.564 北京科技大学学报 第29卷 50m,沉淀物的平均成分定量分析表明N的质量 100 分数为5.54%，Mg的质量分数为9.67%，P的质量 80 3 分数为12.29%，这与MgNH4P046H0中N、Mg、 P的理论值非常接近，表明沉淀物中含MAP的单一 ■一氨氮去除率 一◆一理论沉淀量 性较好 40 ★一实际沉淀量 根据文献[6]的报道，1tMAP的市场价可以达 0.81.01214 .6 到USDS280.按上述条件从1m3含氨氦质量浓度 mMg)或nPO):aNH) 200mgL-1的废水中可回收MAP3.14kg,其市场 图5n(Mg+)或n(PO)n(NH时)对沉淀量和氨氮去除率的 价约为RMB￥T,这可抵消反应所耗的大部分药剂 影响(n(Mg2+)产n(P0)=1:1) 费用，如果废水中氨、磷浓度同时较高而只加镁盐 Fig-5 Effects of n(Mg+)or n(PO)n(NH)on the precipi- 回收MAP,其经济性将更为明显， tate yield and NH-N removal rate (n(Mg+)n(PO)=1:1) 3结论 图3中n(P04):n(NH)=1:1时沉淀量随 (1)磷酸铵镁在质量浓度为200mgL-1的模 Mg2+的配比增加而迅速增加，当n(Mg2+): 拟氨氮废水中发生沉淀反应，pH值为10.0， n(NH)=1.4:1时理论沉淀量达到最大3.20 n(NH+)n(Mg2+):n(P0)=1:1.4:1是回收 gL,而实际沉淀量也为最大3.14gL1,且 MAP的适宜条件，此时晶体纯度高，沉淀量可达 Mg2+配比增加的过程中实际沉淀量和理论沉淀量 3.14gL-1,氨氮去除率为91.5%. 比较接近，表明过量的Mg2+能增加沉淀量，同时生 (2)通过化学沉淀法从氨氮废水中回收的 成晶体的纯度较高.图4表明n(Mg2+):n(NHt) MAP,其市场价值可以抵消大部分所需化学药剂的 =1:1时沉淀量也随P0的配比增加而增加，但 成本，因此先用化学沉淀法预处理，再与生化等其 在n(P0-):n(NHt)达到1.2：1左右实际沉淀量 他方法相结合处理中、高浓度氨氮废水是很有前途 开始迅速增加并超过了理论沉淀量，当n(PO): 的脱氮工艺， n(NH)=1.4:1时实际沉淀量比理论沉淀量高出 参考文献 0.19gL,表明过量的P0引发副反应生成了 其他沉淀物.图5中Mg2、PO对NH4的配比 [1]王淑芳，水体富营养化及其防治.环境科学与管理，2005,30 (6):63 同时变化，沉淀量的变化表现出与图4相似的规律， [2]孙体昌张建云，松全元·废水中氨氨沉淀的影响因素，北京 当n(Mg2+)或n(P0):n(NH时)=1.4：1时理论 科技大学学报，2004,26(1)：11 沉淀量为3.23gL1,而实际沉淀量达到3.44 [3]李才辉，冯晓西，乌锡康.MAP法处理氨氨废水最佳条件的研 gL.分析上述现象，认为可能是过量P0与废 究，上海环境科学，2003,22(6)：389 水中Mg2+的生成了比MAP溶解度更小的 [4]Stratful I.Scrimshaw M D.Lester J N.Conditions influencing the precipitation of magnesium ammonium phosphate.Water Res Mg3(P04)z沉淀，增加了实际沉淀量；同时认为 Technol,.2001,35(17):4191 Mg2+是影响沉淀量的主要因素，而P0则是影响 [5]曾之平，李玉，李喜红.新型复合肥料一磷酸铵镁生成条件 晶体纯度的主要因素， 的研究.河南化工，1995(12)：8 [6]Doyle J D,Parsons S A.Struvite formation,control and recov- 因此确定在pH值为10.0的条件下，保持配比 ery.Water Res Technol.2002.36:3925 n(NHt)'n(Mg2+)'n(P0)=1:1.4:1时得到的 [7]郝晓地，甘一萍.排水研究新热点一从污水处理过程中回收 晶体纯度高，此时的实际沉淀量为3.14gL,氨氮 磷.给水排水，2003,29(1)：23 去除率为91.5%，剩余氨氨质量浓度为17mgL-1. [8]李金页，郑平.鸟粪石沉淀法在废水除磷脱氮中的应用，中国 2.4产品分析 沼气，2004,22(1)：10 [9]Loe Wentha R E.Kornmuller U R C.Van Heerden E P.Model- 对pH值为10，且n(NH时)：n(Mg2+): ing struvite precipitation in anaerobic treatment systems.Water n(P0)=1:1.4:1条件下得到的沉淀物进行X衍 Sci Technol,1994.30,107 射分析，结果表明其主要成分为磷酸铵镁，扫描电镜 [10]国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测 显示沉淀物形貌为颗粒状或条状，长度约为30~ 分析方法.3版，北京：中国环境科学出版社，1989：252 (下转第568页)图5 n（Mg 2＋）或 n（PO 3－ 4 ）∶n（NH ＋ 4 ）对沉淀量和氨氮去除率的 影响（ n（Mg 2＋）∶n（PO 3－ 4 ）＝1∶1） Fig．5 Effects of n（Mg 2＋） or n（PO 3－ 4 ）∶n（NH ＋ 4 ） on the precipi￾tate yield and NH ＋ 4 －N removal rate （ n（Mg 2＋）∶n（PO 3－ 4 ）＝1∶1） 图3中 n（PO 3－ 4 ）∶n（NH ＋ 4 ）＝1∶1时沉淀量随 Mg 2＋ 的 配 比 增 加 而 迅 速 增 加．当 n（Mg 2＋）∶ n（NH ＋ 4 ）＝1∙4∶1 时理论沉淀量达到最大 3∙20 g·L －1‚而实际沉淀量也为最大 3∙14g·L －1‚且 Mg 2＋配比增加的过程中实际沉淀量和理论沉淀量 比较接近‚表明过量的 Mg 2＋能增加沉淀量‚同时生 成晶体的纯度较高．图4表明 n（Mg 2＋）∶n（NH ＋ 4 ） ＝1∶1时沉淀量也随 PO 3－ 4 的配比增加而增加‚但 在 n（PO 3－ 4 ）∶n（NH ＋ 4 ）达到1∙2∶1左右实际沉淀量 开始迅速增加并超过了理论沉淀量‚当 n（PO 3－ 4 ）∶ n（NH ＋ 4 ）＝1∙4∶1时实际沉淀量比理论沉淀量高出 0∙19g·L －1‚表明过量的 PO 3－ 4 引发副反应生成了 其他沉淀物．图5中 Mg 2＋、PO 3－ 4 对 NH ＋ 4 的配比 同时变化‚沉淀量的变化表现出与图4相似的规律‚ 当 n（Mg 2＋）或 n（PO 3－ 4 ）∶n（NH ＋ 4 ）＝1∙4∶1时理论 沉淀量为 3∙23g·L －1‚而实际沉淀量达到 3∙44 g·L －1．分析上述现象‚认为可能是过量 PO 3－ 4 与废 水 中 Mg 2＋ 的 生 成 了 比 MAP 溶 解 度 更 小 的 Mg3（PO4）2沉淀‚增加了实际沉淀量；同时认为 Mg 2＋是影响沉淀量的主要因素‚而 PO 3－ 4 则是影响 晶体纯度的主要因素． 因此确定在 pH 值为10∙0的条件下‚保持配比 n（NH ＋ 4 ）∶n（Mg 2＋）∶n（PO 3－ 4 ）＝1∶1∙4∶1时得到的 晶体纯度高‚此时的实际沉淀量为3∙14g·L －1‚氨氮 去除率为91∙5％‚剩余氨氮质量浓度为17mg·L －1． 2∙4 产品分析 对 pH 值 为 10‚且 n （NH ＋ 4 ）∶ n （ Mg 2＋ ）∶ n（PO 3－ 4 ）＝1∶1∙4∶1条件下得到的沉淀物进行 X 衍 射分析‚结果表明其主要成分为磷酸铵镁‚扫描电镜 显示沉淀物形貌为颗粒状或条状‚长度约为30～ 50μm．沉淀物的平均成分定量分析表明 N 的质量 分数为5∙54％‚Mg 的质量分数为9∙67％‚P 的质量 分数为12∙29％‚这与 MgNH4PO4·6H2O 中 N、Mg、 P 的理论值非常接近‚表明沉淀物中含 MAP 的单一 性较好． 根据文献［6］的报道‚1t MAP 的市场价可以达 到 USD ＄280．按上述条件从1m 3 含氨氮质量浓度 200mg·L －1的废水中可回收 MAP 3∙14kg‚其市场 价约为 RMB ￥7‚这可抵消反应所耗的大部分药剂 费用．如果废水中氮、磷浓度同时较高而只加镁盐 回收 MAP‚其经济性将更为明显． 3 结论 （1） 磷酸铵镁在质量浓度为200mg·L －1的模 拟氨 氮 废 水 中 发 生 沉 淀 反 应‚pH 值 为 10∙0‚ n（NH 4＋）∶n（Mg 2＋）∶n（PO 3－ 4 ）＝1∶1∙4∶1是回收 MAP 的适宜条件‚此时晶体纯度高‚沉淀量可达 3∙14g·L －1‚氨氮去除率为91∙5％． （2） 通过化学沉淀法从氨氮废水中回收的 MAP‚其市场价值可以抵消大部分所需化学药剂的 成本．因此先用化学沉淀法预处理‚再与生化等其 他方法相结合处理中、高浓度氨氮废水是很有前途 的脱氮工艺． 参 考 文 献 ［1］ 王淑芳．水体富营养化及其防治．环境科学与管理‚2005‚30 （6）：63 ［2］ 孙体昌‚张建云‚松全元．废水中氨氮沉淀的影响因素．北京 科技大学学报‚2004‚26（1）：11 ［3］ 李才辉‚冯晓西‚乌锡康．MAP 法处理氨氮废水最佳条件的研 究．上海环境科学‚2003‚22（6）：389 ［4］ Stratful I‚Scrimshaw M D‚Lester J N．Conditions influencing the precipitation of magnesium ammonium phosphate．Water Res Technol‚2001‚35（17）：4191 ［5］ 曾之平‚李玉‚李喜红．新型复合肥料－－－磷酸铵镁生成条件 的研究．河南化工‚1995（12）：8 ［6］ Doyle J D‚Parsons S A．Struvite formation‚control and recov￾ery．Water Res Technol‚2002‚36：3925 ［7］ 郝晓地‚甘一萍．排水研究新热点－－－从污水处理过程中回收 磷．给水排水‚2003‚29（1）：23 ［8］ 李金页‚郑平．鸟粪石沉淀法在废水除磷脱氮中的应用．中国 沼气‚2004‚22（1）：10 ［9］ Loe Wentha R E‚Kornmuller U R C‚Van Heerden E P．Model￾ing struvite precipitation in anaerobic treatment systems．Water Sci Technol‚1994‚30：107 ［10］ 国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会．水和废水监测 分析方法．3版．北京：中国环境科学出版社‚1989：252 （下转第568页） ·564· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷