以缓释肥形式回收石化废水中氨氮的研究

摘要

氨氮污染是引起水体富营养化的重要原因.水质复杂、处理效率低、处理成本高,一直是世界性石油化工废水脱氮处理急待解决的难题.该文通过对国内外文献的查新检索与试验研究,提出了以化学沉淀法回收石化高浓度氨氮废水中的氨氮的新方法.该试验采用化学沉淀法原理,向废水中投加含Mg<'2+>和PO<'3-><,4>离子的药剂,使石化废水中的氨氮以磷酸铵镁(MgNH<,4>PO<,4>·6H<,2>O)的形式沉淀,从而有效去除废水中的氨氮污染物.在试验研究过程中,首先,通过大量试验确定最佳化学沉淀药剂为MgSO<,4>·7H<,2>O和Na<,2>HPO<,4>·12H<,2>O,搅拌速度100r/min,反应时间10min.其次,确定pH值、P:N配比、Mg:N配比和反应温度为影响反应平衡的主要因素,并采用正交试验方法和单因素优化试验,探讨得出反应的最佳工艺条件为:pH=9.0~9.5,P:N=1.0,Mg:N=1.2,并在该最佳工艺条件下进行试验,残留的氨氮浓度为20~30mg/L,余磷量一般小于10mg/L,为后续的生化处理创造了条件.然后,该研究对反应沉淀物的物理和化学性质进行了分析,结果表明,沉淀物的沉降性能较好(10min内SV指数可达20%),且单位体积废水的沉淀物产量及N、P、Mg含量与磷酸铵镁理论值相近;电镜及X衍射分析表明,沉淀物的主要成分为呈斜方晶系的磷酸铵镁晶体.最后,该文采用盆栽试验方法,以金盏菊、包菜花和石竹为例,探讨沉淀物的肥效和缓释性能.试验研究表明沉淀物可以缓慢释放养分,即使沉淀物施用过量对植物也不会产生烧伤现象:同时还可提高肥料中养分的吸收率,减少养分流失,这说明沉淀物具有缓释肥料的性质而且可以较好的应用于花卉植物的栽培,可以进一步开发为复合肥料,为此该研究也初步探讨了沉淀物逐步工业化的生产工艺.以化学沉淀法回收石化高浓度氨氮废水中的氨氮,并把沉淀物作为缓释肥料在工业上加以应用,真正实现了

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第1章绪论

1.1石油化工废水氨氮处理技术研究背景

1.1.1石油化工废水中氨氮污染物的来源

1.1.2氨氮污染物的危害

1.1.3石化废水氨氮污染物的控制意义

1.1.4石化高浓度氨氮废水处理面临的问题

1.2高浓度氨氮废水处理技术综述

1.2.1生物脱氮法

1.2.2物理化学法

1.2.3化学沉淀法

1.3沉淀物的资源化

1.3.1沉淀物的国内外研究综述

1.3.2沉淀物的开发前景

1.3.3小结

1.4论文主要内容及研究意义

1.4.1论文主要内容

1.4.2研究意义

第2章石化高浓度氨氮废水处理

2.1化学沉淀法脱氮试验机理探讨

2.1.1化学沉淀法原理

2.1.2反应机理

2.2试验方法与材料

2.2.1试验方法

2.2.2试验废水

2.2.3试验仪器

2.2.4实验分析方法

2.3石化高浓度氨氮废水试验

2.3.1反应药剂及操作条件的选择

2.3.2正交试验设计

2.3.3单因素优化试验

2.3.4最优工艺试验研究

2.4本章小结

第3章沉淀物性质分析

3.1 pH值对沉淀物影响的探讨

3.2沉淀物的沉降性能分析

3.3沉淀物的制备、烘干

3.4沉淀物的组成分析

3.4.1沉淀物中N、P、Mg的分析方法

3.4.2沉淀物N、P、Mg含量计算方法

3.5沉淀物的生成量及组成分析

3.6沉淀物的结构分析

3.6.1电镜分析

3.6.2 X衍射分析

3.7沉淀物的物理和化学性质

3.8小结

第4章沉淀物的肥效试验研究

4.1肥效试验设计

4.1.1盆栽植物

4.1.2试验方法

4.1.3植物样品的采集和预处理

4.1.4分析方法

4.2沉淀物的肥效分析

4.2.1沉淀物营养元素含量和常用农用肥的对比

4.2.2沉淀物对植物生长的影响

4.2.3沉淀物作为缓释肥的性能分析

4.3沉淀物实现工业化的生产工艺探讨

4.3.1石化高浓度氨氮废水氨氮的回收利用工艺流程

4.3.2肥料的生产工艺探讨

4.4小结

第5章初步经济分析

5.1运行费用估算

5.2综合效益

结论与建议

结论

建议

参考文献

致谢

附录A攻读学位期间发表论文目录

附录B有关分析方法

附录B.1氮的测定

附录B.2磷的测定

附录B.3镁的测定

附录B.4植物样品中氮、磷含量的测定

附录B.5单因素优化程序