鸟粪石去除氨氮工艺在污水处理中应用

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此类废水中易降解有机碳源仅占化学需氧量的10%左右，可利用碳源不能满足生物脱氮反硝化需求，造成了工业废水处理厂出水氨氮达标困难。

氨氮废水对周围环境危害严重，如造成水体富营养化、危害人体、影响水产养殖等。

当前，大部分氨氮废水处理技术是将氨氮定义为污染物，即采用去除的方法降低废水中氨氮浓度，如吹脱法、气提法等。

此类方法能耗大、易产生二次污染，且没有实现氨氮资源化回收利用。

鸟粪石沉淀法(MAP沉淀法)是近年来兴起的一种处理高氮磷废水方法，该法不仅可以有效去除氮磷污染物，且回收的鸟粪石可作为缓释肥补偿一部分废水处理费用，大大降低废水处理综合成本。

对于MAP法去除或回收各类高氨氮工业废水，己有学者进行了研究。

郝瑞刚等处理N HQ N为610. 2mg/L的焦化废水，氨氮去除率约为70% 。

Chimenos等在对初始浓度为2 320 mg/L的染料废水的实验研究中得出氨氮去除率可达到90%以上。

Huang等去除猪粪废水中的，去除率可达到80%。

张记市等回收渗滤液中的氨氮，浓度由 3 500 mg/L经结晶沉淀后降低至175 mg/L，去除率达95 %。

众多研究表明，鸟粪石沉淀法可有效去除工业废水中的氨氮，去除率较高，回收效果好。

化肥厂的合成氨、尿素等废水中富含高浓度氨氮，若能将其有效回收利用，可实现资源的可持续利用。

李晓萍等回研究了鸟粪石法回收化肥厂高浓度氨氮，采用两步沉淀工艺得出氨回收率为%，但未对生成产物进行分析。

Rongtai等利用化肥废水生成鸟粪石，通过产物干馏的方法回收氮磷资源，证明了鸟粪石沉淀法回收化肥废水中氨氮的可行性，但研究在实验室条件下进行，未应用到工程中。

城市道桥与防洪2019年5月第5期摘要：粪石（MgNH 4PO 4·6H 2O ）法可以实现废水中氮磷污染的同时去除和回收，具有工程应用潜力。

对鸟粪石生成反应影响因素、鸟粪石工艺系统等方面的研究现状进行了介绍，并对鸟粪石的应用潜力进行了分析。

鸟粪石反应影响因素主要为离子浓度及比例、pH 值、反应时间、反应温度和杂质离子。

鸟粪石的应用研究主要集中在工艺系统结构优化设计和产品强化捕集措施两个方面。

关键词：鸟粪石；脱氮；除磷中图分类号：U664.9+2文献标志码：A文章编号：1009-7716（2019）05-0254-04鸟粪石法脱氮除磷的影响因素与应用研究收稿日期：2019-03-01作者简介：郑俊（1979—），女，工程师，从事工业园区环境管理工作。

郑俊（上海市莘庄工业区经济技术发展有限公司，上海市201108）DOI:10.16799/ki.csdqyfh.2019.05.0690引言鸟粪石（struvite ）的主要成分是镁铵磷化合物（MgNH 4PO 4·6H 2O ，magnesium ammonium phosphate ，简称MAP ）[1]。

由于该化合物是一种难溶于水的白色晶体，同时含有等摩尔量的氮和磷，如果通过投加合适的化学试剂促进鸟粪石反应和沉淀，可以同时实现氮和磷的去除和回收。

在水质硬度较高的地区还含有一定浓度的Mg [2，3，4]，可能降低这种脱氮除磷途径的实现成本。

目前，鸟粪石法除磷脱氮的研究在国内外都已经得到开展。

在国外，鸟粪石法回收氮磷已经在污水处理厂、畜禽粪便处理中心等处得到了应用，取得了一定的社会效益和经济效益。

研究发现[5]，采用鸟粪石法回收活性污泥中的磷，回收率可达到75％，污泥干固体质量减少3％～3.8％，污泥回收磷后焚烧灰分产量可减少12％~48％。

此外，鸟粪石法沉淀过程中，也可减少悬浮物和一些重金属（如锌和铜）含量[6]。

在国内，第一个从污水处理过程中回收磷的工程实践已经在北京高碑店污水处理厂取得阶段性成果。

鸟粪石在污水处理脱氮除磷过程中的应用概述：鸟粪石（MgNH4PO4·6H2O，简称MAP）是矿石的一种，属于优质缓释肥，自然界中的储量极少，主要产地为秘鲁和下加利福尼亚沿岸各岛屿，以及非洲大量聚居鸕鶿、鹈鹕和塘鹅的地区。

它是一种难溶于水的白色晶体，常温下，在水中的溶度积仅为2.5×10-13。

虽然鸟粪石在自然界中储量有限，但是在污水处理过程中，人们发觉会生成鸟粪石晶体：当溶液中含有Mg2+，NH4+以及PO43-，且离子浓度积大于溶度积常数时，会自发形成鸟粪石。

随后鸟粪石结晶技术渐渐被应用于污水脱氮除磷技术领域，鸟粪石在污水中的形成机理如下：鸟粪石晶体构型如图1所示：图1 电镜下鸟粪石晶体构型鸟粪石脱氮除磷工艺简介鸟粪石反应器是MAP法的核心装置，依据结晶原理和水力特性设计而成，具有一般反应器的设计规格和运行参数，通过反应器结构的变化和操作条件的优化，实现氨氮和磷的去除。

鸟粪石脱氮除磷反应器主要包括搅拌式反应器和流化床反应器两种。

1 搅拌式反应器搅拌式反应器主要依靠机械搅拌或者空气搅拌（曝气），加速鸟粪石的反应、结晶过程，主要包括机械搅拌式反应器和空气搅拌式反应器。

2 流化床反应器流化床反应器是通过流体是反应器内的固体颗粒成流化态，不仅能够搅拌溶液，还能够供应晶种，促进鸟粪石晶体形成，实现氨氮和磷的去除。

图2 典型流化床反应器示意图如图2所示，流化床从下到上直径依次扩大，分为收集区、有效区、反应区和晶种漏斗，氯化镁和氢氧化钠从底部与原水、回流液混合，出水进入澄清池沉淀。

Fattah 等人在加拿大Richmond 的不列颠哥伦比亚鲁鲁岛污水处理厂运行该反应器处理污泥消化滤液为期5个月，氨氮和磷的去除率分别为4%和90%，影响氨氮去除率的主要因素是N/P，结果表明超过85%的磷通过鸟粪石晶体形式得到回收。

3 鸟粪石工艺的主要影响因素虽然，鸟粪石对于污水中的氮磷具有高效除去效果，而收集的鸟粪石亦可作为肥料回用。

苏州科技学院硕士学位论文鸟粪石结晶法对氨氮废水处理的实验研究姓名：徐远申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：马三剑20070501苏州科技学院硕士学位论文摘要摘要随着我国工农业生产的发展，氨氮废水的排放成上升趋势。

氨氮是造成水体富营养化的主要污染物，目前在我国，高浓度氨氮废水处理还是一个难题，因此对其治理技术研究具有重大现实意义。

本文通过大量的文献资料研究，对氨氮废水进行鸟粪石结晶沉淀脱氮进行系统的研究。

实验先采用氯化铵溶液配置的模拟氨氮废水，从ｐＨ值、沉淀剂投加量、温度、反应时间、沉淀剂组合，氨氮初始浓度方面研究该方法脱氮的影响因素。

在确定最佳沉淀反应条件的基础上，对垃圾渗滤液、味精离交水、焦化废水等进行小试实验。

实验发现：１．鸟粪石结晶沉淀法对高浓度氨氮废水具有良好的脱氮效果，在最佳反应条件下，氨氮去除率能达到９５％以上；２．该方法适应于处理氨氮浓度＞５００ｍｇ／ｌ的废水；３．对垃圾渗滤液、味精离交水、焦化废水具有良好的脱氮效果，平均去除率水平达到９０＊／，．－－－９５％。

同时对ＣＯＤ、色度也有一定的去除效果；鸟粪石结晶法的突出特点是实现了氨氮的回收利用，产物鸟粪石作为缓释肥具有广阔的市场前景。

该方法可以作为生物法的预处理工艺，具有设备简单、操作方便的特点。

论文结尾建议在今后的研究中对鸟粪石做进一步应用研究。

对该方法的工程应用做详细的中试研究。

关键词：鸟粪石，氨氮，结晶沉淀，废水处理ＭａｓｔｅｒＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｏｆＳｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｙ．１１１ｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｏｆａｍｍｏｎｉａ－ｎｉｔｒｏｇｅｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｒｉｓｉｎｇ．ＩｎＣｈｉｎａ，ａｔｐｒｅｓｅｎｔｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｓｔｉｌｌａｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔａｓｋ，ａｓａｆｅｓｍｔ。

氨氮废水处理技术的研究及应用现状【摘要】氨氮是我国水体污染总量控制的重要指标，来源广泛，具有一定的危害性。

本文针对不同的氨氮处理方法及其适用的氨氮废水类型进行探讨，形成综述，以供今后氨氮废水处理应用为参考。

【关键词】氨氮；废水处理；技术；应用氨氮是我国地表水水质和地下饮用水水源水质的主要污染指标之一，水中氨氮过高会严重影响水质，抑制水中生物生长甚至导致死亡。

我国将氨氮列为水体污染的重要控制指标，《水污染防治行动计划》中要求对氨氮等污染物采取针对性措施，加大整治力度；《“十三五”生态环境保护规划》中把氨氮列为控制排放总量的主要污染物，要求在“十三五”期间的排放总量减少10%，为约束性指标。

为有序达到2035年美丽中国和本世纪中叶社会主义现代化强国中长期战略目标，我国力争在“十四五”期间水环境质量持续改善，依旧会持续削减氨氮等主要水污染物排放总量。

不同类型的氨氮废水特性不同，其适用的处理方法也存在区别，只有保证氨氮废水中氨氮外排达到最佳效果，才能最大限度削减水体污染和消除人们健康安全的隐患。

因此，如何针对不同类型的氨氮废水选用适宜的处理方法具有重要的意义，1.氨氮废水简述氨氮指的是水体中的氨态氮，存在形式包括游离态氨和铵离子，通常情况下采用NH3-N表示，水中游离态氨和铵离子之比受pH值和温度影响，含有NH3-N的废水称为氨氮废水。

氨氮废水主要来源主要农业、工业和生活废水，农业的氨氮废水主要来源养殖业的含氮排泄物以及农作物施用氮肥后冲刷到附近的地表水，生活中的氨氮废水主要来源于生活垃圾渗滤液和排泄物产生的废水，工业上的氨氮废水来源于金属冶炼、石油化工、食品加工等行业的排放废水[1]。

氨氮是造成水体富营养化的主要污染物，水中氨氮过高时会导致一些有害水体的生物繁殖，影响鱼类和植物的生长，且游离态氨的毒性高于铵离子。

周金波等[2]研究表明轮叶黑藻、苦草、金鱼藻和小茨藻4种耐污能力的沉水植物分别在氨氮为6、6、4和2mg/L以上的水体中生长受到影响而分别在氨氮为16、16、8和6mg/L的水体中全部死亡；王志飞等[3]研究表明金沙江水体中氨氮对细鳞裂腹鱼幼鱼的半致死浓度和安全浓度为81.92mg/L，而游离态氨的半致死浓度和安全浓度为2.20mg/L和0.22mg/L。

鸟粪石法去除氨氮
一、鸟粪石法去除氨氮：
1、概述：
鸟粪石法处理氨氮：是指向氨氮废水中投加镁源和磷源，加入碱液来控制pH值，经反应后，沉淀物沉淀在反应器底部，经固液分离分离出鸟粪石，剩下的污水进入厌氧池进一步处理。

2、应用场合：
高浓度氨氮超标废水、预处理废水等。

3、鸟粪石法去除氨氮特点：
成本相对不算高，但是操作非常麻烦；去除率比较低。

鸟粪石法去除氨氮所述的工艺方法为：向废水中投加一定的镁源和磷源，控制一定的pH值，经反应后，沉淀物沉淀在反应器底部，经固液分离分离出鸟粪石，污水进入厌氧池进一步处理，排出的鸟粪石作为缓释肥料售出。

所述的镁源和磷源分别为氯化镁和磷酸氢钠，Mg:N:P的最佳摩尔比为1.2:1:0.8，氨氮初始浓度为210-1260mg/L，废水pH控制在8-9，调节pH所用的溶液为2-6mol/L的氢氧化钠溶液。

本发明提供的技术方案可不受温度和水中毒素的限制，设计和操作均很简单，能有效处理高浓度的氨氮废水，且生成的鸟粪石沉淀是一种良好的缓释肥料，从而实现了氨氮的资源化回用。

鸟粪石沉淀法处理高氨氮稀土废水LT元素时产生的高氨氮废水，水质指标如表1所示。

表1 稀土试验废水水质Tab.1 Main compositions of the investigated rare-earth wastewater1.2 试验仪器Starter 3C 实验室pH 计、UV-9100 型紫外/ 可见光分光光度计、HJ-3 型恒温加热磁力搅拌器、DIONEX ICS-1000 离子色谱仪、Perkin-ELmer AAnalyst 700 原子吸收光谱仪、HHS 型电热恒温水浴锅、手提式压力蒸汽灭菌器、BS124S 型电子天平、DHG-9055A 型电热恒温鼓风干燥箱、DDSJ-308 型电导率仪、WGZ-800 型浊度仪。

1.3 试验方法取200 mL 稀土废水，置于1000 mL 大烧杯中；向盛有废水大烧杯中先投入称量好的Na2HPO4·12H2O 固体，待其全部溶解后投入MgCl2·6H2O 固体；将大烧杯放到磁力搅拌器上搅拌，在搅拌过程中不断加入浓度1mol/L的NaOH 溶液，调整混合液pH，并在反应过程中实时检测pH的变化，及时补充浓度1mol/L的NaOH，反应结束后将大烧杯从磁力搅拌器上取下，静置30 min，用0.45 μm 滤膜滤得上清液，测量反应后氨氮与TP 质量浓度。

1.4 分析方法氨氮采用纳式试剂分光光度法（HJ535－2009），TP 采用钼酸铵分光光度法（GB11893－89），COD 采用高氯废水化学需氧量的测定碘化钾碱性高锰酸钾法（HJ/T 132－2003），溶液中其它阴阳离子采用DIONEX ICS-1000 离子色谱仪及Perkin-ELmer AAnalyst 700 原子吸收光谱仪测量。

2 结果与讨论2.1不同投加量时氨氮的去除效果由图1可知，当n(Mg)：n(N)：n(P)=1：1：1～2：1：2 时，氨氮的去除率上升，再加大投加量时，氨氮去除率有所下降，并保持一个较为稳定的去除率。

鸟粪石法处理电解锰氨氮废水试验研究黎朝;张静;黄江波;孙伟;黄伟;徐文炘【期刊名称】《山东化工》【年(卷),期】2017(46)3【摘要】本试验采用鸟粪石法处理电解锰氨氮废水,试验的最佳条件是:最佳加药顺序依次是Na2HPO4·12H2O、NaOH溶液、MgSO4·7H2O,反应系统恒定pH值为10,n(PO)/n(NH)=1.6、n(Mg2+)/n(NH)=1.6.在最佳反应条件下,氨氮去除率为93.8%.利用钾A型分子筛深度处理鸟粪石法预处理后的废水,去除效率为61.9%,残留的氨氮浓度为23.6mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准相应限值.%In the work,the factors affecting nitrogen removal from the simulated wastewater by the method were studied with Na2HPO4·12H2O and MgSO4·7H2O as precipitants.The optimal technological conditions for the ammonia nitrogen wastewater treatment were as obtained follows:constant pH value 10,reaction mole ration(Mg2+):n(NH):n(PO),1.6:1:1.6,reaction time,30min;under the condition of the optimal conditions,the ammonia nitrogen removal rate reached to 93.8%,and residual ammonia nitrogen concentration was 62mg/L.The pretreated wastewater was further cope with by Molecular sieve with60min reaction time,and residual ammonia nitrogen concentration was 23.6mg/L.【总页数】4页(P123-125,129)【作者】黎朝;张静;黄江波;孙伟;黄伟;徐文炘【作者单位】中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西桂林 541004;广西环境污染控制理论与技术重点实验室,广西桂林 541004;广西环境治理工程技术研究中心,广西桂林 541004;中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西桂林 541004;广西环境污染控制理论与技术重点实验室,广西桂林 541004;广西环境治理工程技术研究中心,广西桂林 541004;中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西桂林541004;广西环境污染控制理论与技术重点实验室,广西桂林 541004;广西环境治理工程技术研究中心,广西桂林 541004;中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西桂林 541004;广西环境污染控制理论与技术重点实验室,广西桂林 541004;广西环境治理工程技术研究中心,广西桂林 541004;中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西桂林 541004;广西环境污染控制理论与技术重点实验室,广西桂林541004;广西环境治理工程技术研究中心,广西桂林 541004;中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西桂林 541004;广西环境污染控制理论与技术重点实验室,广西桂林 541004;广西环境治理工程技术研究中心,广西桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】X703.1【相关文献】1.鸟粪石沉淀法处理氨氮废水的影响因素及其产物性质研究 [J], 孔殿超;崔康平;杨阳;施帆君;孙世群2.鸟粪石结晶沉淀法处理氨氮废水的应用研究 [J], 徐远;蒋京东;马三剑;刘锋3.鸟粪石沉淀法预处理中等浓度氨氮废水研究 [J], 唐登勇;张聪;徐建强;胡洁丽;胥瑞晨;王怡婷4.折点氯化法处理鸟粪石生产废水氨氮的试验研究 [J], 张睿;徐世凯;郭风;阮仕平5.鸟粪石结晶沉淀法处理氨氮废水 [J], 蒋京东;徐远;马三剑;吴建华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

鸟粪石法回收制肥工业废水中氨氮的中试分析近年来，随着化肥、石油化工等行业的迅速发展壮大，高氨氮废水大量产生。

此类废水中易降解有机碳源仅占化学需氧量的10%左右，可利用碳源不能满足生物脱氮反硝化需求，造成了工业废水处理厂出水氨氮达标困难。

氨氮废水对周围环境危害严重，如造成水体富营养化、危害人体、影响水产养殖等。

当前，大部分氨氮废水处理技术是将氨氮定义为污染物，即采用去除的方法降低废水中氨氮浓度，如吹脱法、气提法等。

此类方法能耗大、易产生二次污染，且没有实现氨氮资源化回收利用。

鸟粪石沉淀法(MAP沉淀法)是近年来兴起的一种处理高氮磷废水方法，该法不仅可以有效去除氮磷污染物，且回收的鸟粪石可作为缓释肥补偿一部分废水处理费用，大大降低废水处理综合成本。

对于MAP法去除或回收各类高氨氮工业废水，己有学者进行了研究。

郝瑞刚等处理N HQ N为610. 2mg/L的焦化废水，氨氮去除率约为70% 。

Chimenos等在对初始浓度为2 320 mg/L的染料废水的实验研究中得出氨氮去除率可达到90%以上。

Huang等去除猪粪废水中的，去除率可达到80%。

张记市等回收渗滤液中的氨氮，浓度由3 500 mg/L 经结晶沉淀后降低至175 mg/L，去除率达95 %。

众多研究表明，鸟粪石沉淀法可有效去除工业废水中的氨氮，去除率较高，回收效果好。

化肥厂的合成氨、尿素等废水中富含高浓度氨氮，若能将其有效回收利用，可实现资源的可持续利用。

李晓萍等回研究了鸟粪石法回收化肥厂高浓度氨氮，采用两步沉淀工艺得出氨回收率为80.1 %，但未对生成产物进行分析。

Rongtai等利用化肥废水生成鸟粪石，通过产物干馏的方法回收氮磷资源，证明了鸟粪石沉淀法回收化肥废水中氨氮的可行性，但研究在实验室条件下进行，未应用到工程中。

因此，鸟粪石沉淀法回收制肥工业废水中氨氮还需进一步工程性研究，使其有效实现更大的环境效益及经济效益。

本实验利用中试反应器，采用鸟粪石沉淀法对制肥工业废水中的氨氮进行回收，通过对比不同运行条件得出反应的最佳工况，并进行产物品质研究和经济分析。

鸟粪石结晶法对氨氮废水处理的实验研究的开题报告一、选题背景随着工业化进程的加快，各种污染物质在生产生活中不断产生。

其中，氨氮是一种常见的工业废水污染物，其对环境和人体健康都会带来严重的影响。

因此，对氨氮废水的处理和回收利用显得尤为重要。

目前，常见的氨氮废水处理方法主要包括生物法、化学法、物理法等。

而随着科技的不断发展，新的氨氮废水处理方法也在不断涌现。

本文所探讨的鸟粪石结晶法是一种新型的氨氮废水处理方法。

其原理是利用鸟粪石对氨氮进行吸附，生成鸟粪石结晶，进而将废水中的氨氮去除。

这种方法具有节能、环保、安全等优点，因此备受关注。

二、研究目的和意义本文旨在对鸟粪石结晶法对氨氮废水处理的效果进行实验研究，并分析其处理效果和机理。

通过实验结果，为这种新型废水处理方法的推广和应用提供科学依据和参考。

此外，本文的研究结果还将为相关企业提供技术支持，使其能够更好地开展废水处理工作，实现废物利用和资源循环利用。

三、研究内容和方案1. 实验设计本文的实验设计将分为两个部分，其中第一部分是对鸟粪石在不同条件下对氨氮的吸附效果进行实验研究；第二部分是对鸟粪石结晶法对氨氮废水的处理效果进行实验研究。

2. 实验方法（1）实验一：鸟粪石吸附氨氮的实验首先，将一定质量的鸟粪石加入氨氮浓度为100mg/L的废水中，以不同的时间和温度为变量进行实验。

实验过程中需要定期取样并测量氨氮浓度，以评估鸟粪石对氨氮的吸附效果。

（2）实验二：鸟粪石结晶法处理氨氮废水的实验将氨氮浓度为100mg/L的废水加入含有鸟粪石的处理装置中，并根据不同的时间、温度和氨氮初始浓度对实验进行设计。

实验过程中需要不断监测氨氮浓度的变化，并对处理后的水体进行化学分析。

3. 数据分析实验数据将会采用统计学方法进行分析。

通过对实验结果进行统计分析和比较，得出鸟粪石结晶法处理氨氮废水的效果以及影响处理效果的因素和机理。

四、预期结果通过实验研究和数据分析，预计本文能够得出以下结论：（1）鸟粪石对氨氮具有很好的吸附效果，其吸附能力会随着时间的延长和温度的升高而增强。