磷酸铵镁沉淀法处理含高浓度氨氮制药废水的试验_郭涛.pdf
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1、收稿日期:。基金项目:国家自然科学基金资助项目(,)。作者简介:郭涛(),男,硕士生,通信作者:黄冬根(),男,教授,博士。:。郭涛,卫琦,涂阳辉,等磷酸铵镁沉淀法处理含高浓度氨氮制药废水的试验南昌大学学报(理科版),():,(),():磷酸铵镁沉淀法处理含高浓度氨氮制药废水的试验郭涛,卫琦,涂阳辉,黄冬根(南昌大学 资源与环境学院;鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室,江西 南昌 ;六安市叶集区审计局,安徽 六安 )摘要:以某制药厂含高浓度氨氮制药废水作为研究对象,通过单因素实验和正交试验探究了磷酸铵镁()沉淀法的最佳工艺参数,通过 和 测试技术,表征了沉淀物的组分和晶化效果。研究结果表明:
2、在 值为、:、:时,氨氮的去除效果较好,其去除率可达 ,剩余氨氮浓度满足后续生化处理工艺要求;沉淀物的晶化效果较好,主要由磷酸铵镁和磷酸镁等混合物组成,以磷酸铵镁沉淀的形式得以去除。关键词:磷酸铵镁沉淀法;高浓度氨氮;制药废水;正交试验中图分类号:文献标志码:文章编号:(),(;,;,):,:,::;近年来,我国制药行业得到了快速发展,制药废水的产生量也随之增加,据统计,制药工业废水排放量已超过,约占总工业废水量的,。随着国家对环境保护力度不断地加大,制药行业已第 卷第期 年月南昌大学学报(理科版)()DOI:10.13764/ki.ncdl.2023.01.006经成为我国环保规划重点整治的
3、行业之一,严格治理制药废水已刻不容缓。氨氮是制药废水的主要污染物之一,其浓度可达 ,有的浓水甚至高达几万。单纯地依靠生化处理工艺来处理含高浓度的氨氮是不可行的,原因是高氨氮会抑制活性污泥中微生物的活性与生长,降低系统对水体中污染物的去除效果,从而导致出水不能达标排放。为了使后续的生化处理工艺得以正常运行且废水能够达标排放,往往需对废水进行预处理,常见的处理方法有吹脱法、离子交换法、化学沉淀法、折点氯化法、催化湿式氧化法等。吹脱法的脱氮效率高,但所需能耗大,释放的氨气容易造成二次污染;离子交换法虽工艺简单,操作方便,占地面积小,但产生的再生液必须进行处理,且处理难度大;折点氯化法具有脱氮效率高,
4、反应迅速,处理效果稳定等优点,但对液氯的储存及使用要求较高,同时,产生的副产物也会造成二次污染;催化湿式氧化法适用于处理高浓度、高毒性的氨氮废水,具有处理效果好,不会造成二次污染等优点,其缺点是反应条件苛刻,能耗大,且对催化剂的性能要求高。磷酸铵镁()沉淀法是近年来比较热门的一种处理含高浓度氨氮废水的方法。其原理是向含高氨氮的废水中加入镁盐和磷酸盐,在碱性条件下,、三者发生化学反应生成难溶性复盐 (简称)结晶,然后通过重力沉淀的方式,使 从废水中分离出来,从而达到脱氮的效果。沉淀法具有设备简单,操作容易,运行稳定,反应速度快等优点,此外,该方法不仅能够回收氨氮,生成的 沉淀物还可作为一种复合肥
5、料,能实现废物利用。本研究以某制药厂经过吹脱塔处理后的高浓度高氨氮制药废水为研究对象,采用单因素实验和正交实验方法,研究不同的沉淀反应条件对 沉淀法去除废水中氨氮的效果的影响,并得出优化参数,通过 和 的检测表征技术,分析所生成的沉淀物的组分和晶化效果。试验结果可为本厂及同类型废水中氨氮处理提供理论依据和设计参数。实验部分主要仪器及试剂主要仪器:多头磁力加热搅拌器;数显超级恒温水浴锅;计;蒸馏装置;射线衍射仪(,布鲁克公司,德国);傅 里 叶 变 换 红 外 光 谱 仪(,热电尼高力公司,美国)。主要试剂:氢氧化钠();硫酸()、盐酸();();();轻质氧化镁;硼酸等。废水来源及水质实验用废
6、水来自于江西省某制药厂分离纯化车间产生的少量含高浓度氨氮废水,本实验将经过吹脱预处理后的出水作为试验对象。试验废水的水质见表。表试验废水水质特征 ()()无量纲原水 常温试验用水 注:该生产车间使用纯水,纯化过程中没有投加含钙、镁离子物质及含磷物质,故废水中硬度和磷含量忽略不计。试验方法()值对氨氮去除影响实验:量取 实验用水置于 烧杯中,共组并调节 值分别为、,按照 :、:的比例投加相应量的药剂,首先在搅拌的废水中分次加入氯化镁粉末,完全溶解后,再分次缓慢加入磷酸氢二钠固体。试验温度为,反应时间为,过滤,取滤液测定氨氮的浓度,滤渣经过洗涤、烘干等预处理后做 和 测定其物相组分。()对氨氮去除
7、影响实验:量取 实验用水置于 烧杯中,共组并分别按照 为:、:、:、:、:比例投加相应量的 ,:,首先在搅拌的废水中分次加入氯化镁粉末,完全溶解后,再分次缓慢加入磷酸氢二钠固体。调节 值至,搅拌均匀,试验温度为 ,反应时间为,过滤,取滤液测定氨氮的浓度,滤渣经过洗涤、烘干等预处理后做 和 测定其物相组分。()对氨氮去除的影响实验:量取 实验用水置于 烧杯中,共组分别按照 为:、:、:、:、:比例投加相应量的 ,:,首先在搅拌的废水中分次加入氯化镁粉末,完全溶解后,再分次缓慢加入磷酸氢二钠固体。调节 值至,搅拌均匀,试验温度为 ,反应时间为,过滤,取滤液测定氨氮的浓度,滤渣经过洗第期郭涛等:磷酸
8、铵镁沉淀法处理含高浓度氨氮制药废水的试验涤、烘干等预处理后做 和 测定其物相组分。分析方法采用蒸馏中和滴定法测定水样中氨氮的浓度,即取适量的水样于烧瓶中,调节水样的 值在之间,加入轻质氧化镁使呈微碱性,连接蒸馏装置进行蒸馏,采用硼酸吸收液对馏出物进行收集,将全部馏出液转移至锥形瓶中,加入甲基红亚甲蓝混合指示剂,用盐酸标准溶液滴定,至馏出液由绿色变成淡紫色为终点。结果与讨论 值对氨氮去除率的影响控制 和 分别为:和:,试验温度为,反应时间为,反应过程中 值对氨氮去除率的影响如图所示。由图可知,当30028026024022020018016096.095.595.094.594.093.593.
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