MAP鸟粪石工艺应用实例
鸟粪石去除氨氮工艺在污水处理中应用
鸟粪石去除氨氮工艺在污水处理中的应用摘要：在陕西省奥维乾元污水处理厂工程中，当进厂污水中氨氮浓度超过250mg/l时，采用鸟粪石沉淀法脱氮技术去除氨氮，有效地保证了污水处理厂的出水水质满足《污水排入城市下水道水质标准》（cj343-2010）要求。
文中介绍了鸟粪石沉淀法脱氮技术及其在该工程中的应用情况。
关键词：鸟粪石沉淀法脱氮技术；物化脱氮中图分类号：f205 文献标识码：a文章编号：1 工程概况陕西省奥维乾元污水处理站工程设计规为4600立方米/日，主要负责处理奥维乾元化工厂的生活污水、气化废水、地面冲洗废水、事故污水和甲醇精馏排放水，处理后的污水水质满足《污水排入城市下水道水质标准》（cj343-2010）要求，并经提升送至城市污水处理厂集中处理。
工程中采用鸟粪石沉淀法脱氮技术去除氨氮，取得了良好的脱氮效果，为后续的生化处理创造了条件。
2 鸟粪石去除氨氮工艺介绍2.1 鸟粪石及其形成机理鸟粪石学名为磷酸铵镁（mgnh4po46h2o），英文简称map，白色粉末无机晶体矿物，相对密度1.71[1]。
废水处理中的鸟粪石沉淀法就是将mg2+加入到含有磷酸盐和氨氮的污水中，反应生成难溶的鸟粪石沉淀，以实现废水脱氮的方法[2]。
与传统活性污泥法相比，可以减少约49%的污泥体积[2]，而且对实现氨氮资源回收具有重大意义。
在水溶液中，鸟粪石的形成过程可以用以下三个化学方程式来描述：mg2++po43-+nh4++h2o→mgnh4po46h2o（1）mg2++hpo42-+nh4++6h2o→mgnh4po46h2o+h+（2）mg2++h2po4-+nh4++6h2o→mgnh4po46h2o+2h+ （3）鸟粪石的形成受水溶液ph值的影响很大，当溶液中mg2+、nh4+、po43-的活度积大于鸟粪石的溶度积时（鸟粪石的溶度积常数为3.89×10-10~7.08×10-14），会自发沉淀生成鸟粪石。
鸟粪石法回收制肥工业废水中氨氮的中试分析
鸟粪石法回收制肥工业废水中氨氮的中试分析本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！近年来，随着化肥、石油化工等行业的迅速发展壮大，高氨氮废水大量产生。
此类废水中易降解有机碳源仅占化学需氧量的10%左右，可利用碳源不能满足生物脱氮反硝化需求，造成了工业废水处理厂出水氨氮达标困难。
氨氮废水对周围环境危害严重，如造成水体富营养化、危害人体、影响水产养殖等。
当前，大部分氨氮废水处理技术是将氨氮定义为污染物，即采用去除的方法降低废水中氨氮浓度，如吹脱法、气提法等。
此类方法能耗大、易产生二次污染，且没有实现氨氮资源化回收利用。
鸟粪石沉淀法(MAP沉淀法)是近年来兴起的一种处理高氮磷废水方法，该法不仅可以有效去除氮磷污染物，且回收的鸟粪石可作为缓释肥补偿一部分废水处理费用，大大降低废水处理综合成本。
对于MAP法去除或回收各类高氨氮工业废水，己有学者进行了研究。
郝瑞刚等处理N HQ N为610. 2mg/L的焦化废水，氨氮去除率约为70% 。
Chimenos等在对初始浓度为2 320 mg/L的染料废水的实验研究中得出氨氮去除率可达到90%以上。
Huang等去除猪粪废水中的，去除率可达到80%。
张记市等回收渗滤液中的氨氮，浓度由 3 500 mg/L经结晶沉淀后降低至175 mg/L，去除率达95 %。
众多研究表明，鸟粪石沉淀法可有效去除工业废水中的氨氮，去除率较高，回收效果好。
化肥厂的合成氨、尿素等废水中富含高浓度氨氮，若能将其有效回收利用，可实现资源的可持续利用。
李晓萍等回研究了鸟粪石法回收化肥厂高浓度氨氮，采用两步沉淀工艺得出氨回收率为%，但未对生成产物进行分析。
Rongtai等利用化肥废水生成鸟粪石，通过产物干馏的方法回收氮磷资源，证明了鸟粪石沉淀法回收化肥废水中氨氮的可行性，但研究在实验室条件下进行，未应用到工程中。
鸟粪石沉淀法预处理中等浓度氨氮废水研究
ＰＯ３４－ 和 ＮＨ４＋ 在碱性条件下反应，生成 ＭｇＮＨ４ＰＯ４· ６Ｈ２Ｏ晶体沉淀，从而将废水中的 ＮＨ４＋去除［３］。
目前，鸟粪石沉淀法主要用于处理生化性差的 高浓度氨氮废水。近年来也有一些研究表明，ＭＡＰ 法处理中 低 浓 度 的 氨 氮 废 水 也 有 一 定 效 果［４］。 太 湖流域水质富营养化严重，工业源污染是影响水质 的重要因素之一，在对重点行业进行提标改造的基
摘 要：采用鸟粪石沉淀法预处理中等浓度氨氮废水，考察磷源、镁源、ｐＨ、反应时间、药剂投加比对处理氨氮废水 的影响。结果表明，处理初始浓度 ２００ｍｇ／Ｌ的模拟氨氮废水，当以 Ｎａ２ＨＰＯ４·１２Ｈ２Ｏ和 ＭｇＣｌ２·６Ｈ２Ｏ作为投加药 剂，反应 ｐＨ为 １０．０，反应时间 １０ｍｉｎ时，ｎ（Ｎ）∶ｎ（Ｐ）在 １∶０．８～１∶０．８５之间，ｎ（Ｎ）∶ｎ（Ｍｇ）在 １∶１～１∶１．１５之间有 较好的处理效果。通过红外光谱、Ｘ射线粉末衍射仪等表征说明回收的产物为鸟粪石。采用该法预处理实际中等 浓度氨氮废水，最佳 ｎ（Ｎ）∶ｎ（Ｐ）∶ｎ（Ｍｇ）摩尔比为 １∶０．８∶１．０５，处理后氨氮浓度符合企业所处化工园区的污水接管 标准。 关键词：鸟粪石；沉淀法；中等浓度氨氮；预处理 中图分类号：ＴＱ０９；Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－３２０６（２０１８）０２－０２５８－０４
鸟粪石结晶沉淀法处理氨氮废水的应用研究
pha te), 简称 MAP, 白色粉末无机晶体矿物 , 相对密 [ 2] 度 1 . 71 。MAP是一种高效的缓释肥料 , 在沉淀 过程中不吸收重金属和有机物。此外, 它可用作饲 料添加剂、 化学试剂、 结构制品阻火剂等
2+ [ 2]
。
废水处理中 的鸟粪 石沉 淀 ( MAP ) 法 就是将 M g 加入到含有磷酸盐和氨 氮的污水中, 反应生 成难溶 的 鸟粪 石 沉淀 , 以实 现 废水 中脱 氮 的方 法 。与传统活性污泥法 相比, 可以减少 49 %的 [ 3] 污泥体积 , 对实现氨氮资源回收具有重大意义。 2 鸟粪石的形成机理 2 . 1 鸟粪石的溶度积 在水溶液中 , 鸟粪石的形成过程可以用以下三 个化学方程式来描述 : M g + PO4 + NH 4 + H 2 O M gNH 4 PO 4 6 H 2O
鸟粪石的溶度积 K sp 时, 会自发沉淀生成鸟粪石。 K sp= [ M g ] e [ NH 4 ] e [ PO 4 ] e =
+ M g2+ 3-
[M g ]
3-
2+
NH + 4
[ NH 4 ]
+
PO34
式中 , K sp 为 鸟 粪 石 的 溶 度 积 常 数; [ M g [ NH 4 ]、 [ PO 4 ] 为溶液中离子的实际浓度;
摘
要 : 论述了鸟粪石的形成机理、 形成的影响因素。在废水处理中采用鸟粪石沉淀法 脱氮 , 具 有氨氮去 除率高、 反应
速度快、 污泥体积小的优点 , 同 时可以回收氨氮。作为缓释肥 , 具有良 好的经 济效益。重 点介绍 了鸟粪 石沉淀 法处理 氨氮 废水目前的研究进展 , 并探讨了该技术在今后的研究趋势。 关键词 : 鸟粪石 ; 氨氮 ; 结晶 ; 去除率 中图分类号 : X 703 1 文献标识码 : A
鸟粪石沉淀法处理高氨氮稀土废水
鸟粪石沉淀法处理高氨氮稀土废水LT元素时产生的高氨氮废水，水质指标如表1所示。
表1 稀土试验废水水质Tab.1 Main compositions of the investigated rare-earth wastewater1.2 试验仪器Starter 3C 实验室pH 计、UV-9100 型紫外/ 可见光分光光度计、HJ-3 型恒温加热磁力搅拌器、DIONEX ICS-1000 离子色谱仪、Perkin-ELmer AAnalyst 700 原子吸收光谱仪、HHS 型电热恒温水浴锅、手提式压力蒸汽灭菌器、BS124S 型电子天平、DHG-9055A 型电热恒温鼓风干燥箱、DDSJ-308 型电导率仪、WGZ-800 型浊度仪。
1.3 试验方法取200 mL 稀土废水，置于1000 mL 大烧杯中；向盛有废水大烧杯中先投入称量好的Na2HPO4·12H2O 固体，待其全部溶解后投入MgCl2·6H2O 固体；将大烧杯放到磁力搅拌器上搅拌，在搅拌过程中不断加入浓度1mol/L的NaOH 溶液，调整混合液pH，并在反应过程中实时检测pH的变化，及时补充浓度1mol/L的NaOH，反应结束后将大烧杯从磁力搅拌器上取下，静置30 min，用0.45 μm 滤膜滤得上清液，测量反应后氨氮与TP 质量浓度。
1.4 分析方法氨氮采用纳式试剂分光光度法（HJ535－2009），TP 采用钼酸铵分光光度法（GB11893－89），COD 采用高氯废水化学需氧量的测定碘化钾碱性高锰酸钾法（HJ/T 132－2003），溶液中其它阴阳离子采用DIONEX ICS-1000 离子色谱仪及Perkin-ELmer AAnalyst 700 原子吸收光谱仪测量。
2 结果与讨论2.1不同投加量时氨氮的去除效果由图1可知，当n(Mg)：n(N)：n(P)=1：1：1～2：1：2 时，氨氮的去除率上升，再加大投加量时，氨氮去除率有所下降，并保持一个较为稳定的去除率。
鸟粪石循环利用处理高氨氮废水的热解行为
Vol ． 7 ，No ． 7 Jul ． 2 0 1 3
鸟粪石循环利用处理高氨氮废水的 热解行为
曾庆玲 王 露 沈春花 李 飞
（ 华侨大学土木工程学院，厦门 361021）
摘 要 为了循环利用鸟粪石处理高氨氮废水，探讨了鸟粪石煅烧与加碱热解的脱氮率，利用电镜扫描（ SEM） 和 X 射 线衍射（ XＲD） 对 2 种热解产物进行了分析。鸟粪石煅烧条件为：温度 100 ～ 225℃ ，时间 1 ～ 5 h；加碱热解条件为：温度 60 ～ 95℃ ，时间 0. 5 ～ 4 h，加碱量 OH － ∶ NH4+ 摩尔比值 0. 4 ～ 1. 5。结果表明，虽然 XＲD 分析显示 2 种热解产物都已失去鸟粪石 的特征峰，但是鸟粪石加碱热解效果更好，最佳热解条件为：加碱量 OH － ∶ NH4+ 摩尔比值 1，温度 90℃ ，时间 2 h，鸟粪石脱 氮率 95% 以上；加碱热解产物表面为多孔状，完全失去了晶体结构；煅烧热解鸟粪石脱氮率仅为 80% 左右，热解产物晶体 结构破坏不完全。鸟粪石在最佳条件下热解循环处理高氨氮废水，可循环使用 6 次，氨氮去除率 80% 以上，出水磷浓度小 于 8 mg / L。
和 Mg2 O7 P2 的混合物。
水的 pH 值调节到 9。反应 5 min，反应结束后静置
研究认为，碱的加入为磷酸铵镁的热解反应提 10 min，弃去上清液，用蒸馏水清洗沉淀产物。沉淀
供了一个 强 碱 环 境，有 利 于 磷 酸 铵 镁 分 解 生 成 的
NH4+ 转变为 NH3 而挥发，即发生如下反应：
进行，更加促进了磷酸铵镁分解生成 NH4+ 。
应生成的沉淀物中其对应的含量。纯鸟粪石中 N、P
He 等［16］通过加碱热解 MAP 使氨从固体中释 和 Mg 的理论含量参考文献［15］。
鸟粪石除磷工艺研究进展
97%
澳大利亚布里斯班 Oxley Creek 污水处理厂[4 ]
94%
1.1 工艺概述 通常鸟粪石除氮磷工艺分为沉淀法和结晶法。
沉淀法多通过曝气、搅拌产生沉淀；结晶法主要采
用流化床工艺。Hirasawa 等[12]认为鸟粪石晶体形成 过程中，过饱和度在 0.001 5 mol/L 以下时，晶体增 长速度与过饱和度成线性增长关系；过饱和度大于 0.001 5 mol/L 时，晶体表面变得粗糙，并出现细颗 粒，会增加后面的过滤工艺的负荷，因此实际运行 过程中要控制过饱和度。Münch 等[4]采用 1mm 左右 的压碎过筛的鸟粪石颗粒作为晶种启动处理设备， 结晶效果良好。Battistoni 等[13]处理低磷浓度污水厂 厌氧上清液[30～50 mg(PO4-P)/L]，不需投加晶核， 鸟粪石晶体在流化床内成核效果良好。流化床底部 排放颗粒直径不超过 0.5 mm，除磷率 75%。当聚电 解质从污泥脱水工艺流到流化床时，流化床底部逐 渐变为固定床，除磷效果有所降低，但仍含有 45%～ 55%，固定床底部排放颗粒直径可达 1.4 mm。 1.2 鸟粪石工艺适用的场合
污水中磷的同时生成鸟粪石（磷酸氨镁，MAP）——一种优质肥料，同时对今后该工艺的发展前景与研究的方向
提出展望。
关键词：鸟粪石（磷酸氨镁，MAP）；除磷；回收磷
中图分类号：X 703.1
文献标识码：A
MAP沉淀法
鸟粪石（MAP）沉淀法鸟粪石（MAP）沉淀法是近年来兴起的一种新的处理高氨氮废水的方法，因其处理效果好、反应迅速、操作简单，同时又能回收废水中的氨氮，日益受到人们的重视。
鸟粪石的化学成分为MgNH4PO4•6H2O，是白色结晶颗粒或者粉末，密度1.71g/mL，微溶于冷水，易溶于热水和稀酸，遇碱溶液会发生分解。
MAP沉淀法的基本原理就是通过向氨氮废水中投加镁盐和磷酸盐，使之与NH4+生成难溶于水的磷酸铵镁沉淀，将氨氮从废水中去除。
与传统活性污泥法相比,可以减少49% 的污泥体积,对实现氨氮资源回收具有重大意义。
发生的主要化学反应如下：Mg2++PO43-+NH4++6H2O→MgNH4PO4•6H2Mg2++HPO42-+NH4++6H2O→MgNH4PO4•6H20+H+Mg2++H2PO4-+NH4++6H2O→MgNH4PO4•6H20+2H+溶液中镁、磷离子浓度以及溶液的pH是影响MAP沉淀最重要的两个因素。
生成鸟粪石理论上的摩尔比r(Mg2+) ∶ r(NH4+) ∶ r(PO43-) 应为 1 ∶ 1 ∶1 。
待处理废水中几乎没有镁离子，总磷含量<5mg/L，这就需要向氨氮废水中投加镁盐和磷酸盐，将造成二次磷污染。
若投加MgCl2和NaH2PO4，处理废水量为较低的pH会增大鸟粪石的溶解度，因此，在鸟粪石沉淀法中，需加碱维持一定的pH，文献报道的最优pH范围为 9.0～10.7。
尽管鸟粪石法处理高氨氮废水有很大的优势，但高昂的药剂费用一直限制了该法的实际应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氨氮废水净化采用化学沉淀法工艺，即在反应器中加入沉淀剂后，使废水中的氨氮进入沉淀物中，废水而得以净化。工艺中加入反应器中去除废水中氨氮的沉淀剂共有2种，分别为磷酸盐和镁盐，称之为1、2号沉淀剂，处理约42kg/m3废水，其每天的投加量（按每天24小时运行计算）约23.2吨。净化工艺的沉淀物磷酸铵镁（鸟粪石）是一种有在利用价值的副产品，可作为一种缓释复合肥开发，每处理1m3废水产生大约35kg沉淀物，折合成每天的产量大约为19.3吨。
鸟粪石去除氨氮工艺技术实际应用举例
1.处理焦化废水——湖南某焦化厂生物脱酚工段改造方案
（a）原水产量及水质：焦炉剩余氨水，处理水量23m³/h；原水水质见表1—1。
表1-1废水水质情况
项目
NH3—N
（mg/L）
CODcr
（mg/L）
pH值
SS
（mg/L）
酚
（mg/L）
油
（mg/L）
数据
1900~2000
3人工费用：该废水处理系统共需15人操作，按每人每天80元计算，则人工费为2.17元/吨水。
4维修费用：每年维修费用为1.5万元，每处理1m3废水运行维修费为0.10元。
5单位运行成本：
单位运行成本=电费+人工费+维修费+药剂费
=2.13+2.17+0.10+69.70
=74.10元
废水处理工程单位直接运行成本为74.10元/m3。
3000~5500
8.5~9.5
60~90
800~1000
25~40
（b）排放标准
执行国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准
表1-2排放标准
项目
NH3—N
（mg/L）
CODcr
（mg/L）
pH值
SS
（mg/L）
酚
（mg/L）油（mg/L） Nhomakorabea数据
15
60
6.0~9.0
60~90
0.5
10
（c）原有工艺及说明
原有处理工艺中废水先经过除油、调节、降温等预处理后，进入曝气池，曝气后的废水进入二次沉淀池进行固液分离，处理后的废水送入循环使用或者外排。而活性污泥部分返回曝气池，剩余污泥进行浓缩脱水处理，脱水污泥拌入煤中加以处理。
水生物处理工艺中剩余氨水进入调节池，通过溶气罐气浮除油，气浮处理工艺，不仅可提高来自调节池严重缺氧废水的溶解氧，同时可去除部分有机机物和大部分悬浮物，为后段好氧生化工艺提供基础。废水再经过泵打入生化处理单元，好氧生物处理是利用好氧微生物（细菌、原生动物、后生动物等）在充氧条件下对废水中有机污染物进行降解的过程。根据生物的生长方式可分为悬浮生长型生物法、固着生长型生物法。固着生长型生物法操作方便、耐冲击负荷高、能耗较低，但有机负荷较低度、处理程度较低、占地面积大。悬浮生长是生物法根据曝气方式不同可分为推流式、完全混全式、阶段曝气式、纯氧曝气式、延时曝气式、氧化沟式、A一B法等，该方法具有设备简单、容积负荷高、有机负荷高、处理程度高等优点，但运行操作技术要求高，操作不当会出现污泥膨胀。
n2为实验要求的磷与氨氮的摩尔比（一般为1：1，此次为0.8：1）；
Cl为废水的氨氮浓度(mg/L)；
V为所需处理的水量(L)；
M2磷酸氢二钠的摩尔质量(g/mol)；
14为氮元素的摩尔质量(g/mol)；
S2为磷酸氢二钠药品的纯度(%)。
（f）处理效果
表 1-3实验出水效果
（g）经济技术分析
1)投资费用
表1-4工程所需仪器设备一览表
A．工程直接费用：302.3万元
B．工程间接费用：
设计费：A×5%=15万元
调试费：A×5%=15万元
C．税金：（A+B）×4%=13.5万元
D．工程造价：A+B+C=345.8万元
2)直接运行成本
1药剂费用：处理1吨氨氮浓度为2000mg/L（以N计）
镁盐（MgCl2·6H2O—纯度98%）：0.041吨/吨废水——单价400元/吨——16.4元/吨废水
剩余氨水进入隔油调节池除油（隔油调节时间按2h设计），后泵入反应器中，与投入的药剂反应并沉淀去除废水中的氨氮，反应时间20min。反应器中上层清液排入现有废水处理系统进行后续处理；反应器中的沉淀物排入离心过滤机进行固液分离,分离出的固体物即副产品（一种缓释复合肥），经皮带输送机、装袋等工序后，堆放在库房内或直接外运。分离出的液体则用泵入现有废水处理系统进行后续处理。
V为所需处理的水量(L)；
14为氮元素的摩尔质量(g/mol)；
24为镁元素的摩尔质量(g/mol)；
Ml为氯化镁的摩尔质量(g/mol)；
S1为氯化镁药品的纯度(%)。
②磷酸盐的理论投加量计算
根据原废水中的氨氮浓度和反应要求的药剂配比条件来确定沉淀剂磷酸氢二钠的投加量，计算方法如下式：
式中：G2为磷酸氢二钠的投加量(kg)；
综上所述，年运行费用按每年300个生产日计算，该废水处理设施年运行费用为74.10×24×23×300=12,270,960元。
表1-5改造工艺主体构筑物及设备一览表
图1-4平面布置示意图及1-1剖面图
2 .处理V2O5生产废水——西昌帝鑫钒钛实业有限公司废水处理工艺
（a）原水产量及水质：V2O5生产废水，处理水量240m³/d；原水水质见表2-3。
磷盐（Na2HPO4·12H2O—纯度99%）：0.041吨/吨废水——单价1300元/吨——53.3元/吨废水
药剂总费用：69.7元/吨废水
2动力费用：本工程运行功率约为98KW，电费按0.5元/KW·h，每天运行24h计算，则：98×24×0.5=1176元，折合处理每吨水的动力费用为2.13元。
（e）化学药剂的选择及投加量确定
药剂的选择依据是药剂的性能、可靠性以及药剂的价格。其他因素还包括药剂的形态和包装以及需求量等。
化学沉淀法处理焦化剩余氨水高浓度氨氮的药剂选择主要考虑处理性能和处理费用。
对于药剂投加量的确定，最好通过烧杯试验或者生产性试验确定，再应用于实际连续水量有代表性水质的处理。
理论上对于所选的药剂的投加量计算如下：
①镁盐的理论投加量计算
根据原废水中的氨氮浓度、原有镁离子浓度和反应要求的药剂配比条件来确定沉淀剂氯化镁的投加量，计算方法如下式：
式中：Gl为氯化镁的投加量(kg)；
nl为实验要求的镁与氨氮的摩尔比（一般为1：1，此次为1.4：1）；
Cl为废水的氨氮浓度(mg/L)；
C2为废水中所含镁离子的浓度(mg/L)；