鳥糞石去除氨氮工藝在污水處理中的應用摘要：在陜西省奧維乾元污水處理廠工程中，當進廠污水中氨氮濃度超過250mg/l時，采用鳥糞石沉淀法脫氮技術去除氨氮，有效地保證了污水處理廠的出水水質滿足《污水排入城市下水道水質標準》（cj343-2010）要求。文中介紹了鳥糞石沉淀法脫氮技術及其在該工程中的應用情況。

關鍵詞：鳥糞石沉淀法脫氮技術；物化脫氮

中圖分類號：f205文獻標識碼：a文章編號：

1工程概況

陜西省奧維乾元污水處理站工程設計規(guī)為4600立方米/日，主要負責處理奧維乾元化工廠的生活污水、氣化廢水、地面沖洗廢水、事故污水和甲醇精餾排放水，處理后的污水水質滿足《污水排入城市下水道水質標準》（cj343-2010）要求，并經提升送至城市污水處理廠集中處理。

工程中采用鳥糞石沉淀法脫氮技術去除氨氮，取得了良好的脫氮效果，為后續(xù)的生化處理創(chuàng)造了條件。

2鳥糞石去除氨氮工藝介紹

2.1鳥糞石及其形成機理

鳥糞石學名為磷酸銨鎂（mgnh4po46h2o），英文簡稱map，白色粉末無機晶體礦物，相對密度1.71[1]。廢水處理中的鳥糞石沉淀法就是將mg2+加入到含有磷酸鹽和氨氮的污水中，反應生成難溶的鳥糞石沉淀，以實現廢水脫氮的方法[2]。與傳統活性污泥法相比，可以減少約49%的污泥體積[2]，而且對實現氨氮資源回收具有重大意義。

在水溶液中，鳥糞石的形成過程可以用以下三個化學方程式來描述：

mg2++po43-+nh4++h2o→mgnh4po46h2o（1）

mg2++hpo42-+nh4++6h2o→mgnh4po46h2o+h+（2）

mg2++h2po4-+nh4++6h2o→mgnh4po46h2o+2h+（3）

鳥糞石的形成受水溶液ph值的影響很大，當溶液中mg2+、nh4+、po43-的活度積大于鳥糞石的溶度積時（鳥糞石的溶度積常數為3.89×10-10~7.08×10-14），會自發(fā)沉淀生成鳥糞石。

2.2鳥糞石形成的影響因素

2.2.1ph值

ph條件決定了組成鳥糞石的各種離子在水中達到平衡時的存在形態(tài)和活度。只有當鳥糞石沉淀所需的各種離子的活度積超過相應的溶度積時，沉淀才發(fā)生。

在一定的范圍內，鳥糞石在水中的溶解度隨著ph的升高而降低；但當ph升高到一定值時，鳥糞石的溶解度會隨ph的升高而增大。有實驗證明，當mg2+、nh4+、po43-的摩爾比為1:1:1，廢水溫度為室溫，反應時間15分鐘，靜止2分鐘時，形成鳥糞石沉淀的最佳ph為8.91[3]。

2.2.2沉淀劑的選擇

閔敏[4]等人用鳥糞石沉淀法處理養(yǎng)豬場的廢水，分別采用mgcl2+na2hpo4、mgso4+na2hpo4、mgo+h3po4、mg（oh）2+h3po4、mgso4+h3po4做沉淀劑，實驗表明mgso4+na2hpo4處理效果最好，氨氮去除率可達86%。

2.2.3沉淀劑投加摩爾配比

由化學方程式（1）可知，生成鳥糞石理論的摩爾比mg2+：nh4+：po43-為1:1:1。根據同離子效應，增大mg2+、po43-的配比可促進（1）式向正反應方向進行，從而提高氨氮的去除率，但若增加po43-量，則反應后污水中殘余的磷量增加，會帶來新的污染。通常在降低磷酸鹽投加比例的同時，增加鎂鹽的投加量，可提高氨氮去除率。

劉小瀾[5]等人通過向焦化廢水中投加mgcl26h2o和na2hpo46h2o做實驗，結果表明，當mg2+、nh4+、po43-的摩爾比為1.4:1:0.8時，氨氮的去除率可達到95%以上，殘磷量為9.2mg/l。

3污水處理廠進出水水質及工藝流程

3.1污水處理廠進水水質

污水處理廠處理的污水主要是奧維乾元化工廠的生活污水、氣化廢水、地面沖洗廢水、事故污水和甲醇精餾排放水，從污水綜合排放口取樣化驗，得到污水的水質，經過數據統計后做為設計進水水質，詳見表3.1-1。

表3.1-1污水處理廠進水水質

同時，在實測的水質數據中發(fā)現，氨氮濃度偶爾會達到400mg/l。

3.2污水處理廠出水水質

處理后的污水送至城市污水處理廠集中處理，排放水質水質滿足《污水排入城市下水道水質標準》（cj343-2010）要求。

3.3污水處理廠工藝流程

根據進出水水質確定污水處理廠的工藝流程，詳見圖3.3-1。

圖3.3-1污水處理廠工藝流程圖

4鳥糞石去除氨氮工藝的應用

4.1鳥糞石去除氨氮工藝在該工程中的作用

通過污水處理廠進水水質可知，在95%以上時段，原水氨氮濃度在250mg/l以下，此時可通過生物處理使氨氮達標排放；在極端情況時原水氨氮濃度會達到400mg/l，單純的生物處理無法達標，可先通過加藥預處理將氨氮處理到250mg/l以下，再通過生物處理使之達標排放。

該工藝在大部分時間運行時不需要投加磷酸鹽和鎂鹽除氨氮，運行成本低，處理效果能達到相關排放標準；但當需要時，工藝具備極端水質應對處理能力，不至于因來水氨氮含量過高導致系統停產或產生超標排放問題。

工藝考慮污水在進入生化池處理前進行了加藥并反應沉淀的預處理，考慮在反應池中投加磷酸氫二鈉和氯化鎂，通過物化反應和沉淀達到以下效果：

4.1.1物化脫氮

通過投加磷酸氫二鈉和氯化鎂使氨氮轉變成鳥糞石固體沉淀物達到脫氮的目的。

4.1.2物化除鈣

通過投加磷酸氫二鈉使水中的鈣和硫酸反應，形成磷酸鈣沉淀，降低鈣離子。因為鈣離子在好氧系統中會和二氧化碳反應產生碳酸鈣，結垢堵塞管道和曝氣系統，影響運行狀態(tài)，降低處理效果。

4.2主要設計參數

原水氨氮濃度超過250mg/l時，磷酸氫二鈉投加量為460mg/l，本工程采用純度為98%的商品磷酸氫二鈉，用藥量約為2160kg/d；氯化鎂投加量為400mg/l，本工程采用純度為100%的商品氯化鎂，用藥量約為1840kg/d。

混合池采用機械混合方式，混合時間60秒；沉淀池采用中心進水周邊出水的輻流式沉淀池，設計表面負荷1.38m3/m2.h。

5結論

鳥糞石去除氨氮工藝在該工程中得到較好的應用，在原水氨氮濃度超過250mg/l時，仍能保證污水經過處理后達標排放，既降低了污水廠的初期投資和運行費用，又不會對后續(xù)污水處理產生沖擊，為當地的環(huán)境保護做出了重要貢獻。

參考文獻：

[1]鄒安華,孫體昌,邢奕,等.ph對map沉淀法去除肺水腫氨氮的影響[j].環(huán)境科學動態(tài),2005(4):4-6.

[2]姚濤,蔡偉民,李龍海.磷酸銨鎂法處理含但林廢水的研究進展[j].中國給水排水,2005,21（2）:x.

[3]穆大剛,孟范平,趙瑩,等.化學沉淀法凈化高濃度氨氮廢水初步研究[j].青島大學學報（工