吹脫法處理高氨氮廢水簡(jiǎn)介

氨氮廢水處理常用的方法有汽提法、生化法、離子交換法、折點(diǎn)氯化法和磷酸銨鎂沉淀法。目前國內(nèi)主要采用生化法和汽提法，國外主要采用生化法和磷酸銨鎂沉淀法。汽提法主要用于處理中、高濃度、大流量氨氮廢水。剝離后的氨氣可循環(huán)利用，但存在結(jié)垢容易、低溫脫氨氮效率低、剝離時(shí)間長(zhǎng)、二次污染、出水氨氮濃度高等缺點(diǎn)。因此，澄清了影響汽提方法的關(guān)鍵因素，提高了氨氮的去除率?？刂瓢钡幚沓杀?，控制水污染，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。一、 吹脫原理剝離方法的基本原理是利用廢水中所含的氨氮等揮發(fā)性物質(zhì)的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異，并在堿性條件下使用空氣進(jìn)行汽提，因?yàn)闅怏w在此期間連續(xù)排出。剝離過程，氣體改變。氣相中氨的濃度使得實(shí)際濃度總是低于在該條件下的平衡濃度，最后溶解在廢水中的氨不斷地通過氣-液界面，使得NH3-N在通常用空氣去除廢水。作為載體。氨汽提是一種傳質(zhì)過程。驅(qū)動(dòng)力來源于空氣中氨分壓與廢水中氨濃度平衡分壓之差。氣體組分在液位的分壓和液體中的濃度符合亨利定理，即比例關(guān)系。這種方法也稱為“氨分析法”。分析速率與溫度和氣液比有關(guān)。吹脫法的基本原理是氣液平衡理論和傳質(zhì)速率理論.廢水中的NH3-N通常以銨態(tài)(NH4)和游離氨(NH3)的形式存在.當(dāng)pH為中性時(shí)，NH3-N主要以銨離子(NH4+)的形式存在。當(dāng)pH為堿性時(shí)，NH3-N主要處于游離氨(NH3)的狀態(tài)。剝離方法是在沸水中加入堿以調(diào)節(jié)pH。該值為堿性，廢水中的NH4+首先轉(zhuǎn)化為NH3,然后通過蒸汽或空氣解吸，將廢水中的NH3轉(zhuǎn)化為氣相，從而從水中除去NH3-N。常用的空氣或水蒸氣作為載氣，前者稱為空氣吹脫，后者稱為蒸汽吹脫。二、 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：吹脫法用于處理高濃度氨氮廢水具有流程簡(jiǎn)單、處理效果穩(wěn)定、基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較低等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)用性較強(qiáng)。缺點(diǎn)：進(jìn)出水需要調(diào)整PH、如果沒有酸性吸收吹脫出來的氨氣隨空氣進(jìn)入大氣引起二次污染、硬度高的廢水結(jié)垢嚴(yán)重。三、影響因素剝離方法通常使用兩種類型的設(shè)備：吹離罐（也稱為“曝氣池”）和吹離塔。但是，排污池面積大，容易污染周圍環(huán)境，因此使用塔式設(shè)備吹掉有毒氣體。塔式設(shè)備中填料汽提塔的主要特點(diǎn)是在塔內(nèi)安裝一定高度的填料層，使填料塔表面積大，實(shí)現(xiàn)氣液充分接觸。常用填料有紙質(zhì)蜂窩、拉西環(huán)、聚丙烯鮑爾環(huán)、聚丙烯多面空心球等。廢水被提升到填充塔的塔頂，并分布到填料的整個(gè)表面，水通過填料往下流，與氣流逆向流動(dòng)，廢水在離開塔前，氨組份被部分汽提，但需保持進(jìn)水的pH值不變。空氣中氨的分壓隨氨的去除程度增加而增加，隨氣水比增加而減少。影響吹脫法處理氨氮廢水去除率主要是pH值、溫度、氣液比/吹脫水位深度、吹脫時(shí)間等因素。⑴PH水中的氨氮，大多以氨離子（NH4+）和游離氨（NH3）保持平衡的狀態(tài)而存在。其平衡關(guān)系式如下：NH4++OHNH3+H2O（1）式⑴受pH值的影響，當(dāng)pH值高時(shí)，平衡向右移動(dòng)，游離氨的比例較大，當(dāng)pH值為11左右時(shí)，游離氨大致占90%。⑵溫度氨與氨離子之間的百分分配率可用下式進(jìn)行計(jì)算：Ka=Kw/Kb=（CNH3-CH+）/CNH4+（2）式中：Ka——一氨離子的電離常數(shù)；Kw— 水的電離常數(shù)；Kb 氨水的電離常數(shù)；C 物質(zhì)濃度。從公式⑵可以看出，pH值是影響水中游離氨含量的主要因素之一。此外，溫度也影響反應(yīng)式⑴的平衡。溫度升高，平衡向右移動(dòng)。表1給出了不同條件下氨氮分解速率的計(jì)算值。表中數(shù)據(jù)表明，當(dāng)pH值大于10：00時(shí)，分解率在80%以上，當(dāng)pH值達(dá)到11：00時(shí)，分解率高達(dá)98%，對(duì)溫度的影響較小。⑶氣液比氣液比：指空氣（蒸汽）和吹掃物（包括氨廢水）的體積比。影響氨從水向大氣轉(zhuǎn)移的因素有兩個(gè)：一個(gè)是水-空氣界面的表面張力;另一個(gè)是氨濃度差界面的表面張力最小，氣體氨釋放量最大。如果形成水滴，則氣氨輸送量的增加將非常小。因此，反復(fù)形成水滴有利于氨的去除。氨氮在水和大氣中的濃度差異是氣態(tài)氨遷移的驅(qū)動(dòng)力。為了將液滴周圍環(huán)境中的氨氮濃度降到最低，必須對(duì)空氣進(jìn)行快速循環(huán)，并在低濃度的空氣中攪拌液滴，有利于加快氨的釋放。對(duì)于確定的廢水量，增加氣體量，傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力相應(yīng)增加，這有利于氨氮的去除。但是，如果氣體體積過大而氣體速度過高，則會(huì)影響廢水沿填料的正常流動(dòng)甚至流下，這將引起溢流現(xiàn)象。因此，對(duì)于一定量的廢水，最低液氣比由液淹率控制；然而，當(dāng)水流入量小時(shí)，消耗大量能量，因此氨-氮?dú)馄徇^程通常將氣液比控制在約3000。4、吹脫時(shí)間減少排污時(shí)間有利于加快反應(yīng)速度，提高處理能力，減少設(shè)備體積。徐英采用剝離法處理垃圾滲濾液。汽提段的pH值為11，氣液比在2000?2300之間，汽提時(shí)間為9小時(shí)。最佳剝采效率為52.0%。采用吹缺氧兩段好氧工藝處理滲濾液。垃圾滲濾液取自香港的一個(gè)垃圾填埋場(chǎng)。氨氮濃度為1400mg/L，pH值為9.5，吹掃時(shí)間為12小時(shí)，氨氮去除率為60%。傅金祥等采用剝離法處理垃圾滲濾液。進(jìn)水氨氮濃度為1800mg/L，最佳pH值為11，最佳氣液比為360:1