本發(fā)明屬于廢水處理，具體涉及一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，能夠高效且穩(wěn)定地清除廢水中的氨，主要用于處理如工業(yè)焦化等含有高濃度氨氮的廢水。

背景技術：

1、隨著工業(yè)和農業(yè)生產的迅速發(fā)展，用水量及排水量每年都在增加，導致水污染問題日益嚴重。

2、特別是焦化工業(yè)產生的廢水，含有酚、氰和油等有害物質，這些物質極大地破壞了水環(huán)境。其中，氨氮的污染尤其受到關注，它不僅令飲用水出現(xiàn)異味，還可能導致湖泊枯竭，嚴重影響自然生態(tài)。因此，對含氨的工業(yè)廢水進行適當處理，防止其未經處理就直接排放到環(huán)境中，變得尤為重要。

3、20世紀90年代，化學沉淀法開始得到發(fā)展，并已在日本和美國等國家實際應用。盡管如此，我國尚未廣泛采用磷酸銨鎂沉淀法于工程項目中。在磷酸銨鎂的沉淀過程中，需要使用大量的鎂鹽和磷酸鹽，因此急需一種新的處理氨氮廢水的磷酸銨鎂循環(huán)法，以降低藥劑成本。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，在堿性條件下對磷酸銨鎂進行熱分解。在此過程中，熱解產物通過分離難溶物并進行酸解，然后補充藥劑再次投入廢水中，以進行水熱合成反應沉氨。生成的氨氣可以以高濃度氨水的形式回收，同時熱分解的產物也可用作氨氮處理的藥劑。這種方法實現(xiàn)了磷酸銨鎂的高效循環(huán)使用，解決了氨氮廢水處理中的藥劑使用成本問題，并應對了隨著磷酸銨鎂循環(huán)沉氨次數(shù)增加而導致的氨氮脫除率下降的挑戰(zhàn)。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、一種磷酸銨鎂熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，用于高濃度含氨廢水中氨氮的去除，包括如下步驟：

4、步驟(1)：配置氨濃度為1000-2000mg/l的模擬廢水；

5、步驟(2)：室溫條件下，向模擬廢水中依次加入磷酸鹽和鎂鹽沉淀劑進行水熱合成反應，反應過程中用naoh調節(jié)反應體系的ph值，攪拌均勻后靜置，進行抽濾得到磷酸銨鎂晶體沉淀物，用去離子水沖洗多次，然后放置在烘箱中進行干燥，收集好待用；

6、步驟(3)：取水洗并干燥的磷酸銨鎂晶體與氫氧化鈉固體顆粒充分研磨、混合，將混合均勻的混合固體粉末進行熱解反應，釋放氨氣和水蒸氣，得到熱解產物為磷酸鈉鎂、磷酸鎂和氫氧化鎂；

7、步驟(4)：將熱解產物投入去離子水中，控制溫度，用鹽酸調節(jié)溶液ph值使得易溶物磷酸鈉鎂溶解在水中，攪拌靜置后進行過濾分離，易溶物磷酸鈉鎂溶解在水中得到易溶物溶解液，難溶物磷酸鎂和氫氧化鎂被分離出來；

8、步驟(5)：對難溶物磷酸鎂和氫氧化鎂進行酸解，酸解過程為：將難溶物投入去離子水中，控制好溫度，用鹽酸調節(jié)溶液ph值使得難溶物溶解在去離子水中，得到難溶物溶解液；難溶物有95％-100％酸解變成鎂離子和磷酸根離子的形式；

9、步驟(6)：將步驟(3)中得到的易溶物溶解液和步驟(4)中得到的難溶物溶解液分別倒入模擬廢水中，然后根據(jù)步驟(2)中水熱合成反應藥劑比例分別補加磷酸鹽和鎂鹽沉淀劑，用naoh調節(jié)反應體系的ph值，攪拌靜置后，得到的晶體沉淀物放置在烘箱中干燥，收集后循環(huán)回用，實現(xiàn)廢水中氨氮的去除；

10、步驟(7)：重復步驟(3)-(6)，對高濃度氨氮廢水進行循環(huán)除氨。

11、優(yōu)選地，所述步驟(2)中鎂鹽：模擬廢水：磷酸鹽按照鎂離子：銨根離子：磷酸根離子摩爾比為(0.9-1)：1：(1.1-1.2)的比例添加；步驟(2)和步驟(6)中氫氧化鈉摩爾濃度為1-5mol/l，反應體系的ph值調節(jié)為8.5-9.5。

12、優(yōu)選地，所述步驟(2)中形成的磷酸銨鎂晶體是呈斜方晶型，粒度為5～15μm，生成的多余磷酸銨鎂用作緩釋肥料銷售。

13、優(yōu)選地，所述步驟(2)和步驟(6)中水熱合成反應的氨脫除率不低于90％。

14、優(yōu)選地，所述步驟(3)中磷酸銨鎂：氫氧化鈉摩爾比為1：1-1：2，熱解反應溫度為100℃-110℃，熱解反應時間為2-3h；熱解反應釋放的氨氣回收轉化為具有經濟價值的氨水，減少了氨的二次污染問題。

15、優(yōu)選地，所述步驟(3)中得到的熱解產物中易溶物磷酸銨鎂的質量占比為50％-60％。

16、優(yōu)選地，所述步驟(4)中分離易溶物的溫度為20-25℃，調節(jié)ph值為7-8。

17、優(yōu)選地，所述步驟(5)中酸解的溫度為100-110℃，調節(jié)ph值為1-1.3。

18、優(yōu)選地，所述步驟(2)中用磁力攪拌器攪拌均勻后靜置；步驟(3)中將混合均勻的混合固體粉末平鋪在剛玉坩堝中，放于管式爐中進行熱解反應。

19、本發(fā)明方法用于高濃度含氨廢水中氨氮的去除。

20、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

21、本發(fā)明采用磷酸銨鎂水熱合成法脫氨，并通過熱分解磷酸銨鎂進行循環(huán)處理高氨氮廢水。該技術方案不僅降低了磷酸銨鎂化學沉淀法中的藥劑成本，還使生成的多余磷酸銨鎂可用作緩釋肥料銷售，從而實現(xiàn)經濟收益。此外，通過在磷酸銨鎂熱解過程中添加氫氧化鈉粉末，顯著提高了氨氮的釋放率。在循環(huán)過程中，增加分離難溶物的步驟可將熱解產物中對氨氮吸附能力較弱的物質分離出來。隨后，通過酸解處理，將這些難溶物釋放成鎂離子和磷酸根離子，并根據(jù)需要補充相應比例的沉淀劑，從而有效解決了磷酸銨鎂沉氨次數(shù)增加時氨氮脫除率下降的問題。

22、本發(fā)明在磷酸銨鎂熱分解過程中會釋放氨氣，氨氣可以回收轉化為具有經濟價值的氨水，這不僅減少了氨氮的二次污染問題，還能增加經濟效益。

技術特征：

1.一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，其特征在于：用于高濃度含氨廢水中氨氮的去除，包括如下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所訴的一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，其特征在于：步驟(2)中鎂鹽：模擬廢水：磷酸鹽按照鎂離子：銨根離子：磷酸根離子摩爾比為(0.9-1)：1：(1.1-1.2)的比例添加；步驟(2)和步驟(6)中氫氧化鈉摩爾濃度為1-5mol/l，反應體系的ph值調節(jié)為8.5-9.5。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，其特征在于：步驟(2)中形成的磷酸銨鎂晶體是呈斜方晶型，粒度為5～15μm，生成的多余磷酸銨鎂用作緩釋肥料銷售。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，其特征在于：步驟(2)和步驟(6)中水熱合成反應的氨脫除率不低于90％。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，其特征在于：步驟(3)中磷酸銨鎂：氫氧化鈉摩爾比為1：1-1：2，熱解反應溫度為100℃-110℃，熱解反應時間為2-3h；熱解反應釋放的氨氣回收轉化為具有經濟價值的氨水，減少了氨的二次污染問題。

6.根據(jù)權利要求2所述的一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，其特征在于：步驟(3)中得到的熱解產物中易溶物磷酸鈉鎂的質量占比為50％-60％。

7.根據(jù)權利要求3所述的一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，其特征在于：步驟(4)中分離易溶物的溫度為20-25℃，調節(jié)ph值為7-8。

8.根據(jù)權利要求4所述的一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，其特征在于：步驟(5)中酸解的溫度為100-110℃，調節(jié)ph值為1-1.3。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，其特征在于：步驟(2)中用磁力攪拌器攪拌均勻后靜置；步驟(3)中將混合均勻的混合固體粉末平鋪在剛玉坩堝中，放于管式爐中進行熱解反應。

技術總結
本發(fā)明公開了一種磷酸銨鎂晶體熱分解并再生循環(huán)沉氨的方法，屬于廢水處理技術領域。該方法為：(1)配制模擬廢水，按比例加入沉淀劑進行水熱合成反應，攪拌靜置抽濾得磷酸銨鎂晶體，水洗并干燥待用。(2)取磷酸銨鎂晶體與氫氧化鈉按比例充分研磨混合進行熱解，得到熱解產物。(3)控制條件使易溶物溶解在水中得到易溶物溶解液，過濾分離難溶物。(4)對難溶物酸解得到難溶物溶解液。(5)將上述易溶物溶解液和難溶物溶解液分別投入廢水，根據(jù)步驟(1)中藥劑比例補加沉淀劑，攪拌靜置抽濾得磷酸銨鎂晶體水洗干燥回用。(6)重復步驟(2)?(5)，對高濃度氨氮廢水進行循環(huán)除氨。本發(fā)明方法具有廢水除氨成本更低且脫氨效果穩(wěn)定的優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：李廣宇,史燁培,夏洪強,曹松
受保護的技術使用者：寧夏大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9