火电厂脱硫废水氨氮去除工艺试验研究

3结果与讨论

3.1正交试验结果

考虑pH,n(Mg):n(N),n(P):n(N)及水温4个因素对氨氮去除率的影响，采用L9(34)正交试验法进行实验，结果如表2所示。

表2正交试验结果及极差分析

从表2可见，各因素对氨氮去除率均有影响。化学沉淀法处理脱硫废水的影响因素排序从大到小为pH>n(P):n(N)>温度>n(Mg):n(N)。

3.2反应pH对氨氮去除率的影响

pH是影响MAP沉淀法最重要的因素，不仅影响MAP的生成量，也影响其成分。MAP是碱性盐，其沉淀过程必须在碱性条件下才能发生，酸性条件下会完全溶解。在碱性pH范围内，MAP在溶液中的溶解度随pH的升高呈先降低后升高的趋势，因此存在一个最优pH范围。MAP法处理氨氮废水的最佳pH一般控制在8.5-10.5。

分别在反应pH为8.0,8.5,9.0,9.5,10.0,10.5条件下进行实验，n(P):n(N)为1.5:1,n(Mg):n(N)为5.0:1，反应过程中有大量白色沉淀生成，反应结束后静置20 min，测定反应后滤液中的氨氮及其他离子含量，结果见图1。

图1不同反应PH下的氨氮去除率

从图1可见，pH升高，水中氨氮先降低后升高。当反应pH从7.98增加到8.57时，脱硫废水氨氮去除率达到最大值，随着反应pH的进一步增加，氨氮去除率明显下降，剩余氨氮大大增加。

这是因为反应pH<9.0时，map的结晶效率较高，脱硫废水中的高含量氨氮有利于map的形成.且生成的沉淀物易于沉降;而ph>9.0时，发现水样中的乳白色沉淀物黏稠、不易沉淀，说明pH的增加会使MgNH4PO4. 6H2O晶体不易成型或易溶解，结晶效率降低。

此外，反应过程中产生了Mg(OH)2,Mg3(PO4)2。等副产物，导致MAP的生成量下降，而NH4+会转变成NH3从而改变NH4+,Mg2+,PO43-的比例，阻碍MAP的形成。因此，选择反应最佳pH为8.5。

3.3 Mg2+浓度对氨氮去除率的影响

从表1可见，该脱硫废水中的Mg2+含量非常高，过高的Mg2+会降低氨氮去除效果，因此有必要研究初始Mg2+浓度对MAP沉淀法去除氨氮的影响。投加NaOH(颗粒状)控制反应pH为8.5，在n(P):n(N)为1.5:1,n(Mg):n(N)分别为3.0:1,4.0:1,5.0:1,5.5:1,6.0:1 ,7.0:1 ,10:1条件下进行实验，结果如图2所示。

图2 n(Mg):n(N)对氨氮去除率的影响

由图2可知，随着水中M犷浓度的升高，脱硫废水的氨氮去除率整体呈下降趋势，同时余磷量也有所降低，而剩余Mg2+浓度仍然非常高，说明反应中的Mg2+过量。当n(Mg):n(N)从5.0:1增大到10.0:1时，n(Mg):n(N)为5.0:1,5.5:1,6.0:1溶液中的剩余Mg2+含量基本不变，这是因为此时溶液中的Mg2+已经过量，而过量的Mg2+消耗了PO43-，生成Mg3 (PO4)2。

沉淀，影响MAP的生成，降低氨氮的去除效果，因此反应的初始Mg2+含量不宜过高。

此外，当n(Mg):n(N)<5.0:1时，随着n(Mg):n(N)的减小，氨氮去除率从73.5%加至84.6%，而投加的NaOH将增加2.28g/L。这样药剂量增大，产生的Mg( OH)2沉淀过多，在工程应用中不具备经济可行性。因此从实际工程应用的角度出发，选择n(Mg):n(N)为5.0:1，此时镁离子浓度为130 mmol/L,脱硫废水氨氮去除率为73.47%，后续实验将通过优化其他反应条件来提高氨氮去除率。

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