沉淀氣浮法處理化肥廠廢水

1、沉淀氣浮法處理化肥廠廢水沉淀氣浮法可以克服化學(xué)沉淀法處理化肥廠廢水時的固液分離困難的缺點，實現(xiàn)高效的固液分離。所用沉淀劑為化學(xué)純的磷酸氫二鈉（Na2HPO412H2O）和氯化鎂（MgCl26H2O），使用時直接添加固體。氣浮劑十二酸鈉為化學(xué)純藥劑，使用時配成0.5％的溶液添加。沉淀試驗時只添加沉淀劑，氣浮試驗時氣浮劑和沉淀劑一起添加。pH值無特殊說明均為藥劑添加前的pH值。試驗分為沉淀和氣浮兩個步驟，先進行沉淀試驗，確定最佳條件后再進行

2、氣浮試驗。沉淀試驗過程如下：每次用量筒取試驗廢水400mL置于燒杯中，先用酸或堿調(diào)整到規(guī)定的pH值，加入規(guī)定量的沉淀劑，快速攪拌5min，靜置20min后用真空過濾機過濾，分析濾液中的氨氮質(zhì)量濃度。氨氮的測定用納氏試劑比色法。以氨氮沉淀率評價氨氮沉淀的效果，它是指沉淀前后氨氮濃度的差值與試驗廢水初始氨氮濃度比值的百分?jǐn)?shù)。所得固體在50oC烘干4h后制樣，用X射線粉晶衍射儀確定其成分。因為試驗中涉及到沉淀劑添加量的表示，在此給予說明，用N

3、表示NH4＋的物質(zhì)的量，用Mg表示Mg2＋物質(zhì)的量，用P表示PO43－的物質(zhì)的量，N：Mg：P表示NH4＋、Mg2＋和PO43－的物質(zhì)的量比，所有比例都以NH4＋物質(zhì)的量為1為基準(zhǔn)，N＝Mg表示NH4＋和Mg2＋兩者的物質(zhì)的量相等，敘述中磷的添加量為1即表示所添加的磷酸氫二鈉中所含的PO43－與NH4＋的物質(zhì)的量比為1，余者類推。氣浮試驗是在氣浮柱內(nèi)完成的，具體試驗裝置見圖1。氣浮時添加沉淀劑和氣浮劑混合均勻后攪拌5min，然后將水樣直

4、接加入到氣浮柱6中。開動空氣壓縮機1后，打開閥門3并調(diào)節(jié)其大小使氣壓表2保持在0.25MPa，經(jīng)氣體流量計4后由布氣板5產(chǎn)生微小氣泡進行氣浮。同時浮出物會從泡沫產(chǎn)品收集槽7中轉(zhuǎn)移到泡沫產(chǎn)品儲存器8中。氣浮結(jié)束后，把泡沫產(chǎn)品和氣浮柱內(nèi)的水分別過濾，濾出的固體在50oC烘干4h后稱重。用氣浮回收率評價氣浮的效果，其數(shù)值是泡沫產(chǎn)品中的固體質(zhì)量占氣浮前水樣中總固體總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。泡沫產(chǎn)品中的固體送紅外光譜測試，分析氣浮劑與沉淀物的吸附機理。試驗

5、結(jié)果與分析3.1不同pH值下磷酸氫二鈉用量對氨氮沉淀率的影響圖2是在保持鎂的用量為1不變，改變磷的添加量（表示為P：（N=Mg））在不同pH值時氨氮沉淀率的試驗結(jié)果。從圖2中可以看出在不同的pH值下改變磷酸氫二鈉的用量對氨氮沉淀率的影響趨勢是相同的，氨氮沉淀率都隨磷酸氫二鈉用量的增大而增加。相同沉淀劑條件下，氨氮沉淀率隨pH值先增加后有所降低。但在pH=8.5條件下隨磷酸氫二鈉用量的增加氨氮沉淀率始終低于60%；在pH＝10.5時，氨氮

6、沉淀率始終大于77.4％；而pH＝10.5時通過增大磷酸氫二鈉的用量可以使氨氮沉淀率達到99.8%。這說明pH值對氨氮沉淀率的影響很大，磷酸氫二鈉用量也對氨氮沉淀率有較大的影響，而且在pH＝10.5時氨氮沉淀率最高。表1pH值11.5時只加沉淀劑時生成的沉淀的紅外光譜的吸收峰分析圖6中II是氣浮試驗時使用的十二酸鈉的紅外光譜，該譜圖表明，所使用的為純十二酸鈉，因為譜圖中沒有出現(xiàn)脂肪酸中－COOH的特征吸收峰。當(dāng)脂肪酸為單體分子時該峰的位

7、置應(yīng)該在1760cm－1附近，當(dāng)為二聚體存在時應(yīng)在1710cm－1附近。而出現(xiàn)在1560cm－1和1445cm－1的吸收峰是羧酸鹽的特征吸收峰，其中1560cm－1是R－COO－中－COO－基團的不對稱伸縮振動吸收峰，1445cm－1是其對稱振動吸收峰，881cm－1吸收峰是其面內(nèi)彎曲振動吸收峰。其中在2923cm－1和2850cm－1兩個吸收峰是十二酸鈉中－CH3和－CH4中C－H鍵的對稱振動吸收峰。圖6中譜圖III是同時添加沉淀劑和

8、十二酸鈉生成的沉淀物的紅外光譜圖。從圖中看出，沉淀中有十二酸根離子的存在，最明顯的是2919cm1和2853cm1兩個吸收峰，說明十二酸鈉吸附在了沉淀物中。但十二酸鈉的特征吸收峰出現(xiàn)在1560cm1的R－COO－中－COO－基團的不對稱伸縮振動吸收峰的相對強度發(fā)生了明顯變化，并且十二酸鈉特征峰位置發(fā)生了變化，即其對稱振動吸收峰的位置也由1445cm1位移到1460cm1，從位移幅度可以判斷其周圍的化學(xué)環(huán)境發(fā)生了變化，即可以認(rèn)為十二酸鈉與

9、沉淀物發(fā)生了化學(xué)吸附。對沉淀pH值9.5時同時添加沉淀劑和十二酸鈉生成的沉淀物也進行了研究，結(jié)果表明此時十二酸鈉與沉淀物也發(fā)生了化學(xué)吸附，其影響規(guī)律與沉淀pH值為11.5時相同。由此說明化肥廢水在試驗范圍內(nèi)十二酸鈉與沉淀物作用發(fā)生化學(xué)吸附。4結(jié)論（1）化肥廢水中的氨氮可以用沉淀的方法沉淀，影響因素主要是沉淀時的pH值，沉淀藥劑的用量和沉淀藥劑與氨氮的物質(zhì)的量的比，pH為10.5時，氨氮沉淀率可達到95％以上。（2）用氣浮法可以回收所生成

10、的氨氮沉淀物，最重要的影響因素是氣浮劑的添加量，pH值也影響沉淀物的可浮性，但通過改變氣浮劑的添加量可以減少其影響。氣浮回收率很容易達到90％以上。氣浮劑十二酸鈉用量為75mgL，pH值為10.5時，氨氮的回收率即可達到92.9％。（3）與沉淀法相比，氣浮法具有氣浮時間短、操作方便、泡沫產(chǎn)品濃度高等優(yōu)點，該方法為廢水中氨氮的有效回收和綜合利用提供了一條新的途徑。（4）沉淀氣浮后的物質(zhì)主要為晶態(tài)的MgNH4PO46H2O，可以作為復(fù)合肥料