新东北电气集团高压开关设备有限公司辽宁沈阳110000
摘要：目前水体污染超标比较严重的是氨氮废水的排放，其来源遍及很多地域，排放出来的有毒物质会给水中生物带来生命威胁。国家对于氨氮废水的处理方式多种多样，化学沉淀法因其工艺手法简易，净化水体污染效率高，反应速度快等特点而被国内外重视利用，广泛利用到氨氮废水处理当中，其原理就是在废水中投入沉淀剂，与氨氮发生反应，生成难溶于水的物质，从而进行沉淀分离，这过程也叫做脱氧。
关键词：化学实验；氨氮废水；处理
引言
已报道的对高浓度氨氮废水处理方法主要有生物法、吹脱法、化学沉淀法和催化氧化法。生物法中因微生物对环境的要求较高，过高的氨氮对微生物生长产生抑制作用，因此难以用生物法处理高浓度氨氮废水。吹脱法虽具有设备简单、操作稳定的优点，但受被处理介质的温度影响较大，能耗高，容易结垢且易产生二次污染，应用受到限制；催化氧化法对设备控制要求过高，应用范围很窄。化学沉淀法采用镁盐和磷酸盐作为沉淀剂，具有沉淀反应速度快、去除率高的优点，生成的沉淀物磷酸铵镁为一种有效的缓释氮磷肥料，因此，该法是一种理想的高浓度氨氮废水处理方法。
1高浓度氨氮的危害
废水排放中含有的高浓度氨氮，是水环境中氮的表现形态，对水体影响极大，它一旦跟水体进行接触就会给水体造成污染，我们经常会在一些江河湖泊中发现藻类的存在，特别是流动速度缓慢河流更容易被氨氮污染，造成藻类植物的大量繁殖，致使水体缺少氧气，危机鱼类乃至水生动植物的生命，引发水质质量的异变，其呈黑色液体，江河因此会有恶臭，加大了自来水处理厂的工作量，难度大大提高；某些金属物质在遇到氨氮时会被大量的腐蚀，金属物质就不耐用，破坏了金属的使用寿命；在对污水进行回收利用时，用水设备与输水管道中的微生物会充分利用氨氮来进行生命的再度繁殖，大量的微生物结垢堵塞管道，致使污水处理不能完成，引发污水循环倒流；工业中水的循环利用以及对水的消毒都要用到含有氯的消毒水，在进行消毒时，氯与氨氮相遇产生化学反应，生成氯胺，氯的消毒效果就不明显，提高了消毒时对氯物质量的需求；氧化后的氨氮有可能存在饮用水中，长期饮用可能会得高铁血红蛋白症，有致癌作用，严重威胁了人们的身体健康。所以人类在处理高浓度氨氮废水问题上要高度重视，化学沉淀法是一项比较经济的废水处理技术。
2实验内容
2.1实验废水的配制
由于工业生产的氨氮废水来源广，浓度差异大，废水成分复杂。为了系统研究化学沉淀法处理高酸度高浓度氨氮废水的影响因素及处理效果，采用配制的模拟氨氮废水进行实验。本实验采用硫酸铵和蒸馏水配制l0L的实验废水，硫酸铵投加量的计算方法如下：
（1）
式中m为硫酸氨投加量，g；CNH3-N为初步给定氨氮的浓度，mol/L；14g/mol为氮的摩尔质量；99%为硫酸铵的纯度。通过计算硫酸铵投加量配制模拟氨氮废水，最后采用纳氏比色法测定模拟废水中的氨氮浓度为1600mg/L，用试剂调节废水的酸碱度，使pH值达到2.0。
2.2废水处理实验方法
实验在500mL的烧杯中进行，并将其放在可控温的磁力搅拌机上进行搅拌，实验步骤如下。①量取200mL的实验废水于烧杯中，缓慢加入磷酸盐，充分搅拌，直到无晶体物质沉积于烧杯底部。②加入镁盐，并充分搅拌，直到全部溶解。③采用10mo1/L的NaOH溶液调节水样的pH达到反应所需值（水样达到设定的pH后，设为反应起始点）。④在设定的搅拌速度下，反应一定的时间，待反应结束后，将水样静置15min。⑤水样静置后，取其上清液用孔径为2nm的定量滤纸进行固液分离。⑥取滤液，分析N、Mg、P的浓度。⑦所得沉淀物置于干燥皿中保存。
2.3氨氮的测定
①预处理。样品中含有悬浮物、余氯、钙镁等金属离子时，对比色测定有干扰。处理方法如下：在100mL样品中加入1mL硫酸锌溶液和0.1～0.2mL氢氧化钠溶液，调节pH值约为10.5，混匀，防止沉淀，必要时，用经过水冲洗的中速滤纸过滤，弃去初滤液20mL；加入适量的硫代硫酸钠溶液去除余氯，每0.5mL可去除0.25mg余氯，也可用淀粉一碘化钾试纸检验是否除尽余氯；加入酒石酸钾钠溶液络合掩蔽，可消除钙镁等金属离子的干扰；用凝聚沉淀和络合掩蔽后，如样品仍浑浊和带色，则应采用蒸馏法。并且推算氨氮回归曲线方程式并绘制标准曲线。②水样的测定。取样品50mL于比色管中，加入1mL酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入纳氏试剂1.5mL摇匀。放置10min后进行比色。一般在波长420nm下，用光程长20mm比色皿，以蒸馏水作参比，测定吸光度。③结果计算。根据吸光度（试样测定吸光度减去空白实验吸光度），就可以在氮氮标准回归直线上查出氨氮的浓度，再乘以稀释倍数，得出废水中氨氮的浓度。
3结果与讨论
3.1沉淀剂的选择
实验中所用的药剂是镁盐和磷酸盐，其中Mg2+可以用MC12，MgO，Mg（NO3）2和MgSO4等，PO43-可用H3PO4，NaH2PO4-2H2O等。按Mg∶P∶N的理论物质的量之比为1∶1∶1，投加不同种类的镁盐和磷酸盐，反应在pH值为9.0下进行，反应时间10min，搅拌速度150r/min，进行三次重复实验。通过对比实验得出：①采用MgO和H3PO；的组合，其氨氮去除率只有36.5%，其原因主要是MgO在水中是难溶的金属氧化物，同时H3PO4；是多元酸，两者之间反应缓慢且反应不彻底，氨氮去除效果差。②采用药剂MgSO4和Na2HPO412H2O的组合与采用MgCI和Na2HPO412H2O的组合，其两者的氨氮去除率相近，但考虑到CI-会给后续生化处理带来影响，而工业纯MgSO4的价格低于M9Cl2，所以选择MgSO4。
2.2反应pH值对氨氮去除率的影响
固定n（Mg2+）∶n（NH4+）∶n（PO43-）=1∶1∶1，搅拌速度100转/分钟，反应时间为10min，在不同的pH值条件下反应，1∶1，反应时所得的结果见表1。由表1可知，当pH=7.0时，氨氮的去除率仅为21%；当pH=9.0时，氨氮的去除率高达86%以上，再提高pH值时，去除率变化幅度不是很大。从而初步确定pH值为9.0。
表1不同的pH值的比较
结束语
氨氮废水的治理是水资源保护的重要措施之一，采用镁盐和磷酸盐作为沉淀剂处理高浓度氨氮废水以及生活污水，化学沉淀处理法对高浓度氨氮的去除效果较好，在pH为9.0，溶液中沉淀剂配比n（NH4+）∶n（Mg2+）∶n（PO43－）为1∶1∶1情况下，氨氮去除率最大，可达98.48%，处理得到的沉淀物MgNH4PO4•6H2O是一种高效的缓释磷铵肥料，分离回收具有一定的经济性和环保效益；但对于低浓度氨氮废水，化学沉淀法的去除率可达65%左右，仍需要辅以或采用生物法进一步深度处理。
参考文献：
[1]典平鸽，时鹏辉.晶析辅助化学沉淀法处理高浓度氨氮废水[J].工业水处理，2010，5（01）：34-22．
[2]王美荣，贾怀杰，郝茜.稀土厂氨氮废水的处理及资源化利用研究[J].稀土，2010，4（06）：56-44.