一． 概述

   高濃度氨氮(dan)廢(fei)水來源甚廣且排(pai)放量大。如化(hua)(hua)肥、皮革、焦化(hua)(hua)、石化(hua)(hua)、制藥、食品、垃(la)圾填埋場等均(jun)產(chan)生大量高濃度氨氮(dan)廢(fei)水。大量氨氮(dan)廢(fei)水排(pai)入水體(ti)(ti)不(bu)僅引起(qi)水體(ti)(ti)富(fu)營養化(hua)(hua)、造成(cheng)水體(ti)(ti)黑臭，而且將增加給水處理的(de)難度和成(cheng)本，甚至對人群及生物產(chan)生毒害(hai)作用(yong)。

氨氮廢水對環境的影響已引起環保領域和全球范圍的重視，近20 年(nian)來，國內外對氨(an)(an)氮(dan)廢水處(chu)理(li)(li)方(fang)(fang)面(mian)開展(zhan)了較(jiao)多的(de)研究。其(qi)研究范(fan)圍涉及(ji)生(sheng)物(wu)法(fa)(fa)、物(wu)化(hua)法(fa)(fa)的(de)各種處(chu)理(li)(li)工(gong)藝，如生(sheng)物(wu)方(fang)(fang)法(fa)(fa)有硝化(hua)及(ji)藻類養殖；物(wu)理(li)(li)方(fang)(fang)法(fa)(fa)有反滲透、蒸(zheng)餾、土壤(rang)灌溉；化(hua)學法(fa)(fa)有離子交(jiao)換(huan)法(fa)(fa)、氨(an)(an)吹脫、化(hua)學沉淀法(fa)(fa)、折點氯(lv)化(hua)、電化(hua)學處(chu)理(li)(li)、催化(hua)裂解等(deng)。新的(de)技術不(bu)斷出(chu)現，在處(chu)理(li)(li)氨(an)(an)氮(dan)廢水的(de)應用方(fang)(fang)面(mian)展(zhan)現出(chu)誘人(ren)的(de)前景。

本說明重點(dian)介紹我單位廣泛使用的(de)吹脫法。

二．技術說明

吹脫(tuo)法用于脫(tuo)除水(shui)(shui)中氨(an)氮，即將氣(qi)體(ti)通入水(shui)(shui)中，使氣(qi)液(ye)相互充分接觸(chu)，使水(shui)(shui)中溶解(jie)的游離(li)氨(an)穿過氣(qi)液(ye)界面，向氣(qi)相轉移(yi)，從(cong)而達到脫(tuo)除氨(an)氮的目(mu)的。常用空氣(qi)作載(zai)體(ti)（若用水(shui)(shui)蒸(zheng)氣(qi)作載(zai)體(ti)則稱汽(qi)提）。

   水中的氨氮，大多以氨離子（NH4+）和游離(li)氨（NH3）保(bao)持平衡的狀(zhuang)態而存在。其(qi)平衡關(guan)系式如下：

   NH4++OH－—ＮH3+H2O （1）

   氨與氨離(li)子之間的百分(fen)分(fen)配率可用下式進行計(ji)算(suan)：

   Ka=Kw /Kb=（C[NH3]·C[H+]）/C[NH4+] （2）

   式中：Ka——氨離子(zi)的電(dian)離常數；

      Kw——水的電離常(chang)數；

      Kb——氨水的(de)電離常(chang)數；

      C——物質(zhi)濃度。

     式（1）受pH 值的影響，當(dang)pH值高(gao)時(shi)，平衡向右(you)移動，游離氨的比例較大，當(dang)pH 值為11 左右(you)時(shi)，游離氨大致占90％。

由式（2）可以看出，pH 值(zhi)(zhi)是(shi)影響游離氨在(zai)水中(zhong)百分率(lv)的主(zhu)要因素之一。另(ling)外，溫度也會影響反(fan)應式(shi)（1）的平衡，溫度升(sheng)高(gao)，平衡向右移(yi)動(dong)。表(biao)1 列出了不同條件下氨氮(dan)的離解(jie)率(lv)的計(ji)算值(zhi)(zhi)。表(biao)中(zhong)數據表(biao)明，當pH值(zhi)(zhi)大于(yu)10 時(shi)，離解(jie)率(lv)在(zai)80%以上，當pH 值(zhi)(zhi)達11時(shi)，離解(jie)率(lv)高(gao)達98%。

表-1 不同(tong)pH、溫度下(xia)氨(an)氮的(de)離解(jie)率

pH	20℃	30℃	35℃
9.0	25	50	58
9.5	60	80	83
10.0	80	90	93
11.0	98	98	98

   

 

影響吹脫率的因素很多。除了氣液接觸的面積和方式、 氣液交換設備外，還有廢水性質、 水溫、pH值、氣(qi)液比等。

氨吹脫一般采用吹脫池和吹脫塔2 類設備，但吹脫池(chi)占地面積大，而(er)且易造(zao)成二次污染(ran)，所以氨(an)氣(qi)的(de)吹脫常采(cai)用塔式設備。（如圖(tu)）

            

吹脫塔常采用逆流操作，塔內裝有一定高度的填料，以增加氣—液傳質面積從而有利于氨氣從廢水中解吸。廢水自上而下流過篩孔，自下而上鼓吹空氣，速度為2米(mi)／秒左右.空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)能把流(liu)經篩孔的(de)部分(fen)廢水(shui)(shui)(shui)吹成(cheng)泡沫狀，從而(er)大(da)大(da)增(zeng)加(jia)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)液(ye)二相(xiang)接觸表(biao)面(mian)積，提高氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)液(ye)交換(huan)效率。常用填料(liao)(liao)有(you)拉西環(huan)、聚丙(bing)(bing)烯(xi)鮑爾環(huan)、聚丙(bing)(bing)烯(xi)多面(mian)空(kong)(kong)心(xin)球(qiu)等。廢水(shui)(shui)(shui)被(bei)提升(sheng)到填料(liao)(liao)塔的(de)塔頂，并分(fen)布到填料(liao)(liao)的(de)整個表(biao)面(mian)，通過(guo)填料(liao)(liao)往(wang)下(xia)流(liu)，與(yu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體逆向流(liu)動，空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)氨的(de)分(fen)壓隨氨的(de)去(qu)除(chu)(chu)程(cheng)度增(zeng)加(jia)而(er)增(zeng)加(jia)，隨氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)液(ye)比增(zeng)加(jia)而(er)減少。廢水(shui)(shui)(shui)經噴嘴或淋噴頭噴灑成(cheng)微小(xiao)水(shui)(shui)(shui)滴自上而(er)下(xia)降落，在降落過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)與(yu)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)充(chong)分(fen)接觸。水(shui)(shui)(shui)為分(fen)散(san)相(xiang)，空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)為連續相(xiang)。此(ci)種曝氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)方(fang)式常用于去(qu)除(chu)(chu)易(yi)氧化的(de)可溶性(xing)污染物和廢水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)有(you)毒(du)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體。

經氣液(ye)交換后(hou)的(de)氣體從吹脫塔(ta)頂部到氣液(ye)分(fen)離器分(fen)離后(hou)，根據(ju)具體情況進行有用物質的(de)回收或(huo)處理。集于塔(ta)底(di)的(de)廢水(shui)回用或(huo)排放(fang)。

* 設備外形根據廢水處理量、水質、地域設計制作。

 

三、 影響因素及液氣比的確定

 影響游離氨在水中分布的pH 值、溫度等因素都會(hui)影響(xiang)吹脫效率。另外氣液比、噴淋密(mi)度等操作條件也是影響(xiang)吹脫效率的主要(yao)因素。下面以(yi)逆流塔為例(li)分(fen)析液氣比的確定及其影響(xiang)。

 氨吹(chui)脫(tuo)是一個相(xiang)轉移過(guo)程(cheng)，推動力(li)來自空氣中氨的分壓(ya)與廢水中氨濃度(du)相(xiang)當的平(ping)衡(heng)分壓(ya)之(zhi)間的差，由物料守(shou)衡(heng)可得吹(chui)脫(tuo)塔操(cao)作線方程(cheng)。

 在逆流(liu)吹脫塔中，對(dui)確定(ding)的廢水量(liang)而言，增大氣(qi)體量(liang)，傳質(zhi)推動力(li)相應增大，有利于氨氮(dan)吹脫去除(chu)。但氣(qi)量(liang)太大，氣(qi)速過高，將影響廢水沿填(tian)料正常下流(liu)甚至不能流(liu)下，即(ji)引起液(ye)泛現象(xiang)。因(yin)此，對(dui)一定(ding)廢水量(liang)，最小液(ye)氣(qi)比受(shou)液(ye)泛氣(qi)速控制。液(ye)泛氣(qi)速與塔式結構(gou)、填(tian)料種類和液(ye)體物性等(deng)因(yin)素都有關。 

 

四、 吹脫工藝的應用

 

吹脫法已廣泛用于化肥廠廢水、皮革加工廢水、垃圾滲濾液、石化、煉油廠等含氨氮廢水。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。有些高濃度廢水經吹脫處理后，仍含有較高的氨，因而常與其它工藝相結合。               

吹脫法+ 生物法

 采用吹脫一缺氧一兩級好氧工藝處理垃圾滲濾液，其中氨氮含量達1400 mg/L，COD濃度為4 000~5 000 mg/L。選定pH 值為9.5，吹脫時間12 h，經吹脫后氨氮去除率為60%，經生化處理后氨氮去除率達95%，同時取得90%以上的COD 去除效果。采用吹脫法與生物法相結合處理垃圾滲濾液取得了成功的效果，其工藝流程如圖3。

垃圾滲濾液處理工藝流程                         說明：

1.集水池的有效容積可根據廢水處理量而定，鋼砼結構，內壁采用磺化煤瀝青三度防腐。
主要設備包括液下提升泵、液位傳感器。

     2.吹脫塔為地上構筑物，采用A3鋼(gang)制作玻璃鋼(gang)防腐。主要設備包括組(zu)合填料、布(bu)氣系統、布(bu)水系統。                      

五、項目綜述

 吹脫(tuo)法(fa)(fa)用于處(chu)(chu)理高濃度氨氮(dan)廢水(shui)具有(you)流程簡單、處(chu)(chu)理效(xiao)果穩(wen)定、基建費和運(yun)行費較低等優(you)點，實用性較強。采用與生物法(fa)(fa)、氯化(hua)法(fa)(fa)等方(fang)法(fa)(fa)相結合的工藝能很好(hao)解決吹脫(tuo)處(chu)(chu)理后廢水(shui)中(zhong)氨氮(dan)的含(han)量仍(reng)然高而無法(fa)(fa)滿足(zu)排放(fang)要求這(zhe)一問題。

六、安裝技術要求及調試運行的步驟：

1．水泵選擇

A：水(shui)量應(ying)按吹脫塔(ta)型(xing)號(hao)（產水(shui)量）選配。

B：水泵揚程：H=水泵的吸(xi)程+吹脫塔的高(gao)度+5米。

 2．本設備冰凍地區應設保暖(nuan)設施。

 3．吹脫塔(ta)在安裝前，應先打(da)好(hao)混凝土底(di)梁，排水管道(dao)，而后將吹脫塔(ta)就位。使(shi)其保持水平，按照設備(bei)印有的標記和安裝圖(tu)連(lian)接各部管路﹑閥門﹑儀表(biao)及各部零件。

     4．各種濾(lv)料(liao)的填(tian)裝：各零(ling)部件安裝完畢后(hou)，打(da)開人孔(kong)蓋先將填(tian)料(liao)填(tian)裝，填(tian)滿(man)時封閉人孔(kong)蓋。 

 5. 運行步驟：設(she)備安裝檢(jian)查完畢(bi)，先(xian)打開(kai)吹(chui)(chui)脫(tuo)塔(ta)(ta)的排水(shui)閥門，然后打開(kai)風機(ji)，水(shui)泵進水(shui)，吹(chui)(chui)脫(tuo)塔(ta)(ta)工(gong)作。

七﹑注意事項：

1．為保證吹(chui)脫塔內部填料不受損壞，在吊(diao)裝(zhuang)和運輸時請勿(wu)倒置(zhi)，避免較(jiao)大的撞擊。

2．新安(an)裝和檢修風機運行情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)，設(she)備進水(shui)出水(shui)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)。