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摘要：本研究是以热水解方法处理污泥中产生的压滤液为研究样本，此水样为典型的高浓度氨氮废水，通过对镁盐、加药摩尔比、PH等条件的正交试验，选择出最适合处理方法，高效、稳定的生成MAP（磷酸铵镁）沉淀，达到显著降低压滤液中氨氮的处理效果。
关键词：高氨氮废水、MAP、热水解压滤液
一、引言
热水解压滤液是利用热水解方法对污泥进行深度处理的过程中产生的一种高浓度的有机废水，此废水具有污染物含量高、特别是氨氮浓度高的特点。此种热水解工艺的压滤液，目前的处理方式是回到污水处理厂做碳源，压滤液经污水厂稀释过后部分指标不会对污水处理厂的出水有影响，但由于不同指标的出水要求的限制，目前为止存在稀释后的氨氮的含量过高，会增加污水处理的负荷。目前常用的氨氮废水处理技术包括活性炭或者沸石吸附法、空气吹脱法、生物脱氮法以及化学沉淀法，但是在实际应用过程中，各种方法却又存在着不同程度上的制约因素，有着不同程度上的局限性。
化学沉淀法处理氨氮废水则有工艺简单、处理对象广泛及沉淀物可以用做肥料等优势，该法已经收到了广泛的关注，所以本研究采用MAP法对热水解压滤液中氨氮进行预处理，考察其处理效果和最佳反应条件，对实际工程有着指导性的意义。
二、试验水质及试验原理
1、试验水质分析
本研究主要是以热水解压滤液为研究对象，根据长期的记录分析，发现如处理的污泥的成分无较大改变，那么认为压滤液的水质指标大致不变，由于本次研究的主要影响因素为氨氮和总磷两项指标，经调查，此水质中氨氮含量大约可以在2500mg/L左右，总磷的含量为200mg/L左右，两个指标的数值相差很大。虽然知道大致的数值范围，但是为了试验的准确性，在实验前还是要对压滤液中的氨氮含量进行测定；由于总磷包括溶解的、颗粒的、有机的和无机的磷，本试验需要的是磷酸根离子，又因为总磷含量低，其中可以参加反应的磷酸根离子少且与氨氮的含量相差大，所以忽略磷的影响，在投加含磷药剂时选择忽略压滤液中的磷对试验的影响。
压滤液检测报告及检测标准如下图所示：
磷酸铵镁沉淀的行成是基于以下反应：Mg2++NH4++PO43-+6H20→MgNH4PO4▪6H2O↓，按照反应方程，压滤液中需要加入沉淀剂镁盐和磷酸盐，常用的镁盐有氯化镁、氢氧化镁、硫酸镁，常用的磷源有磷酸氢二钠、磷酸二氢钠等；几种镁盐都是磷酸铵镁试验的常用试剂选择，而几种磷盐对比后由于Na2HPO4▪12H2O市场价格较为低廉，反应提供PO43-的能力强，并结合前人的实验效果最终确定Na2HPO4▪12H2O为试验选用磷酸盐。
三、试验方法
1、首先采用纳氏试剂法，对试验用的压滤液的氨氮含量进行测定。
2、暂定n（Mg）：n（P）：n（N）=1.1:1.1:1,PH=9-10，根据此比例投加三种镁盐，根据反应剩余溶液中的氨氮含量来确定三种镁盐所对应的去除率，从而选择出最优试剂。
3、在n（Mg）：n（P）：n（N）=1.1:1.1:1的条件下，进行PH调整试验，在使用最优试剂条件下最终确定此条件下最优PH值。
4、根据最优试剂的选择来对投加比例进行调整，最终确定此最优试剂的投加比例。
四、试验过程
1、第一阶段
经试验测得压滤液的氨氮浓度为2646mg/L=0.189mol/L。
n（Mg）：n（P）：n（N）=1.1:1.1:1，实验取压滤液500ml，NH4+为0.0945mol，推出镁盐0.104 mol，磷酸氢二钠0.104 mol。
所以实验所投加的磷酸氢二钠的量为37.34g。
实验选取的镁盐为三种：Mg(OH)26.03g
MgCl2 6H2O 21.11g
MgSO4 7H2O 25.58g
分别将三种镁盐和磷酸氢二钠加入压滤液中编号为1、2、3号。加入后搅拌，调节PH值为9-10后，继续搅拌20min，取漏斗分别过滤，得出滤液编号1、2、3号，于当日测滤液的氨氮浓度，氨氮浓度及去除率如下表。（注：水样稀释500倍进行测定。）
试验确定最优PH值为10。
3、第三阶段
由于压滤液的时效性，所以对压滤液中的氨氮浓度进行测定得压滤液的氨氮浓度为2565mg/L=0.18mol/L。
实验选取三种投加量为n（Mg）：n（P）：n（N）=1:1.1:1
n（Mg）：n（P）：n（N）=1.1: 1:1
n（Mg）：n（P）：n（N）=1:1:1
1号：磷酸氢二钠的量为35.54g。
MgSO4 7H2O 22.14g
2号：磷酸氢二钠的量为32.31g。
MgSO4 7H2O 24.35g
3号：磷酸氢二钠的量为32.31g。
MgSO4 7H2O 22.14g
分别将不同比例的硫酸镁和磷酸氢二钠加入压滤液中编号为1、2、3号。加入后搅拌，调节PH值为10后，继续搅拌20min，取漏斗分别过滤，得出滤液编号1、2、3号，于当日测滤液的氨氮浓度，氨氮浓度及去除率如下表。（注：水样稀释500倍进行测定。）
五、试验结论
1、根据结果得出了用MAP法处理热水解压滤液的最优工艺条件:温度 25℃；PH值10，n（Mg）：n（P）：n（N）=1.1:1.1:1，在此条件下处理的压滤液氨氮指标由2646mg/L可降低至370.3mg/L，去除率高达86%。
2、MAP法在处理高浓度氨氮废水有着很好的适应性，具有反应速度快、沉淀完全的优势，只需要确定好最优的反应条件就可以达到较好的去除效果。
3、MAP法最大的限制性因素就是药剂成本，由于试验所需的镁盐磷盐以及调节PH值的碱价格偏贵，所以使MAP法在实际工程应用上受到了制约，目前可以考虑的就是试验所得沉淀用做磷酸铵镁肥料，用肥料的销售来弥补药剂的成本。
论文作者:褚祥运
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/12
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