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《哈尔滨工程大学》 2017年
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MAP沉淀法回收化工废水中氮磷的研究

黄常青  
【摘要】:氮磷一旦大量流失到水体,将给环境造成巨大的压力,因而工业生产中大量的含氮磷废水需处理达标后才能排放;另一方面我国磷矿石的总体形势不容乐观,已被列为2010年以后不够满足经济发展要求的20种矿石之一。在这样的背景下,处理含氮磷废水的同时,若能对其中的氮磷加以回收不但符合可持续发展的理念,具有经济前景,而且还将有助于磷资源的循环利用,能一定程度缓解磷资源短缺危机。鸟粪石(Magnesium Ammonium Phosphate hexahydrate,MgNH4PO4· 6H2O,以下简称 MAP)在中性或碱性的条件下微溶,可用作缓释肥料。本文首先用配制的模拟氮磷废水对影响鸟粪石形成的有关参数进行了单因素条件优化,初步确定了鸟粪石形成的有利条件:搅拌转速为200 rpm,反应时间15 min,反应过程的 pH 为 9.50 左右,控制摩尔比 n(NH4+):n(PO43-):n(Mg2+)=1:1.15:1.15。对该优化条件下所得的沉淀产物进行分析,结果表明沉淀物的主要成分为鸟粪石,其元素组成(N:P:Mg=0.9821:0.9906:1.0288)与鸟粪石的理论组成(N:P:Mg=1:1:1)接近,经过计算,该沉淀物中鸟粪石的纯度是98.21%。将该优化条件直接应用于实际含磷废水中磷的回收和高氨氮废水中氨氮的回收,皆取得了较好的效果,且回收产物的品质良好。采用MAP沉淀法可以一次回收含磷废水(磷浓度1400mg/L)中98%以上的磷,所得沉淀产物的沉降性能极好。该磷回收产物元素组成与纯鸟粪石接近,计算得出其中鸟粪石的纯度(含量)为97.92%。MAP沉淀法用于高氨氮废水(氨氮浓度2200 mg/L)中氨氮的回收,一次沉淀后氨氮回收率达到94%左右,进行二次沉淀可以把废水中残留的氮磷浓度分别降低到25 mg/L和18 mg/L。以含磷废水作为磷源与高氨氮废水混配,用MAP沉淀法可以回收混合废水中94.08%氮和98.20%的磷,残余的氮磷浓度分别为31 mg/L和24mg/L。对高氨氮废水一次沉淀产物和混合废水氮磷回收产物进行XRD表征和元素分析,结果表明两种沉淀物的元素组成与鸟粪石的理论组成接近,主要组分是鸟粪石;TOC在两种沉淀物中的占比均不到0.1%,说明所含有机物极少。经过计算,高氨氮废水一次沉淀产物和混合废水沉淀产物中鸟粪石的纯度分别高达98.10%和97.74%,具有较高的应用价值。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X703

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【参考文献】
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