氨氮吹脱法技术说明

一、氨氮吹脱法技术说明
1、氨氮吹脱法的原理
 　　吹脱法的基本原理是利用氨氮具挥发性的特点,采用溶液中氨氮的实际浓度与确定条件下平衡浓度间存在差异的办法,在碱性条件下使用空气进行吹脱。由于废水外气相环境的氨浓度总是小于吹脱出水气相中的平衡浓度,离子态铵转化为分子态氨,调节废水pH至碱性,通入空气后,废水中溶解的气体和挥发性溶质不断地穿过气液界面进入气相,使废水中的氨得以脱除。氨吹脱是一个解吸的过程,氨在气相中的平衡分压与氨在液相中的平衡浓度符合亨利定律。NH+4+OH-=NH3+H2O影响氨氮吹脱效率的因素主要是温度、气液比等。吹脱塔和吹脱池是氨氮吹脱的主要装备。采用吹脱法对某高浓度氨氮废水进行脱氮处理,试验结果表明:当pH=11.5,温度为80,吹脱处理120min的氨氮去除率达99.2%。对某含氨氮印染废水采用超声吹脱技术进行深度处理,结果表明:在不调节废水pH值,温度为30,超声波功率为100W,反应时间为150min情况下,废水中氨氮的脱除效率达90.78%,比传统吹脱技术提率30~40个百分点。

2、氨氮吹脱法的优缺点
 　　优点吹脱法用于处理高浓度氨氮废水具有流程简单、处理效果稳定、基建费和运行费较低等优点，实用性较强。
 　　缺点进出水需要调整PH、如果没有酸性吸收吹脱出来的氨气随空气进入大气引起二次污染、硬度高的废水结垢严重。
二、氨吹脱的装置类
 　　垃圾渗滤液脱氮常用的吹脱设备有曝气吹脱池、空气吹脱塔以及蒸汽蒸馏塔，采用装置的不同也将影响氨吹脱的效果，这几种吹脱装置的特性比较见下表。
三、影响因素
 　　吹脱法一般采用吹脱池（也称“曝气池”）和吹脱塔两类设备。但吹脱池占地面积大，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。塔式设备中填料吹脱塔主要特征是在塔内装置一定高度的填料层，使具有大表面积的填充塔来达到气—液间充分接触。常用填料有纸质蜂窝、拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。废水被提升到填充塔的塔顶，并分布到填料的整个表面，水通过填料往下流，与气流逆向流动，废水在离开塔前，氨组份被部分汽提，但需保持进水的pH值不变。空气中氨的分压随氨的去除程度增加而增加，随气水比增加而减少。影响吹脱法处理氨氮废水去除率主要是pH值、温度、气液比/吹脱水位深度、吹脱时间等因素
1、PH
 　　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。其平衡关系式如下：NH4++OH?NH3+H2O式受pH值的影响，当pH值高时，平衡向右移动，游离氨的比例较大，当pH值为11左右时，游离氨大致占90％。
2、温度
氨与氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算：Ka=Kw/Kb=（CNH3;CH+）/CNH4+式中：Ka—氨离子的电离常数；Kw—水的电离常数；Kb—氨水的电离常数；C—物质浓度。由式（2）可以看出，pH值是影响游离氨在水中百分率的主要因素之一。另外，温度也会影响反应式的平衡，温度升高，平衡向右移动。列出了不同条件下氨氮的离解率的计算值。表中数据表明，当pH值大于10时，离解率在80%以上，当pH值达11时，离解率高达98%且受温度的影响甚微。
3、气液比
气液比： 指空气（蒸汽）和吹脱对象（含氨废水）的体积比。影响氨气从水中向大气转移的因素有两个：一是水气界面处的表面张力；二是界面处的氨浓度差表面张力小，气态氨释放量就大。如果形成水滴，气态氨转移量的增加将会很小。因此,反复形成水滴有助于氨的吹脱。水和大气中氨氮的浓度差是气态氨转移的动力。为使水滴周围环境中的氨氮浓度小，必须将空气快速循环，用含低浓度气态氨的空气搅动水滴，有助于加快氨的释放。对确定的废水量而言，增大气体量，传质推动力相应增大，有利于氨氮吹脱去除。但气量太大，气速过高，将影响废水沿填料正常下流甚至不能流下，即引起液泛现象。因此，对一定废水量，小液气比受液泛气速控制；但是进水量较小时，会消耗大量的能源，所以一般氨氮吹脱工艺将气液比控制在3000左右。
4、吹脱时间
 　　减小吹脱时间，有利于加快反应速度，提高处理量，减少设备的容积。采用吹脱法处理垃圾渗滤液，吹脱段pH值为11，气液比在2000～2300，吹脱时间9h，反应条件达到佳吹脱效率才达到52.0%。采用吹脱—缺氧—两级好氧工艺处理垃圾渗滤液，垃圾渗滤液取自某垃圾填埋场，氨氮浓度1400mg/L，pH值为9.5，吹脱时间12h，经吹脱后氨氮去除率为60%。采用吹脱法垃圾渗滤液，进水氨氮浓度1800mg/L，佳pH值为11，佳气液比为360∶1，空气量为3.0L/min，吹脱时间为1h，去除效率可达88.75%。由此可看出处理相同的废水佳吹脱时间也相差很大，可能是因为采用的填料不同、装置设计的合理性等原因造成，吹脱处理后能够很好地进行后续处理和控制运行成本。

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