精细化学品脱除AS流程含氨生产水中氨氮的研究_刘睿

煤炭环保全国中文核心期刊矿业类核心期刊《CAJ-CD规范》执行优秀期刊精细化学品脱除AS流程含氨生产水中氨氮的研究97精细化学品脱除AS流程含氨生产水中氨氮的研究刘睿,王光华,李文兵,李敏,张俊秋,董新(武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北武汉430081)摘要:笔者选取一种精细化学品处理AS流程含氨生产水,采用“空气吹脱法”对武钢焦化厂AS流程中含氨生产水进行氨氮脱除,研究了反应温度、pH、反应时间、精细化学品的投加量等因素对氨氮去除效果的影响,得出最佳反应条件,提高了脱氨氮效率,从而为焦化废水处理提供新的有效途径。关键词:焦化废水;氨氮;AS流程中图分类号:TQ544文献标识码:A文章编号:1006-6772(2009)03-0097-03收稿日期:2009-01-08作者简介:刘睿(1985-),男,湖北武汉人,主要从事焦化废水处理方面的研究工作。近年来,随着中国对环境质量要求的提高,严格限制各种污染物向环境的排放量,特别是对废水中氨氮的要求有严格的国家排放标准。处理废水中的氨氮常用方法有:化学沉淀法[1]、离子交换法[2]、折点氯化法[3]、生物脱氮技术[4]、吹脱法[5]。这些方法虽能去除废水中的氨氮,但还不能达到国家排放标准,因此去除废水中的氨氮就成了废水处理中的一项重要而艰巨的任务。一般国内焦化厂AS流程中采用直接蒸汽蒸氨法处理废水中的氨氮。此法的缺点是蒸氨塔氨氮去除率只有90%～93%左右,蒸氨后废水中氨氮含量约为300mg/L,不能满足生化处理对进水要求,导致生化处理负荷加大。针对目前的焦化废水处理工艺和氨氮不达标的现状,并结合焦化企业生产的实际情况,笔者提出运用精细化学品于AS流程含氨生产水的处理,通过用精细化学品改变含氨生产水的表面性能,促进废水中氨氮的脱除,为焦化废水处理方法提供新的有效途径。1试验部分1.1仪器与试剂主要仪器:简易吹脱装置、数显恒温水浴箱、湿式气体流量计、PHS-25型酸度计和电子天平。主要试剂:精细化学品(自制)和氢氧化钠。1.2试验废水的来源及水质废水水样取自武钢焦化厂AS流程除油后的脱酸贫液,pH为10左右,氨氮浓度为13000mg/L左右。1.3试验方法及废水氨氮检测方法试验采用L16(45)正交表进行正交优选试验,选择的5个因素为:温度、吹脱时间、pH、空气流量和精细化学品投加量。然后根据正交试验结果进行单因素修正,从而得到最佳反应条件。准确量取一定量的焦化废水倒入吹脱瓶中,并加碱调节pH,同时加入定量的精细化学品。然后连接好实验装置。通过恒温水浴箱控制吹脱时的温度。再通入气体,进行吹脱。吹脱一定时间后,测定吹脱后废水的全氨含量。氨氮含量参照国家标准GB7478-87采用蒸馏滴定法测定。2结果与讨论2.1正交试验结果选取温度T、吹脱时间t、废水的pH、空气流量Q、精细化学品投加量ρ5个因素,选取3个水平作DOI:10.13226/j.issn.1006-6772.2009.03.030煤炭环保98《洁净煤技术》2009年第15卷第3期正交试验,以氨氮脱除率为指标,试验设计及试验结果见表1。正交试验结果表明,投加精细化学品对焦化废水氨氮的去除明显,去除率可达到95%以上,由极差分析可知,本试验范围内影响去除率各因素作用的大小顺序排列为:温度>吹脱时间>空气流量>精细化学品投加量>pH。2.2各主要因素对氨氮去除率的影响(1)温度对氨氮去除率的影响在吹脱时间为60min、pH为12、空气流量为4L/min、精细化学品投加量为16mg/L的条件下,研究不同温度对焦化废水氨氮去除率的影响,如图1所示。图1温度对焦化废水氨氮去除率的影响由图1可知,在80℃之前,随着温度的升高,焦化废水的氨氮脱除率也随之明显上升。当温度达到90℃时氨氮去除率最高,但在温度超过90℃之后,氨氮脱除率开始缓慢下降。这是因为在90℃后吹脱过程中空气会带走部分水蒸气,造成吹脱后废水的浓缩。(2)吹脱时间对氨氮去除率的影响在温度为90℃、pH为12、空气流量为4L/min、精细化学品投加量为16mg/L的条件下,研究不同吹脱时间对焦化废水氨氮去除率的影响,如图2所示。图2吹脱时间对氨氮去除率的影响由图2可知,焦化废水的氨氮去除率随吹脱时间的增长而增高,但吹脱时间超过90min之后,氨氮去除率增长缓慢。这是因为在此条件下,90min后氨氮浓度在气液两相中接近平衡,单靠延长吹脱时间,并不会大幅度提高去除效果。实践中,增加运行时间会增大处理成本,因此最佳运行时间为90min为宜。(3)空气流量对氨氮去除率的影响在温度为90℃、吹脱时间为60min、pH为12、精细化学品投量为16mg/L的条件下,研究不同空气流量对焦化废水氨氮去除率的影响,如图3所示。图3空气流量对氨氮去除率的影响由图3可知,焦化废水的氨氮去除率开始随