MAP法处理高氨氮废水技术的研究

张晶晶

（北京天地玛珂电液控制系统有限公司,北京 100013）

磷酸铵镁沉淀法（MAP法）是一种近年来新兴起来的工艺，是一种处理高氨氮废水的有效方法。磷酸铵镁在水中的溶解度很低，Ksp=2.5×10-13（25℃）。向高氨氮废水中投加入磷源以及镁源，可以生成磷酸铵镁这种难溶性的沉淀[1]，从而达到去除氨氮的目的，见式（1）：

国外已有学者将低品位氧化镁作为MAP法处理高氨氮废水的镁源。J.M. Chimenos等[2]以低品位氧化镁为镁源研究了pH、反应时间和固液比对MAP法处理氨氮废水处理效果的影响。结果表明，虽然以低品位氧化镁为镁源需要更长的反应时间，但是有很大的经济优势。

MAP法（磷酸铵镁沉淀法）所用的药剂会影响处理效果。处理高氨氮废水常选用的磷源包括Na2HPO4、NaH2PO4、H3PO4。这三种磷源的关键区别在于，投加相同物质的量的三种磷源到氨氮废水后，对废水pH的影响不同。Na2HPO4、NaH2PO4、H3PO4的酸性逐渐增强，所以研究者一般本着降低调节废水酸碱度所需投加酸碱成本的目的，挑选适合的磷源。其中磷酸氢二钠和磷酸二氢钠为固体盐类，相比H3PO4而言具有储存方便、操作危险性低的特点。刘小燕等[3]以磷酸氢二钠为磷源进行MAP试验发现，当n(N):n(P)=0.95:1时，高氨氮废水的氨氮去除率超过了90%。

MAP沉淀的生成反应中，氨氮、镁源、磷源的理论摩尔比值应该是1:1:1，但是由于实际反应过程中常伴随着副反应的发生，如生成Mg(OH)2和MgPO4沉淀。所以，实际反应中镁源和磷源的利用率要低于100%。李望等[4]以MgCl2和Na2HPO4分别为镁源和磷源，当m(N):m(Mg):m(P)=1.0:1.3:1.2，搅拌反应60min，废水中氨氮最终的去除率可以达到96.3%。

MAP法（磷酸铵镁沉淀法）对氨氮废水的处理效果受pH值的影响非常大。如果废水的pH>9.3，废水中的氨氮会大部分以NH3形式存在，在搅拌条件下直接挥发到空气中，造成空气污染，所较低的pH会提高氨氮的转化率，从而提高NH4+的浓度。但是pH值越低，越会促进磷酸铵镁沉淀在废水中的溶解，所以如果pH过低就会导致生成的磷酸铵镁溶解在废水中，无法形成沉淀达到去除氨氮的目的。因此，MAP沉淀反应存在一个最适的pH，既保证氨氮的存在，也能保证磷酸铵镁形成沉淀。黄稳水等[5]以n(N):n(Mg):n(P)=1:1.4:1.04,分别用10%的NaOH溶液将pH调为8、8.5、9、9.5、10、13、14进行试验，结果得到试验的最佳pH为9.5。

如果采用MgCl2化学试剂为MAP沉淀反应的镁源，反应时间在20min内，反应就可以完成大部分，氨氮去除率就可以达到90%以上[6]。但是如果以MgO或者轻烧镁粉作为MAP法的镁源，则需要更长的反应时间[7]。

磷酸铵镁是一种很好的缓释肥料[8],所以可以将MAP法生成的磷酸铵镁沉淀回收利用其中的氮磷元素。另外，磷酸铵镁加碱热解后可以重新将Mg2+和PO43-释放出来，同时生成NH3，这样不但可以回收NH3，还可以实现对镁源和磷源的循环利用，达到降低经济成本的目的。

MAP法（磷酸铵镁沉淀法）处理高氨氮废水相比别的方法优势更加明显，并且不会有其他不利产物的生成。如果以轻烧镁粉为镁源可以极大地降低经济成本。MAP沉淀生成试验主要受配比、pH、反应时间的影响，尤其控制好pH是提高氨氮处理效果的重要步骤。磷酸铵镁沉淀可以被用作缓释肥或者热解回收磷源、镁源，具有很高的应用价值。

[1]J.M. Chimenos, G. Villalba, et al. Removal of ammonium and phosphates from wastewater resulting from the process of cochineal extraction using MgO-containing by-product[J].Water Research, 2003(37):1601-1607.

[2]胡红伟. MAP法处理高浓度氨氮废水的影响因素分析[J].环境科学与管理,2008,33(01):118-120.

[3]刘小燕, 郑乐平. 磷酸铵镁法处理高浓度氨氮废水的研究[J].工业水处理,2008,28(08)：45-49.

[4]李望, 张一敏, 刘涛等. 磷酸铵镁沉淀法处理石煤提钒低浓度氨氮废水[J]. 工业水处理,2010,30(09):35-38

[5]黄稳水, 王继徽, 刘小澜等. 磷酸氨镁法预处理高浓度氨氮废水的研究[J]. 工业水处理,2003,23(10):34-36.