D0I:10.13374/i.issn1001053x.2006.03.007 第28卷第3期 北京科技大学学报 Vol.28 No.3 2006年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2006 废水中氨氨沉淀物的结晶状态及其与 捕收剂的作用机理 孙体昌崔志广寇珏李逢波 北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 摘要用实验室模拟废水和焦化废水研究了废水中其他成分对氨氨沉淀物结晶状态的影响，X 射线衍射结果表明，模拟废水中生成的氨氨沉淀物是非晶态的，而焦化废水中的沉淀物是晶态的 磷酸铵镁.红外光谱测试结果表明，pH值影响捕收剂十二酸钠或油酸钠与沉淀物的作用机理，pH =9时捕收剂在沉淀物表面发生物理吸附，而pH=11时发生化学吸附.模拟废水中氨氮沉淀物以 油酸钠为捕收剂较好，而焦化废水中的氨氮沉淀物以十二酸钠为较好，其原因是沉淀物的结晶状 态不同 关键词氨氨沉淀物：结晶状态；浮选机理；十二酸钠；油酸钠 分类号X703.1 化学沉淀法是去除废水中氨氯方法之 差别的原因未进行深入的研究.本文对不同条件 一[12]，该方法的最大特点是可以使氨氮得以回 下生成的氨氮沉淀物的结晶状态及捕收剂与沉淀 收，因此近年来对此方法的研究较多.废水中氨 物的作用机理进行了研究 氮沉淀产生的沉淀物一般是磷酸铵镁（俗称鸟粪 1试样与试验方法 石)，纯净的磷酸铵镁是白色的粉末状，但不同条 件下有不同的存在状态，可以是很大的单晶、很小 试验用水样有两种：一种是用实验室自来水 的晶体或非晶态[3).常用的沉淀剂为MgC2和 和NHC配成的模拟氨氮废水，其氨氮质量浓度 Na2HPO4.影响沉淀效果的因素有pH值、沉淀剂为200mg·L1;另一种是某焦化厂经除油后的实 的种类、废水中初始氨氨的质量浓度及是否存在 际焦化废水，其氨氮质量浓度325mg·L1.试验 其他杂质等，因为实际废水中氨氨沉淀所产生的 时每次取水样500mL,用质量浓度为5%的 沉淀物不一定完全是磷酸铵镁，所以本文称为氨 NaOH溶液调整到所需的pH值.所用沉淀剂为 氮沉淀物.一般废水中所生成的氨氮沉淀物的密 MgC2·6H20和Na2HPO4·12H2O.沉淀剂按使废 度<2.0×103kg·m3,同时生成的的沉淀物粒度 水中n(NH4):n(Mg2+):n(PO)=1:1:1(物 细小，用沉降法进行固液分离因难，为了使废水 质的量的比)添加.X射线衍射样品是在搅拌条 中的氨氨沉淀物有效的回收，孙体昌等5]用浮 件下把沉淀剂加入到盛有已调整到规定pH值的 选的方法代替沉降法回收废水中的氨氮沉淀物取 模拟或焦化废水的烧杯中，搅拌15min,然后静置 得了较好的效果，浮选法可以大大缩短所需的时 1h后过滤，所得固体在40℃烘千4h后作为样 间.试验中还发现，在不同废水中所生成的氨氯 品，红外光谱测试的样品与上述步骤基本相同， 沉淀物的可浮性有差别，如在实验室用NH,CI配 区别只是在加入沉淀剂的同时加入捕收剂.模拟 制的模拟废水所生成的氨氯沉淀物以油酸钠做捕 废水添加的捕收剂为油酸钠或十二酸钠；焦化废 收剂效果较好，而焦化废水中氨氯形成的沉淀物 水添加的捕收剂为十二酸钠，X射线粉晶衍射仪 却以十二酸钠作捕收剂浮选效果较好，产生这种 为日本MAC科学仪器公司生产的MXP21VAHF 型，X射线为CuK。,波长为1.54056×10-10m. 收稿日期：2005-01-03修回日期：200506-17 红外光谱测试采用KBr压片法，红外光谱仪是德 基金项目：国家自然科学基金资助项目(No.50374006) 国Bruker公司生产的 作者简介：孙体昌(1959一)，男，教授，博士第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 劝 。 废水 中氨氮沉淀物 的结晶状态及其与 捕收剂的作用机理 孙体 昌 崔志 广 寇 汪 李逢 波 北京科技大学土木与环境工程学院 ， 北京 摘 要 用实验室模拟废水和焦化废水研究了废水 中其他成分对 氨 氮沉淀物结 晶状 态 的影 响 射线衍射结果表 明 ， 模拟废水 中生成 的氨 氮沉 淀物是非 晶态 的 ， 而焦化废水 中的沉 淀物是 晶态 的 磷酸钱镁 红外光谱测试结果表 明 ， 值影响捕 收剂 十二酸钠或油酸钠与沉淀物 的作用机理 ， 一 时捕收剂 在沉淀物表面发生物理 吸附 ， 而 时发生化学 吸附 模拟废水 中氨氮沉淀物以 油酸钠为捕收剂较好 ， 而焦化废水 中的氨 氮沉 淀物 以 十二 酸钠为较 好 ， 其原 因是沉淀物 的结 晶状 态不 同 关键词 氨 氮沉淀物 结晶状态 浮选机理 十二酸钠 油酸钠 分类号 化 学 沉 淀 法 是 去 除 废 水 中 氨 氮 方 法 之 一 〔‘ 一“ 〕 ， 该方 法 的最 大特 点是 可 以 使氨 氮 得 以 回 收 ， 因此 近 年 来对 此方法 的研 究较 多 废 水 中氨 氮沉淀产生的沉 淀物一般是磷酸按镁 俗称 鸟粪 石 ， 纯 净的磷 酸 按镁 是 白色 的粉末 状 ， 但不 同条 件下有不 同的存在状 态 ， 可 以是很大的单晶 、 很 小 的晶体或非晶态 〔 ’川 常用 的沉 淀剂 为 和 影 响沉淀效果 的因素有 值 、 沉淀剂 的种类 、 废水 中初 始氨 氮 的质量 浓 度及 是 否 存 在 其他杂质等 因为实际废水 中氨氮沉淀所产 生 的 沉淀物不一定 完全是 磷酸 按 镁 ， 所 以 本文 称为氨 氮沉淀物 一般废 水中所生成 的氨 氮沉 淀物 的密 度 · 一 ， 同时生成的的沉淀物粒度 细小 ， 用 沉 降法进行 固液分离 困难 为 了使废 水 中的氨氮 沉 淀 物 有效 的 回收 ， 孙 体 昌等〔 川 用 浮 选的方法代替沉 降法 回 收废水 中的氨氮沉淀物取 得 了较好的效果 ， 浮选法 可 以大大缩 短 所 需 的 时 间 试验 中还发现 ， 在 不 同废水 中所 生 成 的氨 氮 沉淀物的可浮性有差 别 ， 如在实验 室 用 配 制的模拟废水所生成 的氨氮沉淀物 以油酸钠做捕 收剂效果较好 ， 而 焦 化废 水 中氨 氮形 成 的沉 淀物 却以十二酸钠作捕 收剂浮选效果较 好 ， 产 生这 种 差别的原 因未进行深入 的研 究 本文对 不 同条件 下生成 的氨氮沉淀物 的结 晶状态及捕 收剂 与沉淀 物的作用机理进行 了研究 收稿日期 一 一 修回 期 一 一 荃金项 目 国家 自然科学基金资助项 目 作者简介 孙体昌 一 ， 男 ， 教授 ， 博士 试样与试验方法 试验用 水样 有两 种 一 种是 用 实验 室 自来水 和 氏 配成 的模拟 氨氮废 水 ， 其氨氮质量 浓 度 为 ’ 一 ‘ 另一种是某焦化 厂经 除油后 的实 际焦化废 水 ， 其氨 氮质量浓度 · 一 ‘ 试验 时 每 次 取 水 样 ， 用 质 量 浓 度 为 的 溶液调整 到 所 需 的 值 所 用 沉 淀剂 为 · 从 和 · 姚 沉淀剂按使废 水中 扩 以 一 物 质的量 的 比 添 加 射 线衍 射 样 品是 在 搅 拌 条 件下把沉淀剂加入到盛有 已调 整 到规 定 值 的 模拟 或焦 化废水 的烧杯 中 ， 搅拌 巧 ， 然后 静置 后 过滤 ， 所 得 固体在 ℃ 烘 干 后 作 为样 品 红 外光谱测试 的样 品与上 述 步骤 基 本相 同 ， 区别只是在加入沉淀剂 的同时加入捕 收剂 模拟 废水添加 的捕 收剂 为油 酸钠 或十二 酸钠 焦 化废 水添加的捕收剂为十二 酸钠 射线粉 晶衍射仪 为 日本 科学仪器公 司生 产 的 型 ， 射线为 。 ， 波 长 为 一 ’ 红外光谱测试采用 压 片法 ， 红 外光谱仪是德 国 公司生产的 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2006．03．007