摘要：制肥工業(yè)廢水中氨氮濃度高，難以直接進行生化反應(yīng)，采用鳥糞石沉淀法可有效去除并回收氨氮。利用中試反應(yīng)器回收某制肥工業(yè)廢水中的氨氮，采用氯化鎂與氧化鎂作為聯(lián)用鎂源，通過考察不同進料方式、攪拌速度、停留時間等因素的影響，確定了鳥糞石法回收氨氮的最佳工況：采用間歇進水、固體投加鎂源的投料方式，攪拌速度300 r/min，停留時間2 h。

最佳條件下，氨氮去除率達到93.5%，磷殘余率小于0.3%，生成的鳥糞石純度可達85.6%，砷和鉛的質(zhì)量分數(shù)分別為0.0036和0.0008，符合肥料中重金屬限值（GB/T 23349-2009），其他重金屬均未檢出。因此，回收產(chǎn)品有很好的利用價值。經(jīng)濟分析表明磷源是此方法處理成本較高的主要原因。

近年來，隨著化肥、石油化工等行業(yè)的迅速發(fā)展壯大，高氨氮廢水大量產(chǎn)生。此類廢水中易降解有機碳源僅占化學(xué)需氧量的10%左右，可利用碳源不能滿足生物脫氮反硝化需求，造成了工業(yè)廢水處理廠出水氨氮達標困難。氨氮廢水對周圍環(huán)境危害嚴重，如造成水體富營養(yǎng)化、危害人體、影響水產(chǎn)養(yǎng)殖等。

當(dāng)前，大部分氨氮廢水處理技術(shù)是將氨氮定義為污染物，即采用去除的方法降低廢水中氨氮濃度，如吹脫法、氣提法等。此類方法能耗大、易產(chǎn)生二次污染，且沒有實現(xiàn)氨氮資源化回收利用。鳥糞石沉淀法（MAP沉淀法）是近年來興起的一種處理高氮磷廢水方法，該法不僅可以有效去除氮磷污染物，且回收的鳥糞石可作為緩釋肥補償一部分廢水處理費用，大大降低廢水處理綜合成本。對于MAP法去除或回收各類高氨氮工業(yè)廢水，已有學(xué)者進行了研究。郝瑞剛等處理NH4+-N為610.2mg/L的焦化廢水，氨氮去除率約為70%。

Chimenos等在對初始NH4+-N濃度為2320mg/L的染料廢水的實驗研究中得出氨氮去除率可達到90%以上。Huang等去除豬糞廢水中的NH4+-N，去除率可達到80%。張記市等回收滲濾液中的氨氮，NH4+-N濃度由3500mg/L經(jīng)結(jié)晶沉淀后降低至175mg/L，去除率達95%。眾多研究表明，鳥糞石沉淀法可有效去除工業(yè)廢水中的氨氮，去除率較高，回收效果好。

化肥廠的合成氨、尿素等廢水中富含高濃度氨氮，若能將其有效回收利用，可實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。李曉萍等研究了鳥糞石法回收化肥廠高濃度氨氮，采用兩步沉淀工藝得出氨回收率為80.1%，但未對生成產(chǎn)物進行分析。Rongtai等利用化肥廢水生成鳥糞石，通過產(chǎn)物干餾的方法回收氮磷資源，證明了鳥糞石沉淀法回收化肥廢水中氨氮的可行性，但研究在實驗室條件下進行，未應(yīng)用到工程中。

因此，鳥糞石沉淀法回收制肥工業(yè)廢水中氨氮還需進一步工程性研究，使其有效實現(xiàn)更大的環(huán)境效益及經(jīng)濟效益。本實驗利用中試反應(yīng)器，采用鳥糞石沉淀法對制肥工業(yè)廢水中的氨氮進行回收，通過對比不同運行條件得出反應(yīng)的最佳工況，并進行產(chǎn)物品質(zhì)研究和經(jīng)濟分析。

1實驗材料和方法

1.1實驗水質(zhì)

中試設(shè)置在安徽某制肥有限公司濃水池旁邊。此公司主要生產(chǎn)合成氨、尿素、復(fù)合肥、碳銨、純堿、三聚氰胺等。濃水池廢水主要來自純堿廠生產(chǎn)廢水、制氣廠生產(chǎn)廢水、三聚氰胺廠生產(chǎn)廢水和少量復(fù)合肥生產(chǎn)廢水以及合成氨壓縮機排污水。其水質(zhì)指標如下：NH4+-N濃度1000~1500mg/L，PO3-P濃度12~25mg/L，COD濃度500~900mg/L，PH在8.2到8.7之間。其中氨氮為首要控制污染物。

1.2實驗裝置與運行條件

反應(yīng)系統(tǒng)主要由配水箱及主反應(yīng)器構(gòu)成。配水箱由PVC板制作，尺寸為1.8 m *1.8 m *1.2m，均分為4格，每格均設(shè)有攪拌槳。主反應(yīng)器由不銹鋼制成，總高1.35m，有效容積為424L，反應(yīng)器內(nèi)部安裝PH在線監(jiān)測儀，中間設(shè)有可調(diào)轉(zhuǎn)速的攪拌器。

主反應(yīng)器由反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)和泥斗3部分組成（圖1）。反應(yīng)區(qū)有效容積98L，沉淀區(qū)有效容積311L。原水通過反應(yīng)區(qū)底部進入反應(yīng)器，通過頂部三角堰出水。具體參見http://m.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

根據(jù)前期的藥劑分析，采用氯化鎂與氧化鎂聯(lián)用作為鎂源時可節(jié)約2/3以上的藥劑處理費用。因此，中試利用MgCl2與MgO聯(lián)用作為鎂源，采用連續(xù)進水和間歇進水2種不同的進料方式。連續(xù)進水過程如下：在高氨氮廢水中加入適量磷酸氫二鈉混合完全，作為一股進水；

另外，將MgCl2和MgO配制成一定濃度的懸濁液作為另一股進水，兩者進水量之比為1:1。間歇進水過程為：首先使高濃度氮磷廢水進入反應(yīng)器，在不斷攪拌下再將一定配比的氯化鎂與氧化鎂固體藥劑直接投加到反應(yīng)器中。

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