!吹脱法处理高浓度氨氮废水工艺研究

�吹脱法处理高浓度氨氮废水工艺研究杨帆（甘肃省环境监测中心站，甘肃兰州730020）摘要：本文通过简述吹脱法处理氨氮污水的工艺原理，结合催化剂厂新旧氨氮装置实际情况，分析了吹脱法处理氨氮污水工艺的流程、工艺参数、影响因素等，对新氨氮装置运行一段时间后的工作状况进行研究，并对新氨氮装置提出几点建议。关键词：吹脱法；氨氮污水；吹脱效率中图分类号：X703.11概述氨氮（NH3-N）的意思是以氨的形式存在的氮的含量。氨氮废水进入水环境不但引起水体富营养化、导致水体黑臭，而且会提高给水处理的难度和增加成本，直接毒害人和生物。氨氮废水对环境的影响已经引起环保领域的普遍重视，针对氨氮废水处理方面，近十几年来，国内外开展了较多的研究。包括生物法、物化法的不同的处理技术及工艺。用于处理高浓度氨氮废水，发现吹脱法具有流程简单、操作简便、处理效果稳定等优点，实用性较强。采用与生物法、氯化法等方法相结合，能很好解决吹脱处理后废水中氨的含量仍然无法满足排放要求这一问题。在石油化工企业所排放的污水中，高浓度氨氮废水是最常见、来源广、较难处理的无机废水。研究实际来看，在各种分子筛的生产过程中会产生高氨氮污水，假如这部分污水直接外排，将会导致水体中氨氮含量增高，很有可能造成水体富营养化，对水域的生态系统平衡会产生较大影响。因此我们必须通过处理，使污水中氨氮含量达标以后才可以排放，以保证水体不受污染。催化裂化催化剂的活性组分是超稳分子筛（酸性的硅铝酸盐），在生产超稳分子筛时需要用铵盐（氯化铵或者硫酸铵）作为交换介质与分子筛进行离子交换。生产过程中投入的铵盐最终大部分以铵根离子形式进入污水中，成为催化剂生产过程中高氨氮污水的主要来源，处理氨氮污水，首先就是在保证产品质量的基础上降低铵盐投料比，这样可以节约原材料消耗，减少污水氨氮治理成本；其次就是回收使用回收罐内的废液，以减少新鲜铵盐的使用量；最后通过氨氮回收装置的气提、吸收工艺将污水中的铵根离子转化为硫酸铵回用至分子筛交换工序，从而实现铵盐的循环利用。2吹脱法处理氨氮废水氨吹脱法，包括蒸汽吹脱法和空气吹脱法，后者也称汽提法。吹脱法主要利用废水中的游离态氨能在一定环境下与氢氧根发生反应生成氮气的特点，在汽提塔上利用气液接触的方式将废水中的氨吹脱的一种方法[1]。2.1吹脱法除氨机理吹脱法主要应用于脱除水中氨氮，即将气体直接通入水中，使气相、液相充分接触，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的，常用空气作载体。水中的氨氮，大多以氨离子(NH4+)和游离氨(NH3)保持平衡的状态而存在，并且它们之间存在如下的平衡关系:NH3+H20=NH4++OH-(1)根据化学反应平衡原理,游离氨的浓度与废水的pH值为对应关系,pH值变高,游离氨的浓度变高。该反应为放热反应,温度升高会使反应平衡向左边移动。2.2吹脱塔吹脱法通常采用吹脱塔和吹脱池(也称曝气池)两种设备。吹脱池普遍占地面积较大，而且易污染周围环境，所以有毒气体的吹脱都采用塔式设备。吹脱塔（如图1所示）主要特征是在塔内装置一第35卷第13期2019年7月Vol.35No.13Jul2019甘肃科技GansuScienceandTechnology万方数据甘肃科技第35卷甘肃科技第35卷定高度的填料层，使具有大表面积的填充塔来达到气液间充分接触。填料通常为结构粗糙的化学惰性物，要选用过水压力损失要小而且接触表面积大的材料。常见填料有聚丙烯鲍尔环、纸质蜂窝、聚丙烯多面空心球、拉西环等。本文氨氮吹脱塔装置采用的是No.3-K（如图2所示）。废水被提升到填充塔的塔顶，并分布到填料的整个表面。废水自塔顶喷下，空气自塔底通入，在塔内废水与空气进行逆流接触，废水吹脱后从塔底经水封管排出。自塔顶排出的气体可进行回收或进一步处理。氨吹脱是一个传质过程，推动力来自空气中氨的分压与废水中氨浓度相当的平衡分压之间的差，气体组分在液面的分压和液体内的浓度符合亨利定理，即成正比关系。此法也叫氨解析法，解析速率与温度、气液比有关。单位时间吹脱的气体量，正比于气液两相的浓度差（或分压差）和两相接触面积，即G=K·A·△C（2）式中：G为单位时间内由水中吹脱的气体量；C0、C分别为原水和出水中的气体浓度；△C为吹脱过程的平均推动力；A为气液两相的接触面积；K为吹脱系数。填料塔缺点是设备比较庞大，传质效果不够高，填料容易堵塞。优点是结构简单，空气阻力小。2.3吹脱法的缺陷吹脱法主要处置高浓度的氨氮废水,其优点是设备简单,可以回收氨,但也存在许多问题:①受环境温度的影响较大,当温度低于0℃时,氨吹脱塔其实无法工作;②吹脱效率受限,其出水需进一步处理;③吹脱前需要加碱把废水的pH值调整到11以上,吹脱后又须加酸把pH值调整到9以下,导致药剂量消耗大;④工业上一般拿石灰调整pH值