一．概述
玻璃鋼氨氮吹脫塔來源甚廣且排放量大。如化肥、焦化、石化、制藥、食品、垃圾填埋場等均產(chǎn)生大量高濃度氨氮廢水。大量氨氮廢水排入水體不僅引起水體富營養(yǎng)化、造成水體黑臭，而且將增加給水處理的難度和成本，甚至對人群及生物產(chǎn)生毒害作用。 氨氮廢水對環(huán)境的影響已引起環(huán)保領(lǐng)域和范圍的重視，近20 年來，國內(nèi)外對氨氮廢水處理方面開展了較多的研究。其研究范圍涉及生物法、物化法的各種處理工藝，如生物方法有硝化及藻類養(yǎng)殖；物理方法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉；化學(xué)法有離子交換法、氨吹脫、化學(xué)沉淀法、折點氯化、電化學(xué)處理、催化裂解等。新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，在處理氨氮廢水的應(yīng)用方面展現(xiàn)出誘人的前景。 本說明重點介紹我單位廣泛使用的吹脫法。
二．技術(shù)說明
吹脫法用于脫除水中氨氮，即將氣體通入水中，使氣液相互充分接觸，使水中溶解的游離氨穿過氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到脫除氨氮的目的。常用空氣作載體（若用水蒸氣作載體則稱汽提）。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++OH-NH3+H2O （1）氨與氨離子之間的百分分配率可用下式進(jìn)行計算： Ka=Kw /Kb=（CNH3·CH+）/CNH4+ （2） 式中：Ka——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。 式（1）受pH 值的影響，當(dāng)pH值高時，平衡向右移動，游離氨的比例較大，當(dāng)pH 值為11 左右時，游離氨大致占90％。由式（2）可以看出，pH 值是影響游離氨在水中百分率的主要因素之一。另外，溫度也會影響反應(yīng)式（1）的平衡，溫度升高，平衡向右移動。表1 列出了不同條件下氨氮的離解率的計算值。表中數(shù)據(jù)表明，當(dāng)pH值大于10 時，離解率在80%以上，當(dāng)pH 值達(dá)11時，離解率高達(dá)98%。 不同pH、溫度下氨氮的離解率%，詳見下表： pH 20℃ 30℃ 35℃ 9.0 25 50 58 9.5 60 80 83 10.0 80 90 93 11.0 90 92 95 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(shè)備外，還有廢水性質(zhì)、 水溫、pH值、氣液比等。 氨吹脫一般采用吹脫池和吹脫塔2 類設(shè)備，但吹脫池占地面積大，而且易造成二次污染，所以氨氣的吹脫常采用塔式設(shè)備。（如圖） 吹脫塔常采用逆流操作，塔內(nèi)裝有一定高度的填料，以增加氣—液傳質(zhì)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／秒左右.空氣能把流經(jīng)篩孔的部分廢水吹成泡沫狀，從而大大增加氣液二相接觸表面積，提高氣液交換效率。常用填料有拉西環(huán)、聚丙烯鮑爾環(huán)、聚丙烯多面空心球等。廢水被提升到填料塔的塔頂，并分布到填料的整個表面，通過填料往下流，與氣體逆向流動，空氣中氨的分壓隨氨的去除程度增加而增加，隨氣液比增加而減少。廢水經(jīng)噴嘴或淋噴頭噴灑成微小水滴自上而下降落，在降落過程中與空氣充分接觸。水為分散相，空氣為連續(xù)相。此種曝氣方式常用于去除易氧化的可溶性污染物和廢水中的氣體。 經(jīng)氣液交換后的氣體從吹脫塔頂部到氣液分離器分離后，根據(jù)具體情況進(jìn)行有用物質(zhì)的回收或處理。集于塔底的廢水回用或排放。設(shè)備外形根據(jù)廢水處理量、水質(zhì)、地域設(shè)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、溫度等因素都會影響吹脫效率。另外氣液比、噴淋密度等操作條件也是影響吹脫效率的主要因素。下面以逆流塔為例分析液氣比的確定及其影響。氨吹脫是一個相轉(zhuǎn)移過程，推動力來自空氣中氨的分壓與廢水中氨濃度相當(dāng)?shù)钠胶夥謮褐g的差，由物料守衡可得吹脫塔操作線方程。在逆流吹脫塔中，對確定的廢水量而言，增大氣體量，傳質(zhì)推動力相應(yīng)增大，有利于氨氮吹脫去除。但氣量太大，氣速過高，將影響廢水沿填料正常下流甚至不能流下，即引起液泛現(xiàn)象。因此，對一定廢水量，zui小液氣比受液泛氣速控制。液泛氣速與塔式結(jié)構(gòu)、填料種類和液體物性等因素都有關(guān)。玻璃鋼氨氮吹脫塔
四、 吹脫工藝的應(yīng)用
吹脫法已廣泛用于化肥廠廢水、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(jìn)行吹脫。有些高濃度廢水經(jīng)吹脫處理后，仍含有較高的氨，因而常與其它工藝相結(jié)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(dá)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(jīng)吹脫后氨氮去除率為60%，經(jīng)生化處理后氨氮去除率達(dá)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(jié)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(jù)廢水處理量而定，鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁采用磺化煤瀝青三度防腐。 主要設(shè)備包括液下提升泵、液位傳感器。 2.吹脫塔為地上構(gòu)筑物，采用A3鋼制作玻璃鋼防腐。主要設(shè)備包括組合填料、布?xì)庀到y(tǒng)、布水系統(tǒng)。
