基于化学沉淀法处理高浓度氨氮废水的研究
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摘 要：全球工业化不断发展的今天，高浓度氨氮废水的排放日益剧增，严重地影响到了水质营养，造成环境污染。废水处理问题将成为全球热点关注问题，其中化学沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺的研究尤为重要，通过一系列的化学反应生成化学沉淀，分析药剂进行配制的比例值对高浓度氨氮废水处理的作用，应发挥化学沉淀法的优势，改善水质污染。
关键词：氨氮废水处理 磷酸铵镁 化学沉淀法 要点
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-123-02
1 前言
目前水体污染超标比较严重的是氨氮废水的排放，其来源遍及很多地域，排放出来的有毒物质会给水中生物带来生病威胁。国家对于氨氮废水的处理方式多种多样，化学沉淀法因其工艺手法简易，净化水体污染效率高，反应速度快等特点而被国内外重视利用，广泛利用到氨氮废水处理当中，其原理就是在废水中投入沉淀剂，与氨氮发生反应，生成难溶于水的物质，从而进行沉淀分离，这过程也叫做脱氧。
2 高浓度氨氮的危害
废水排放中含有的高浓度氨氮，是水环境中氮的表现形态，对水体影响极大，它一旦跟水体进行接触就会给水体造成污染，我们经常会在一些江河湖泊中发现藻类的存在，特别是流动速度缓慢河流更容易被氨氮污染，造成藻类植物的大量繁殖，致使水体缺少氧气，危机鱼类乃至水生动植物的生命，引发水质质量的异变，其呈黑色液体，江河因此会附上恶臭，加大了自来水处理厂的工作量，难度大大提高；某些金属物质在遇到氨氮时会被大量的腐蚀，金属物质就不耐用，破坏了金属的使用寿命；在对污水进行回收利用时，用水设备与输水管道中的微生物会充分利用氨氮来进行生命的再度繁殖，大量的微生物结垢堵塞管道，致使污水处理不能完成，引发污水循环倒流；工业中水的循环利用以及对水的消毒都要用到含有氯的消毒水，在进行消毒时，氯与氨氮相遇产生化学反应，生成氯胺，氯的消毒效果就不明显，提高了消毒时对氯物质量的需求；氧化后的氨氮有可能存在饮用水中，长期饮用可能会得高铁血红蛋白症，同样它在人体中会自动转换为亚硝胺，有致癌作用，严重威胁了人们的身体健康。所以人类在处理高浓度氨氮废水问题上要高度重视，化学沉淀法是一项比较经济的废水处理技术。
3 对化学沉淀法的理解
（1）化学沉淀法的工作原理。废水中通常都含有某种离子，在一定常温下，具有难解的含盐液，其浓度达到一般值，称之为常数，这种物质会对水造成某种程度上的污染。为解决水中的这种离子，可以向水中放入某种化学药剂，使其产生难溶于水的含盐化学物质，并将其进行沉淀，形成沉淀物，降低水体中离子的含量，这就是化学沉淀法的工作原理。并不是所有废水当中的离子都能使用化学沉淀法进行分离，最主要是找到适用的沉淀剂。
（2）化学沉淀的使用方法。不同的水体离子所需的化学沉淀剂不同，硫化物沉淀法、氢氧化物沉淀法、碳酸盐沉淀法等是经常使用的化学沉淀法。硫化物是大多数金属的沉淀物，使用硫化沉淀法对废水处理可以有效去除残留的金属，但是在固体液态分离比较难，且购买费用高，竟而不被广泛使用；溶度体积小的氢氧化合物，在遇到水中化学剂时，在水中的阳离子会转化为氢氧化合物，被沉淀下来物质，然后进行处理，它作为一种经济实惠的石灰用材，一般不用在废水循环利用处理当中；碳酸盐当中许多离子的溶度体积都小，可将碳酸盐放入到相对浓度高的离子废水中，沉淀出来的碳酸盐可进行回收再利用。
4 化学沉淀法处理高浓度氨氮废水的研究
4.1 磷酸铵镁沉淀脱氧处理高浓度氨氮废水原理的分析
（1）通常情况下不与阴离子发生反应的氨基很难形成沉淀物质，但是它的一些带盐物质会利用复盐生成能使其沉淀的物质，从而能将氨基消除。磷酸铵镁以一个水晶方式存在，它的相对密度低，极容易溶于水，在温度较高的情况下分解成焦磷酸镁，在工业上运用广。通过实验研究，磷酸铵镁沉淀脱氧处理高浓度氨氮废水是可靠之举，在废水中投入含有镁与氨基物质的化学剂，使它们发生化学反应，生成磷酸铵镁，在温度较低状况下它的溶解度很小，在废水中分离出来呈白色晶体粉末状态，有时它也会呈乳状，大小不一，利用重力的下沉上升，过滤残留下沉淀物，最后把氨氮从废水中分离出来。在特殊废水中，也可以利用磷酸铵镁沉淀法，因为磷酸铵镁中含有大量的磷物质，可以对缺少磷营养的废水进行补充，满足微生物的营养需求，使水中微生物的生命得到保障。
（2）另一方面其对废水中氨氮的浓度具有抑制作用，致使氨氮的浓度大幅度降低，提高废水水体质量，保持水体的干净。废水中垃圾物质渗水液组成成分繁琐复杂，因而不能直接运用生物处理方法进行处，理磷酸铵镁处理法在高浓度氨氮废水中有比较好的先天条件PO43-和Mg2+离子在废水中发生化学效应，生成难溶于水的沉淀物质，无论是何种复杂的水质，都能很清楚的看出沉淀物的产生；随着Mg2+的不断增大，在同一水体下离子会聚集起来，形成一个主体，致使水中分解出来的化学沉淀物浓度降低，因此磷酸铵镁不仅具有沉淀作用，还有降低氨氮处理后残留物浓度的作用。每种物质都有其缺点，同样一些物质也会严重影响到磷酸铵镁的沉淀，这需要进一步的研究。磷酸铵镁沉淀法脱氧与废水中氨氮反应的效率较快，沉淀彻底，而且操作方便简单，应广泛的利用到高浓度氨氮废水处理中。
4.2 处理高浓度氨氮废水的磷酸铵镁沉淀法的特点
磷酸铵镁沉淀法也称MAP沉淀法是一种普通的化学沉淀法，在氨氮沉淀与磷酸盐同时反应时，可在同一时间进行沉淀物质，减少脱氧过程当中的除磷工序，提高工作速率；化学反应过后留下的MAP用处很大，可以作为灭火剂进行灭火，水泥混合搅拌时它又是粘合剂，磷酸生产工作中它就是原材料，用途广泛，使用方便；其对环境破坏不大，可作为农业的施工肥料，因为它的溶解度低，施肥后可快速的被农作物吸收；MAP沉淀法除氨氮的效率高，不需要在另外工具物质的辅助，可自行进行沉淀脱氧，在工艺使用上减少工程量，避免工序的繁琐，降低工作量，减少动力活动消耗的能量，操作简单易懂；磷酸铵镁沉淀法除了能很好的消除氨氮，其也可以适用于重金属工业废水的处理，在高含量的无机盐当中也能发挥其良好的沉淀作用，在某些不能直接对氨氮进行处理的废水中，MAP能很快的进行高浓度氨氮沉淀脱氧的处理。MAP当中含有MgNH4PO4・6H2O，这种物质能细微的溶解在冷水中，放入热水中也能很好的进行溶解，放入酸性物质中可进行稀释，但是在遇到乙醇时只能通过碱溶液来溶解。氨氮废水处理的化学沉淀方法很多，但是MAP沉淀法因其拥有特殊的功能战胜了传统的化学沉淀方法，更应该被广泛的运用。