基于响应面法优化MAP法处理垃圾渗滤液工艺的研究

更新时间：2012-12-19 00:05 来源：环境工程学报作者: 阅读：1797

摘要:利用单因素实验以及响应面法(response surface methodology,RSM),对磷酸铵镁法(magnesium ammonium phosphate,MAP)去除垃圾渗滤液氨氮的影响因素进行了分析和探讨。考察了pH值为8.0～11.0、n(Mg)∶n(N)摩尔比为0.8～1.6、n(P)∶n(N)摩尔比为0.8～1.3条件下,分析氨氮去除率的变化,用Design-Expert软件处理实验数据,得到了二次响应曲面模型以及优化的水平值。基于经济和操作简便性的考虑,pH值由优化水平的8.3调整为9.5,n(Mg)∶n(N)、n(P)∶n(N)摩尔比取优化水平分别为1.40、1.19,氨氮去除率平均值为92.2%,虽然该条件比最佳条件下的氨氮去除率降低了2个百分点,但从操作的难易程度以及经济性方面,体现了其优势。通过X衍射与电镜扫描分析沉淀物质的成分与晶形,表明大部分沉淀物质为磷酸铵镁。

关键词:响应面分析法,垃圾渗滤液,氨氮,化学沉淀法,晶形

城市垃圾渗滤液的水质复杂,是一种污染性极强的高浓度废水,被列入我国环境优先控制污染物[1]。高氨氮浓度是垃圾渗滤液的主要水质特征之一,其对生化处理有抑制作用,因此有必要对高浓度氨氮进行预处理。目前去除氨氮的方法有吹脱法、化学沉淀法、折点加氯法、离子交换法和生物法等。

就国内外高浓度氨氮废水处理现状来看,国内多采用氨吹脱法和生化法,国外则多采用磷酸铵镁沉淀法(MAP法)和生化法。其中,吹脱法和MAP法去除高浓度氨氮是比较经济的[2]。但传统的吹脱技术会造成吹脱塔堵塞,并且吹脱出大量有很大挥发性,并具有臭味和毒性的氨、苯酚和硫化氢等气体,会对环境造成二次污染。已有研究表明MAP法不受温度和水中毒素的限制,设计和操作均很简单,脱氮效果好、速度快,不产生具有臭味和毒性的气体,产生的磷酸铵镁沉淀可回收利用。至今,MAP法在国内外已经成功地应用到了各种高氨氮的工业废水中[3~7]。

该方法的主要局限性在于沉淀药剂用量较大,从而致使处理成本较高;沉淀物的用途有待进一步开发与推广。目前显示的MAP的处理成本高,但Schulze[8]的研究显示,药剂费用占MAP法处理费用(包括投资)的70%,如果采用MAP

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