影响不 大, 加 药速度 以缓慢 加药为 宜, pH 值调节 时机对 氮磷的 去除 率影响很大, pH 值调节时机由前调改为后调, 氨氮的去除率由 70% 左右提高 至 80% ~ 85% , 磷的去除 率由 60% 左右 提高 至 80% 左右。 综合 比较 技术 经济 性, 认为 当氨 氮和 磷含 量较 低时, 可 采用 前 调 pH 值, 对 于高 氨氮 和磷 废水, 适 于后 调 pH 值。
第 5卷 第 1期 20 1 1年 1月
环境 工 程学 报
Ch inese Journal of Env ironm enta l Eng ineering
V o l. 5, N o. 1 Jan . 2 0 1 1
投药方式对鸟粪石法脱氮除磷的影响
杨鸿瑞 1 朱洪光 1* 周雪飞 2 张亚雷 3
( 1. 同济大学现代农业科 学与工程研究院生物质能源研究中心, 上海 200092; 2. 同济大学环境学院长江水环境教育部重点实验室, 上海 200092; 3. 同济大学污染控制与资源 化国家重点实验室, 上海 200092)
加药速度是影响混合能大小的一个因素, 加药 速度过快, 药剂与溶液之间未能充分混合, 造成离子
1 实验材料与方法
1 1 实验原水 本实验水样取自上海市南汇区沼气工程鸡场发
酵池废水, 用 60目筛子过筛。实验期间, 发酵池出 水部分回 流, 氮 磷浓度很 高。水样 pH 在 8 左右, COD浓 度 在 10 000~ 16 000 mg /L, 氨 氮 浓 度 在
第 1期
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
杨鸿瑞等: 投药方式对鸟粪石法脱氮除磷的 影响
表 1 投药方式的影响
Tab le 1 Influen ce of agen t adding m ode
实验方式
先缓慢投加碱, 依次快速投加 氯化镁和磷酸氢二钠
+ 4
+
6H 2 O
M gNH4 PO4
室温下, 鸡场发酵池出水经过 60目筛子过筛,
6H2500 mL 烧 杯中, 以 M gC l2
M g2 +
+ H PO24-
+
NH
+ 4
+
6H2 O
M gNH 4 PO 4
6H 2 O
6H 2O 和 N a2H PO4 12H 2 O 为沉淀剂, 以 10% N aOH
Abstract T he agent add ing m ode has a sign ificant im pact on struvite precipitation reaction to rem ove amm on ia and phosphorus. T he paper focused on amm onia and phosphorus rem oval through struv ite prec ip itat ion w ith M gC l2 6H2O and N a2H PO 4 12H2O as precipitants. The resu lts show ed that agent add ing order had little effect and the slow dosing speed w as better for reaction. A lso the pH adjustm ent tim ing affected the amm on ia and phosphorus rem ova l e ff iciency greatly. W hen ad justing pH after dosing instead of before, the amm on ia rem oval rate w as enhanced from approx im ate ly 70% to 80% ~ 85% , and the rem oval rate of phosphorus increased from about 60% to about 80% . By com paring techn ical econom y betw een d ifferent pH ad justm ent tim ing com prehensive ly, it w as su itable for ad justing pH before dosing w hen amm on ia and phosphorus content w as low, wh ile adjust ing pH after do ising for high amm on ia and phosphorus conten.t
本实验以实际鸡场沼气工程发酵池废水为研究
对象, 在研究鸟粪石形成的影响因素基础上讨论投 药方式 及 pH 值 调 节 时 机 对 鸟 粪 石 沉 淀 反应 的 影响。
2 1 投药方式 投药方式影响鸟粪石沉淀反应, 主要体现在加
药的速度及加药顺序, 以及调碱的时机。它对鸟粪 石脱氮除磷效果影响显著。本实验将鸡场发酵池原 水经 60目筛子过筛做为处理水样, 镁氮磷的摩尔比 控制在 1 1 0 8, pH 值定在 9 5, 反应时间 30 m in, 搅拌强度 100 r/m in条件下, 考察投药方式的影响。
C1 污染物的初始浓度 ( m g /L );
应发生。此外, 药剂的投加顺序同样影响水溶液中
C2 反应后污染物剩余浓度 ( m g /L )。
离子的状态, 它与 pH 值共同作用, 影响水溶液离子
的过饱和度, 直接影响鸟粪石反应的效果。加药速 2 结果与分析
度影响药剂与溶液的混合程度, 体系过饱和度不同, 副反应发生。目前国内外针对 pH 值大小的研究很 多, 认为鸟粪石结晶的 pH 值为 7~ 10, 最佳 pH 值为 9~ 9 5[ 12] 。而对于 pH 值调节时机, 加药速度以及 加药顺序的研究却很少, 针对此的报道更在少数。
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环境 工程学报
第 5卷
杂, 而且常常伴有副反应发生。发生的化学反应主 3 000~ 4 000 m g /L, 总 磷浓 度 在 400 ~ 500 m g /L。
要有:
适合用鸟粪石法去除氮磷。
NH3 + H3 O +
NH
+ 4
+ H 2O
( 1) 1 2 实验方法
M g2 +
+
PO
34
+
NH
关键词 鸟粪石 脱氮除磷 投药方式 pH 值调节时机 技术经济性
中图分类号 X703 1 文献标识码 A 文章编号 1673-9108( 2011) 01-0055-05