废水中氨氮沉淀的影响因素

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2004.01.004 第26卷第1期 北京科技大学学报 Vol.26 No.1 2004年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2004 废水中氨氨沉淀的影响因素 孙体昌张建云松全元 北京科技大学环境工程系，北京100083 摘要以MgCl和NHPO,为沉淀剂，用实验室模拟废水研究了影响氨氮沉淀的因素，包 括沉淀pH值、沉淀剂的添加量及氨氮的原始质量浓度.结果表明，沉淀pH值是影响氨氨沉 淀的主要因素，它影响氨氮的沉淀率、残余氨氮浓度、Mg和PO}的沉淀率和残余量以及沉淀 后水的pH值.最佳沉淀pH值为11.氨氮的初始质量浓度在1000mgL以下时，随其降低氨氨 的沉淀率和残余氨氮质量浓度都降低：低于100mgL时沉淀率明显降低，但残余氨氨质量浓 度可以达到5mgL,且变化不再明显. 关键词氨氮废水；氨氨沉淀；磷酸铵镁 分类号TD926.5;X703.1 化学沉淀法是去除废水中氨氮方法之一. mL,用质量分数为5%的NaOH溶液调整到所需 该方法的最大特点是可以使氨氨得到回收，因此 的pH值，称为沉淀pH值.所用沉淀剂为MgCh 近年来对此方法的研究较多.常用的沉淀剂为 和NaHPO4.称取规定量的沉淀剂，在搅拌的条件 MgCl和Na,HPO.影响沉淀效果的因素有pH值、 下加入盛有已调整到规定pH值模拟水的烧杯 沉淀剂的种类、废水中的初始氨的质量浓度及是 中，搅拌15min,然后静置3h取上清液，测定其 否存在其他杂质等.谢炜平分别用实验室模拟 NH-N,Mg,PO的质量浓度和pH值，此时的 废水、某屠宰厂污水池废水和某氮肥厂外排水为 pH值称为沉淀后pH值.氨氯质量浓度的测定用 试样研究了沉淀法去除废水中氨氯的可行性.钟 钠氏剂分光光度法，镁离子用原子吸收法测定， 理等也进行了类似研究，得到相同的结果.赵庆 磷酸根用离子色谱法测定.初始氨氮质量浓度是 良和李湘中研究了用化学沉淀去除垃圾渗滤液 指沉淀前水样中氨氮的质量浓度，残余氨氮质量 中的氨氮，可使垃圾渗滤液中的氨氮沉淀率达到 浓度是沉淀后上清液中残余氨氮的质量浓度，氨 98.0%.Stratful等"详细研究了影响磷酸铵镁沉淀 氮沉淀率是上述两者的差值与初始氨氨质量浓 及晶体生长的因素.Bouropoulos等研究了磷酸 度的比值 铵镁的沉淀机理并测定了在不同的pH值和不同 的Mg质量浓度时磷酸铵镁的动电电位，Battis-. 2实验结果与讨论 toni等和Munch等m进行了用化学沉淀法从废 21沉淀剂的添加量和沉淀pH值的影响 水厌氧消化后的上清液中同时回收氮和磷的研 用原始氨氮质量浓度为200mgL的模拟水 究，本文用模拟废水研究了氨氮沉淀过程的影响 样，沉淀剂添加量按nNH):nMg"):n(PO)= 因素，包括沉淀的pH值、沉淀剂的用量、氨氮的 1:1:1(以下称沉淀剂低用量)和1：1.2：1.2（以下称 初始质量浓度等，分析了沉淀剂在氨氮沉淀过程 沉淀剂高用量)进行，在不同的沉淀H值条件下 中的分布情况， 进行了沉淀试验，目的是考察沉淀剂的用量和沉 1试样与实验方法 淀pH值对沉淀过程的影响，结果分别见图1和 图2.从图1可以看出，不论沉淀剂用量的高低， 所用试样是用自来水和NH,CI配成不同质量 都是随沉淀H值的增加，氨氮的沉淀率增加，但 浓度的模拟氨氨废水.实验时每次取水样500 不同沉淀pH值区间增加的速度不同.在沉淀H 收稿日期200301-20孙体昌男，45岁，教授，博士 值低于9时，随H值的变化，氨氮的沉淀率增加 *国家自然科学基金资助项目(No.50374006)

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 扭 艳 】 废水 中氨氮沉淀的影响 因素 孙体 昌 张建云 松全元 北 京科技大学 环 境工 程 系 ， 北 京 摘 要 以 和 灸 。 为沉 淀 剂 ， 用 实验 室 模拟 废水研 究 了影 响氨氮 沉 淀 的 因 素 ， 包 括沉 淀 值 、 沉淀 剂 的添 加量及 氨氮 的原始质量浓度 结 果 表 明 ， 沉 淀 值是影 响氨氮 沉 淀的主 要 因 素 ， 它 影 响氨氮 的沉淀 率 、 残余 氨氮浓度 、 了和 以 一 的沉 淀率和 残余量 以及 沉淀 后 水 的 值 最 佳 沉淀 值 为 氨氮 的初始 质量浓度在 以下 时 ， 随其 降低氨 氮 的沉 淀 率和 残 余氨氮质量浓度都 降低 低 于 时沉淀率 明显 降低 ， 但残余氨 氮质量 浓 度 可 以达到 ， 且 变化不 再 明显 关键 词 氨氮废水 氨氮沉淀 磷酸 按镁 分 类号 化 学 沉 淀 法 是 去 除废 水 中氨 氮 方 法 之 一 〔叨 该 方 法 的最 大特 点是 可 以使氨氮得 到 回收 ， 因此 近 年 来对 此 方 法 的研 究较 多 常 用 的沉 淀 剂 为 和 认 影 响沉 淀 效果 的因素有 值 、 沉 淀 剂 的种类 、 废水 中 的初 始氨 的质量 浓 度 及 是 否存 在其他 杂质 等 ， 谢炜 平 阴 分 别 用 实验 室模 拟 废 水 、 某屠 宰厂污 水池 废水和 某氮肥 厂 外 排水 为 试 样研 究 了沉 淀 法 去 除废 水 中氨 氮 的可 行性 钟 理 等 〔 ，也进行 了类似研 究 ， 得 到相 同的结果 赵庆 良和 李湘 中 ，，研 究 了用 化 学沉 淀 去除垃 圾 渗滤液 中 的氨氮 ， 可 使垃 圾渗 滤液 中 的氨氮沉 淀率达 到 等川 详 细研 究 了影 响磷 酸 钱 镁 沉 淀 及 晶体 生 长 的 因素 等 【 研 究 了磷 酸 钱镁 的沉 淀机 理 并测 定 了在 不 同 的 值 和 不 同 的 才 ‘ 质 量 浓 度 时磷酸 钱镁 的动 电 电位 等 “ ，和 等 闭 进 行 了用 化 学 沉 淀 法 从 废 水 厌 氧消 化 后 的 上 清 液 中 同 时 回收氮 和 磷 的研 究 本文 用 模拟 废 水研 究 了氨氮沉 淀 过程 的影 响 因素 ， 包 括 沉 淀 的 值 、 沉 淀 剂 的用 量 、 氨氮 的 初 始质量浓 度等 ， 分析 了沉 淀 剂 在氨氮 沉 淀 过程 中的分 布情 况 ， 用 质 量 分 数 为 的 溶液 调 整 到所 需 的 值 ， 称 为沉 淀 值 所 用 沉 淀 剂 为 和 氏 称 取规 定 量 的沉淀 剂 ， 在搅 拌 的条件 下 加 入 盛 有 已 调 整 到 规 定 值 模 拟 水 的烧 杯 中 ， 搅 拌 巧 ， 然 后 静 置 取 上 清液 ， 测 定 其 一， ， 以 一 的质 量 浓 度 和 值 ， 此 时 的 值 称 为沉 淀 后 值 氨 氮 质 量 浓 度 的测 定 用 钠 氏剂 分光 光 度 法 ， 镁 离子用 原 子 吸 收法 测 定 ， 磷 酸根用 离 子色谱 法 测 定 初 始氨氮质 量浓度 是 指 沉淀 前 水样 中氨氮 的质 量 浓度 ， 残 余氨氮质 量 浓度 是 沉淀 后 上清 液 中残 余氨 氮 的质 量浓度 ， 氨 氮 沉 淀 率 是 上 述 两 者 的差 值 与 初 始 氨 氮 质 量 浓 度 的 比值 试 样 与实验 方 法 所用 试 样是用 自来水 和 月 配成 不 同质 量 浓 度 的模拟 氨氮废 水 实验 时每 次 取 水 样 收稿 日期 刁 一 孙 体 昌 男 ， 岁 ， 教授 ， 博士 国家 自然科学基金 资助项 目 实验结 果 与讨 论 沉 淀 剂 的添 加 量 和 沉 淀 值 的 影 响 用 原 始氨 氮 质 量 浓 度 为 的模拟 水 样 ， 沉 淀 剂 添 加 量 按 代 今 以 一 卜 以下 称 沉 淀 剂低 用量 和 以下 称 沉 淀 剂 高用 量 进 行 ， 在 不 同 的沉 淀 值 条件 下 进 行 了沉淀 试验 ， 目的是考 察沉 淀 剂 的用 量和 沉 淀 值对 沉 淀 过程 的影 响 ， 结果 分 别 见 图 和 图 从 图 可 以看 出 ， 不 论沉 淀 剂用 量 的高低 ， 都是 随沉淀 值 的增 加 ， 氨 氮 的沉 淀 率增加 ， 但 不 同沉 淀 值 区 间增 加 的速 度 不 同 在 沉 淀 值低 于 时 ， 随 值 的变 化 ， 氨氮 的沉 淀 率增 加 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2004．01．004

·12· 北京科技大学学报 2004年第1期 缓慢，沉淀pH值由7增加到9时，沉淀率由 方法处理废水，虽然沉淀所需的H值较高，但沉 33.01%增加到42.56%，而沉淀pH由9增加到11 淀后水的pH值基本可以降低到允许的范围内， 时，氨氮的沉淀率由42.56%增加到94.58%.从图 但沉淀后水的H值也与沉淀剂的用量有关，沉 1中还可看出，沉淀剂的添加量对氨氮的沉淀率 淀剂用量高时沉淀后水的pH值下降，沉淀pH值 也有影响，在实验的范围内是随沉淀剂添加量的 为I1且沉淀剂高用量时，沉淀后水的H值下降 增加氨氮的沉淀率增加，但总体差别不大且与沉 到8.5，上述实验表明，氨氮沉淀过程中沉淀剂的 淀pH值有关，pH值低时差别较大，到pH值为11 添加量达到水中氨氮与沉淀剂的物质的量的比 时两者的差别已很小，仅相差1%. 为1：1：1已经足够，过量添加对提高沉淀率的作 120 沉淀剂低用量时沉淀后H值 0 用不明显， 100忍沉淀剂高用量时沉淀后pH值 图2是沉淀后水中残余氨氮质量浓度与不同 ·沉淀剂高用量时氨氮沉淀率 9 80 量一沉淀剂低用量时氨氨沉淀率 沉淀pH值和沉淀剂添加量的关系.可见pH值是 影响沉淀后水中残余氨氮质量浓度的主要因素， 60 8 当沉淀的H值达到11时，沉淀后残余氨氮质量 40 > 浓度可以降低到10mgL左右，增加沉淀剂的添 加量可以使沉降后水中残余氨氮质量浓度有所 6 降低但不明显，在沉淀pH值为11时差别更小. 10 11 沉淀pH值 2.2沉淀pH值对沉淀剂中离子分配的影响 图1不同沉淀剂用量时沉淀pH值对氨氮氨沉淀率和沉 图3是沉淀剂离子沉淀率与沉淀pH和沉淀 淀后pH值的影响 剂添加量的关系，沉淀剂低用量时加入的Mg和 Fig.1 Effect of pH on precipitation rate and the pH after P0的质量浓度分别为347.04和1355.58mgL, the precipitation of ammonia nitrogen with different dos- 高用量时分别为416.44和1626.70mg/L.随着沉 ages of precipitants 淀pH值的增加，沉淀剂离子Mg和PO的沉淀 160 140 图沉淀剂低用量时残余氨氮 率逐渐增加，其变化规律与氨氮的沉淀率与沉淀 120 画沉淀剂高用量时残余氨氮 图 pH值的关系基本相同.pH值低于9时，变化率较 1 80 小，H高于9时变化率明显增大.两种离子沉淀 率差别不大，Mg的沉淀率稍高于PO.随沉淀 8 剂添加量的变化，Mg和PO沉淀率的变化规律 10 11 不同，Mg”的沉淀率是随添加量的增加而增加， 沉淀H值 当pH为I1时，Mg的沉淀率基本相同.而PO的 图2沉淀pH值和沉淀剂添加量对残余氨氨质量浓度 沉淀率却是随沉淀剂添加量的增加而降低，在试 的影响 验H值范围内都是如此，并且这种差别随沉降 Fig.2 Effect of pH and the dosage of precipitants on the re- 100 sidual concentration of ammonia nitrogen ☑沉淀剂低用量时镁离子沉淀率 80 夏沉淀剂高用量时镁离子沉淀率 沉淀后水的pH值与沉淀pH值和沉淀剂的 口沉淀剂低用量时磷酸根沉淀率 用量都有关系.沉淀后水的pH值随沉淀pH值的 日沉淀剂高用量时磷酸根沉淀率 60 变化规律也是随沉淀pH值的增加而增加，其增 40 加的幅度在不同的H值范围内不同，但沉淀后 的H值都低于沉淀pH值，当沉淀的H值低于 9时，沉淀后水的pH值随沉淀pH值的增加变化 很小，沉淀的pH值由7增加到9时，沉淀后的pH 》 8 9 10 11 值仅由6.6增加到6.8，这说明沉淀过程消耗OH 沉淀pH值 图3沉淀pH和沉淀剂添加量对沉淀剂离子沉淀率的 一离子.当沉淀的H值高于9时，沉淀后水的pH 影响 值明显增加.沉淀剂低用量时，当沉淀pH值为11 Fig.3 Effect of pH and the dosage of precipitants on the 时，沉淀后水的pH值增加到89，说明如果用此 precipitation rate of Mg"and PO

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 缓 慢 ， 沉 淀 值 由 增加 到 时 ， 沉 淀 率 由 增 加 到 ， 而 沉 淀 由 增加 到 时 ， 氨氮 的沉 淀 率 由 增加 到 从 图 中还 可 看 出 ， 沉 淀剂 的添 加 量 对 氨氮 的沉 淀率 也 有影 响 ， 在 实验 的范 围 内是 随沉 淀 剂添 加 量 的 增 加氨氮 的沉 淀 率增 加 ， 但 总体差 别不 大且 与沉 淀 值 有 关 ， 值 低 时差 别 较 大 ， 到 值 为 时两 者 的差 别 已 很 小 ， 仅 相 差 测划映蜕国 沉淀剂低用量时沉淀后 值 坛 面沉淀剂高用量时沉淀后 值 … 苗熬 ︸ 哥渭蜕芝 沉淀 值 图 不 同 沉 淀剂用 且 时沉 淀 值 对 氨氮沉 淀率和 沉 淀 后 值 的影 响 们陇 概 代 如 。 初 月 如 …黝黝 ， 四 沉淀剂低用量时残余氨氮 沉淀剂高用量时残余氨氮 黔、 方 法 处 理废 水 ， 虽 然沉 淀所 需 的 值 较 高 ， 但 沉 淀 后 水 的 值 基本 可 以降低 到 允许 的范 围 内 但 沉 淀后 水 的 值 也 与沉 淀 剂 的用量 有 关 ， 沉 淀 剂用量 高时沉 淀后 水 的 值 下 降 ， 沉 淀 值 为 且 沉 淀 剂高用 量 时 ， 沉 淀 后 水 的 值 下 降 到 上 述 实验 表 明 ， 氨氮沉 淀过 程 中沉 淀 剂 的 添 加 量 达 到 水 中氨氮 与 沉 淀 剂 的物质 的量 的 比 为 已经 足 够 ， 过 量 添 加 对 提 高沉 淀 率 的作 用 不 明显 图 是沉 淀后 水 中残余氨氮质量 浓度 与不 同 沉 淀 值 和 沉 淀 剂添 加量 的关系 可 见 值 是 影 响沉淀 后 水 中残余氨氮质量浓 度 的主 要 因素 ， 当沉 淀 的 值 达 到 时 ， 沉 淀后 残 余氨氮质量 浓度 可 以降低 到 左 右 增 加 沉 淀 剂 的添 加 量 可 以使 沉 降后 水 中残 余氨 氮 质 量 浓 度 有所 降低但 不 明显 ， 在 沉 淀 值 为 时差 别 更 小 沉 淀 值 对 沉 淀 剂 中离子 分 配 的影 响 图 是沉 淀剂 离子 沉 淀率 与沉 淀 和 沉 淀 剂添 加 量 的关系 沉 淀剂低用 量 时加 入 的 犷和 孟 一 的质 量 浓 度 分 别 为 和 飞 ， 高用 量 时分 别 为 和 随着 沉 淀 值 的增 加 ， 沉 淀 剂 离子 宫 十 和 孟 一 的沉 淀 率逐渐增 加 ， 其变化 规律与氨氮 的沉 淀率 与沉 淀 值 的关 系基 本相 同 值 低 于 时 ， 变化 率较 小 ， 高于 时变 化 率 明显 增大 两种 离子沉 淀 率差 别 不 大 ， 官 的沉 淀 率稍 高 于 以一 随沉 淀 剂添 加量 的变 化 ， 犷和 以 一 沉 淀 率 的变化 规律 不 同 ， 的沉 淀 率 是 随添 加 量 的增加 而 增 加 ， 当 为 时 ， 的沉 淀 率基 本 相 同 而 以 一 的 沉 淀率却是 随沉 淀剂添加 量 的增加而 降低 ， 在试 验 值 范 围 内都 是 如 此 ， 并且 这 种差 别 随沉 降 一 一一 一 侣 ， 加 ︵ ︻一闷 · 馒且侧缓咧、的 健哥似蛇咔芝 沉 淀 值 图 沉 淀 值 和 沉淀剂添加 量对 残 余氨 氮质量 浓度 的影 响 妞 份 住 组 沉 淀 后 水 的 值 与沉 淀 值和 沉 淀 剂 的 用 量 都 有 关 系 沉 淀 后 水 的 值 随沉 淀 值 的 变化 规 律 也 是 随沉 淀 值 的增 加 而 增 加 ， 其 增 加 的幅度 在 不 同的 值 范 围 内不 同 ， 但 沉 淀 后 的 值 都低 于 沉 淀 值 当沉 淀 的 值低 于 时 ， 沉 淀后 水 的 值 随沉 淀 值 的增加变化 很 小 ， 沉 淀 的 值 由 增 加 到 时 ， 沉 淀后 的 值 仅 由 增 加 到 ， 这 说 明沉 淀过 程 消耗 一 离子 当沉 淀 的 值 高于 时 ， 沉 淀 后水 的 值 明显 增加 沉 淀 剂低 用 量 时 ， 当沉 淀 值 为 时 ， 沉 淀 后 水 的 值 增 加 到 ， 说 明如 果用 此 沉 淀 值 图 沉 淀 和 沉 淀剂添 加 最对沉 淀剂离子 沉 淀率的 影响 啥 幻 伍 如 扩 二 团沉淀剂低用量时镁离子沉淀率 …】 口沉淀剂高用量时镁离子沉淀率 国沉淀剂低用量时磷酸根沉淀率又 一 嘉兹蘸

VoL26 No.1 孙体昌等：废水中氨氨沉淀的影响因素 13 pH值的增加而增加，沉淀pH值为7时，沉淀剂 原始质量浓度为200mgL时低，沉降后水的pH 低用量时P0:的沉淀率为31.23%，高用量时降低 值基本相同 到30.90%，仅降低0.33个百分点.而沉淀pH值为 100 ★一氨氮沉淀率 10 11时，二者分别为94.93%和89.02%，相差5.91%. 80 一●一残余氨氨质量浓度 一沉淀后pH值 9 图4是残余的Mg和PO:质量浓度与沉淀pH 值和沉淀剂用量的关系，从图中可知，随沉淀pH 60 吉 值的增加，残余Mg质量浓度逐渐下降，当沉淀 图 40 pH为11时最低可以下降到5.2mgL,说明所加 城 20 入的Mg离子基本上进入沉淀而除去.随沉淀剂 用量的增加，残余的Mg“离子质量浓度在沉淀 6 6 7 89 10 11 12 pH值低时有所增加，在沉淀pH为I1时增加很 沉淀pH值 少.由于沉淀所需的PO:量较大，其残余质量浓 图5沉淀H值对氨氮沉淀率和残余氨氮质量浓度的影 度也比较高，在沉降H为7，沉淀剂高用量时， 6 P0的残余质量浓度可高达1124.0mgL,但随沉 Fig.5 Effect of pH on precipitation rate and the residual 淀H值的增加而降低，在沉淀pH为11，残余质 concentration of ammonia nitrogen 量浓度达到最低，但此时仍有68.7mgL.随沉淀 为了解氨氮质量浓度变化对沉淀过程的影 剂用量的增加，残余PO质量浓度增加也较多， 响，在沉淀pH值11，沉淀剂添加量为nNH): 如在沉淀pH值为11时，沉淀剂由低用量增加到 nMg):(PO})=1:1:1的条件下，改变氨氮的初始 高用量时，残余PO的质量浓度由68.7增加到 质量浓度为25一1000mgL进行实验，结果如图6. 178.5mgL几乎增加了2倍，说明在P0:水中的残 氨氨的初始质量浓度对氨氮的沉淀过程的影响 余量较大，这也可能影响到氨氨沉淀法的实际 主要是初始质量浓度低于100mg/L时氨氮的沉 应用. 淀率降低.初始质量浓度在100-1000mgL之间 1.2 恩沉淀剂低用时残余镁离子浓度 时，氨氮的沉淀率在94.01%~97.81%之间变化，初 1.0 圈沉淀剂高用量时残余镁离子浓度 始质量浓度为50gL时，氨氨的沉淀率为 日沉淀剂低用量时残余磷酸根浓度 口沉淀剂高用量时 90.21%,而初始质量浓度为25mgL时，沉淀率降 90.8 残余破酸根浓度 为82.90%.沉淀后水的pH值随氨氮的初始质量 0.6 浓度的增加而下降，这是因为随着初始质量浓度 0.4 的增加，沉淀剂的绝对用量也增加了，因此影响 0.2 图 了沉淀后的pH值，从图6中还可以看出，残余氨 氨质量浓度随氨氮原始质量浓度的增加而增加， e 9 10 沉淀pH值 子 图4沉淀H值和沉淀剂添加量对残余离子质量浓度的 98 20 影响 Fig.4 Effect of pH and the dosage of precipitants on the re- sidual mass concentration of Mg"and PO 23氨氮初始质量浓度的影响 照 86 氨氮沉淀率一残余氨氨质量浓度 图5是氨氮初始质量浓度为100mgL时氨氨 鲁沉淀后pH值 沉淀率、残余氨氮质量浓度与沉淀H值的关系， 82 0 0 200 400 600 8001000 实验是保持沉淀剂的添加量为氨氨、沉淀剂的物 氨氮的初始质量浓度/(mg·L) 质的量的比为nNH):nMg):n(PO)上1：1：1的条 图6初始氨氨质量浓度对氨氨沉淀率和沉淀后的pH 件下进行的.可见氨氮质量浓度由200mgL降低 值的影响 到100mgL,对氨氮沉淀率基本没有影响，在沉 Fig.6 Effect of the initial concentration of ammonia nitro- 淀H值为11时氨氯沉淀率达到最大值，为 gen on precipitation rate,residual concentration and pH 94.99%,此时的残余氨氮质量浓度为5.0mgL,比 after precipitation

孙体 昌等 废水 中氨氮 沉淀 的影响 因 素 原始 质 量 浓 度 为 工 时低 ， 沉 降后 水 的 值 基本相 同 渭划映蟋国 阵日卜匕 八︸︸ 挑︸一 ︸︸︸ 域僻似妮喊芝 ︾侧︵说喇饵喊贼架似甲日如 值 的增 加 而 增 加 沉 淀 值 为 时 ， 沉 淀 剂 低 用 量 时 以 一 的沉 淀率 为 ， 高用 量 时 降低 到 ， 仅 降低 个 百分 点 而 沉 淀 值 为 时 ， 二 者 分 别 为 和 ， 相差 图 是残 余 的 扩 十和 创 一 质量 浓度 与 沉淀 值和 沉 淀 剂用 量 的关 系 从 图 中可 知 ， 随沉 淀 值 的增 加 ， 残 余 卜 质 量浓度 逐 渐 下 降 ， 当沉 淀 为 时最 低 可 以下 降到 几 ， 说 明所 加 入 的 犷离 子基 本 上 进 入 沉 淀 而 除去 随沉 淀 剂 用 量 的增 加 ， 残 余 的 才 十 离 子 质 量 浓 度 在 沉 淀 值低 时有 所 增 加 ， 在沉 淀 为 时增 加 很 少 由于 沉 淀 所 需 的 以 一 量 较大 ， 其残 余 质 量 浓 度 也 比较 高 ， 在沉 降 为 ， 沉 淀 剂高用 量 时 ， 以 一 的残余 质 量 浓 度可 高达 刀 ， 但 随沉 淀 值 的增 加 而 降低 ， 在 沉 淀 为 ， 残 余 质 量 浓度 达 到最 低 ， 但 此 时仍 有 随沉 淀 剂用 量 的增加 ， 残 余 以 一 质 量浓度 增 加 也 较 多 ， 如 在 沉 淀 值 为 时 ， 沉 淀 剂 由低 用 量 增 加 到 高用 量 时 ， 残 余 以 一 的质 量 浓 度 由 增 加 到 目 几 乎增加 了 倍 说 明在 以 一 水 中的残 余 量 较 大 ， 这 也 可 能 影 响 到 氨 氮 沉 淀 法 的 实 际 应用 氨氮沉淀率 残余氨氮质量浓度 沉淀后 值 巴沉淀剂低用 量时残余镁离子浓度 沉淀剂高用量时残余镁离子浓度 日沉淀剂低用量时残余磷酸根浓度 口沉淀剂高用量时 残余磷酸根浓度 ‘， 价缪侧爱碉俱︸ ︵ 一︾锐球侧训馒喊架澎甲助日 划饵洲蛤国 ︸气︸、 ，几，二﹃ 僻沼喊途顾沉 从汤 七，四 舀， ‘ 习山‘ 沉淀 值 图 沉淀 值和 沉淀剂添加 量 对残 余 离子质最浓度 的 影 响 哈 恤 代 · 记 犷 弓 氨氮 初 始 质 量 浓 度 的影 响 图 是 氨氮 初 始质 量 浓度 为 几 时氨氮 沉 淀 率 、 残 余 氨 氮 质 量浓度 与 沉 淀 值 的关 系 ， 实验 是保 持沉 淀剂 的添 加量 为氨氮 、 沉 淀 剂的物 质 的 量 的 比 为 犷 以 一 卜 的 条 件 下进 行 的 可 见氨氮 质量 浓 度 由 留 降低 到 ， 对 氨 氮沉 淀 率基 本没 有影 响 ， 在 沉 淀 值 为 时 氨 氮 沉 淀 率 达 到 最 大 值 ， 为 ， 此 时 的残 余氨氮 质 量 浓度 为 ， 比 沉淀 值 图 沉 淀 值对 氮氮沉淀 率和 残 余氨氮质量 浓度 的影 响 啥 · 们 皿 为 了解 氨 氮 质 量 浓 度 变 化 对 沉 淀 过 程 的 影 响 ， 在 沉 淀 值 ， 沉 淀 剂添 加 量 为 朴 十 二 一 卜 的条件下 ， 改变 氨氮 的初 始 质 量浓 度 为 一 进 行 实验 ， 结果 如 图 氨 氮 的初 始质 量 浓 度 对 氨 氮 的沉 淀 过 程 的影 响 主 要 是 初 始质 量 浓 度 低 于 几 时氨氮 的沉 淀 率 降低 初 始 质 量 浓度 在 一 叭 之 间 时 ， 氨氮 的沉 淀 率在 一 之 间变 化 ， 初 始 质 量 浓 度 为 几 时 ， 氨 氮 的 沉 淀 率 为 ， 而 初 始 质 量浓度 为 时 ， 沉 淀 率 降 为 沉 淀后 水 的 值 随 氨 氮 的初始质 量 浓度 的增 加 而 下 降 ， 这 是 因 为 随着初 始质 量浓 度 的增 加 ， 沉 淀 剂 的绝 对 用 量 也 增 加 了 ， 因此 影 响 了沉 淀 后 的 值 从 图 中还 可 以看 出 ， 残 余 氨 氮质量 浓 度 随氨氮 原始质量 浓 度 的增加 而 增 加 ， 氨 氮 的初始质量浓度 ’ 一 ‘ 图 初 始 氨氮质量浓度对 氨氮沉 淀率和 沉 淀后 的 值 的影 响 月触 幼 彻扮 牡仙 的 介 罗 卿 柱 ， 抓 姐扮

14" 北京科技大学学报 2004年第1期 几乎呈直线关系.当初始氨氮质量浓度在50mg 降低.氨氮沉淀的方法适用的浓度范围较宽，在 L以下时，残余氨氨浓度基本不再变化，说明用 1000mgL的实验范围内都能取得满意的沉淀 沉淀法去除氨氮时，存在最低的残余氨氮浓度， 效果， 这可能与磷酸铵镁的溶解度有关.由此可见沉淀 参考文献 法对水中氨氮的初始质量浓度有较广泛的适用 1 Stratful I,Scrimshaw M D,Lester J N.Conditions influ- 性，虽然低质量浓度时沉淀率降低，但此时残余 encing the precipitation of magnesium ammonium phos- 氨氨的量己经很低，在5.0mgL左右. phate [J].Water Sci Technol,2001,35 (17):4191 2谢炜平.废水中氨氯的去除与利用).环境导报， 3结论 19991):14 3钟理，詹怀字.化学沉淀法去除水中的氨氮及其反 (I)沉淀时的pH值是影响水中氨氮沉淀的最 应的探讨[).重庆环境科学，2000,22(6)：54 主要因素.沉淀PH值达到11时可以取得95%左 4赵庆良，李湘中，化学沉淀法去除垃圾渗滤液中的 右的氨氮沉淀率。 氨氨).环境科学，1999,20(9)：91 (2)沉淀剂的添加量影响氨氮的沉淀效果.沉 5 Bouropoulos N C,Koutsoukos P G.Spontaneous precipi- 淀剂的最佳添加量为nNH)Mg):m(PO上 tation of struvite from aqueous solutions[J].J Crystal Gro- 1:1:1,添加量增加对氨氮沉淀率的作用不大，但 wth,2000,213:381 会降低Mg和PO的沉淀率，使两种离子的残余 6 Battistoni P,Angelis A,Pavan P,et al.Phosphorus removal from a real anaerobic supernatant by struvite crystalliza- 质量浓度增加，特别是PO:的增加更明显 tion [J].Water Res,2001,35 (9):2167 (3)水中氨氮的原始质量浓度影响氨氮的沉 7 Munch E V,Barr K.Controlled struvite crystallization for 淀率和残余氨氨质量浓度.低于100mgL时，氨 removal phosphorus from anaerobic digester side stream 氮的沉淀率明显降低，但残余氨氮浓度不再明显 [J.Water Res,200l,35(1:159 Factors Influencing Ammonia Nitrogen Precipitation from Simulated Wastewater SUN Tichang,ZHANG Jianyun,SONG Quayuan Department of Environmental Engineering,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT In the laboratory and with a simulated wastewater as samples,the factors influencing the precipita- tion ofammonia nitrogen from wastewater were investigated with MgCl and Na,HPO,as precipitants.These factors studied include the pH of precipitation,the dosage of precipitants,and the initial NH-N concentration of waste- water.The result shows that the pH of precipitation is the key factor and it determines the precipitation rate of NH-N,the remaining concentration,the removal rate and the remaining concentration of Mg"and PO.The op- timum pH is 11.When the initial NH-N concentration is less than 1000mg/L,both the precipitation rate and the residual concentration of NH-N decrease with decreasing the initial concentration.When the initial NH:-N con- centration is less than 100 mg/L,the precipitation rate decreases dramatically,but the minimum residual concentra- tion is 5 mg/L and remaining the same. KEY WORDS ammonia wastewater;precipitation of ammonia nitrogen;struvite

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 几 乎呈 直线 关 系 当初 始氨氮 质 量 浓 度 在 以下 时 ， 残 余氨 氮浓 度基 本 不 再 变 化 ， 说 明用 沉 淀法 去 除氨氮 时 ， 存在最 低 的残 余氨氮浓 度 ， 这 可 能与磷酸钱镁 的溶解度有关 由此可 见沉淀 法 对 水 中氨 氮 的初 始 质 量 浓 度 有 较 广 泛 的适 用 性 ， 虽然低 质 量 浓度 时沉 淀 率 降低 ， 但 此 时残 余 氨氮 的量 己经 很 低 ， 在 目 左 右 结论 沉 淀 时 的 值是 影 响水 中氨 氮 沉 淀 的最 主 要 因素 沉 淀 值 达 到 时可 以取 得 左 右 的氨氮沉 淀率 沉 淀剂 的添加 量影 响氨氮 的沉 淀 效果 沉 淀 剂 的 最 佳 添 加 量 为 小 广 以 一 ， 添 加 量增 加对 氨氮 沉 淀率 的作用 不大 ， 但 会 降低 了和 以 一 的沉 淀 率 ， 使 两种 离子 的残 余 质 量浓 度 增 加 ， 特 别 是 以 一 的增 加 更 明显 水 中氨氮 的原 始质 量 浓度 影 响氨氮 的沉 淀率和 残 余氨氮质 量 浓 度 低 于 工 时 ， 氨 氮 的沉 淀 率 明显 降低 ， 但残 余氨氮浓度 不 再 明显 降低 氨氮沉 淀 的方法 适 用 的浓度 范 围较 宽 ， 在 目 的 实验 范 围 内都 能 取 得 满 意 的沉 淀 效果 参 考 文 献 允 ， ， 别 叭厄 ， ， 谢炜 平 废水 中氨氮 的去 除与 利用 田 环境导报 ， 钟理 ， 詹怀宇 化学沉淀法 去 除水 中的氨氮及 其反 应 的探讨田 重 庆环境科学 ， ， 赵庆 良 ， 李湘 中 化 学沉淀法 去除垃圾渗 滤液 中的 氨氮 环 境科学 ， ， ， 旧 · 勺 口 叭 ， ， ， ， ， 台 如 习 脚橄 ， ， ， 加脚讹 仃 议 。 七 月 认伯 ， ， 扛 乃 ， 到 即 ， 国口刀 别巾 廿 钊 匕 ， 介比 吨 ， ， 别 ， 刃 卫 切 ， ， 毒一 比一 ， ， 才 幼 一 · 二一 ， 。 一 而 】 凡一 ， ， 切