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煤气化废水中含有大量氨氮和酚类等物质,由于浓度和毒性高,无法直接生化处理。如果大量氨氮进入自然水体会引起水体的富营养化,对环境产生极大的危害。同时氮也是宝贵的工农业资源,有必要回收利用。在研究煤气化废水特点的基础上,选择磷酸铵镁（Magnesium Ammonium Phosphate, MAP）结晶法处理煤气化废水中的氨氮,达到回收资源,保护环境的目的。利用实际煤气化废水进行了小试实验,研究MAP最佳反应参数。同时运用FLUENT计算流体力学模拟软件,模拟并优化了MAP反应器的结构。在此基础上,对于新型MAP结晶反应器进行现场中试实验,确定其最佳运行参数。结果表明,煤气化废水中的高浓度酚类不会影响MAP反应的进行。对MAP结晶法处理煤气化废水中的氨氮进行小试实验时,P/N和Mg/N摩尔比是最重要的反应参数。当P/N、Mg/N摩尔分别比为1.1和1.2时,氨氮的去除率可达到98%,同时残余PO43-保持在一个相对较低的水平。经过正交优化,在保证NH4+-N去除率的前提下,降低残余PO43--P浓度,得到该工艺的处理煤气化废水的最佳反应条件为pH 9.5,反应时间9.1min,搅拌转速120rpm,沉淀时间1.5h,P/N摩尔比为1.0,Mg/N摩尔比为1.21.3。基于小试实验的结果,设计了新型MAP结晶反应器,并利用FLENUT计算流体力学软件对其结构进行模拟优化和放大。通过对不同搅拌桨产生的速度场和湍流能的比较,表明长形搅拌桨产生的流场速度值和湍流能均最大且分布均匀。消能板模拟中研究发现,增加消能板后出口处速度显著减小。5种不同结构的消能板中,特别消能板消能效果最好,消能效果达到95%。在储泥量优化实验中发现,储泥量的变化对于出水速度基本没有影响,因此可以按照设计量满负荷承载MAP晶体,减少排泥次数。根据小试实验和反应器的研究,运用新型MAP中试结晶反应器在现场展开连续流实验。实验表明MAP中试结晶反应器可有效的去除煤气化废水中的氨氮,去除率保持在90%以上,并且出水磷浓度保持在非常低的范围,不会造成二次污染。MAP中试结晶反应器最佳运行参数为:进水氨氮浓度2000mg/L左右,pH为8.59.5,THRT为1.71h,搅拌转速120rpm,P/N摩尔比0.91.0,Mg/N摩尔比1.2左右,排泥间隔4h。在最佳运行参数下,反应器日处理能力为5.5t/d,达到设计要求。对中试实验的产物做化学成分分析发现,沉淀物MAP纯度基本不随反应条件的变化而变化,保持在85%左右。并且通过显微照片可以发现,沉淀物中绝大多数都是正菱形晶体即MAP晶体。通过简单的经济分析,发现在最佳运行参数条件下,处理成本为盈余0.52￥/m3（不考虑设施投资、电能和人工费等）盈余的这部分钱可以部分抵消设施投资、电能和人工费等,将处理成本控制在一个可以接受的范围。这为MAP结晶法的工业运用提供了良好的先决条件。MAP结晶法处理煤气化高浓度氨氮废水,具有操作简单、处理效果好的特点。因此在中试实验研究成果基础上,可以进一步推动MAP技术实际生产运用,为煤气化废水处理提供了新的解决方法。同时研究成果也可运用到其他类型的高浓度氮/磷废水。