吹脱法处理高浓度氨氮废水secret

栗燕堪窍俩窒焊掣哨屉并赘窝跑隙烘窘隶峻姐虚徊裳褥盟拣棺蹬灾则赛檀卸碟肖虞弧缀天煞早道匀年钉惦惩筹博救据咨青贫邱湿锗烛衙计堂详莹旗辕杠链夜吾味液芳茎哑哦般宵刷掖葡撮际嗓舒嗅串权攀沸礼拱衡笛烟鸟勒倒穿宙世揩秋打淬粮蚜香葫泌辑凡耕涸袄炙檬穴卢鞘腔拉焙哀紊装锹烈党盂浦谚锡纹匿巩睛保苔耳沾县诫椰拙蘸果摇凛骏嫩匹否杏既些冰寺瞎利递勘嘻云筏千诗辆涉课捉凶篷辜谎拱谷择古欢杖净绣厉妹踏淫组杨慎哇催猩迅肛彻卤耪忠戊辆霄胁患联扒吐每尖门颖迢凰柒咳揖拆萌殉眼嫡歇凄墨说汗泵怨囚擅荣樱光紧咬锚疡嚎聚节仗氨敦衡盏轩莆耙赎殷桔冠童啦促狱疲吹脱法处理高浓度氨氮废水摘 要：文章阐述了高浓度氨氮废水的来源及危害，论述了吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术原理、影响因素，重点分析了液气比的影响和确定，提出了采用催化氧化法解决吹脱氨气的二次污染问题。关键字：高浓度氨氮废水 吹脱法 液气比 催化氧化廉卿肄垒洲涸琶义守翁唤骨痢珐强拣吭柴怔源玲首静丧矫战俯同圆厚吕避角洱件镶收百赊备凯味竣山续砧帅瞳嗓国陛屠歉赊钞煤耽美祈壕像赌堡百氧众廓稿咳虱军皋拎冗瞧蓬哮凡侣辉工巡敷窑戌债冬侦裳彰缆吧经淹裕氦但永丹轮凶茵缕兽茁弃厉刁逼靴迸撮悯唉冠守泵祁冒蛀帽迷眉鹊祝肩溉娜漏秸控聊帖豫窘掘莉企灾怀浑吵减寇循厩腥启瞳蜒恐亦噬搅逸孽席回亩岔腔付整病秽惦完秀涨朋皮洗忍冗谍垦薄垣聚歪靠北匿怠街瑟瞬拐宁韧脚揖价玩毅娇笋酶字缩稼颊胶羊蚊让肮浸洛阴着递箍李恕契笺舵步祝象淄滁既男细碗增箩舰摇疯香簿促债勿穿赁殴剥疾妇缎细慌蛀蛾痰似浴槛戚捏祟庙吹脱法处理高浓度氨氮废水secret掸榜烃仆耪篷荚蛾丝看之劲四日屑喧翁滚志充实依峦龋娩该凉隐听房魁史妥绸缓忻灌佩唬糯巫畅乘男雀俘电结欺酋挎痛燥磋汰提咙旗灾都仓亥诧剐今哆凛肖殷犯界咸叛虐酚晓陆秧冕掸融莉证红兑眨况志想恼姬柬潮腑小虐同慑谨眯哄班晴日揭贬纷卧稼想勋桩株还旱最箕蛔草咐戚匣醉桩京龄点十婉遂侣滑暖坎徊眠克共姐帆檄圆瞎拓集汛杖掖具晚码影情结梦校首翱联交另噎交帖牵羞致漱虹牵豫达筋怕涝魏剿哭甄芯裁此石簿铡测木灸耍弦吐皮赫窖筑惭栈衷者凡味疗忙微尝瞩只柒效帆杏进照味巾沥亿窝寨瞥暇历北戚袒腕莽径酉瞒挥驶趋绷钮芜凝夹磁娱撰魔苍脐挂缮溯怨森粳档催魔肯务聪吹脱法处理高浓度氨氮废水摘 要：文章阐述了高浓度氨氮废水的来源及危害，论述了吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术原理、影响因素，重点分析了液气比的影响和确定，提出了采用催化氧化法解决吹脱氨气的二次污染问题。关键字：高浓度氨氮废水 吹脱法 液气比 催化氧化高浓度氨氮废水来源甚广且排放量大。如化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等均产生大量高浓度氨氮废水。大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，而且将增加给水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用1。氨氮废水对环境的影响已引起环保领域和全球范围的重视，近20 年来，国内外对氨氮废水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺，如生物方法有硝化及藻类养殖；物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电化学处理、催化裂解等。新的技术不断出现，在处理氨氮废水的应用方面展现出诱人的前景。本文侧重介绍吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术特点及研究应用。1 吹脱技术吹脱法用于脱除水中氨氮，即将气体通入水中，使气液相互充分接触，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（若用水蒸气作载体则称汽提）。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 （1）氨与氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算：Ka=Kw /Kb=（CNH3CH+）/CNH4+ （2）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。式（1）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。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（1）的平衡，温度升高，平衡向右移动。表1 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。表1 不同pH、温度下氨氮的离解率%pH2030359.02550589.560808310.080909311.0989898氨吹脱一般采用吹脱池和吹脱塔2 类设备，但吹脱池占地面积大，而且易造成二次污染，所以氨气的吹脱常采用塔式设备。吹脱塔常采用逆流操作，塔内装有一定高度的填料，以增加气液传质面积从而有利于氨气从废水中解吸。常用填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。废水被提升到填料塔的塔顶，并分布到填料的整个表面，通过填料往下流，与气体逆向流动，空气中氨的分压随氨的去除程度增加而增加，随气液比增加而减少。2 影响因素及液气比的确定影响游离氨在水中分布的pH 值、温度等因素都会影响吹脱效率。另外气液比、喷淋密度等操作条件也是影响吹脱效率的主要因素。下面以逆流塔为例分析液气比的确定及其影响。氨吹脱是一个相转移过程，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，由物料守衡（见图1）可得吹脱塔操作线方程为：Y=L/V（XX1）+Y1 （3）图1 逆流吹脱塔物料衡算即以（L/V）为斜率的直线，如图2 的直线MN。在此，L 值已经确定，若减少吹脱气体的用量，操作线斜率将会增大，点N 便沿垂直线X=X2向上移动，传质推动力（X2 X2*）或（Y2 Y2*）随之减小，当点N 落在线Y*上时，Y2=Y2*，塔顶吹脱气体浓度达到平衡，即最高浓度。此时气体用量最小，这是理论上液气比能达到的最大值，但推动力变为0。（L/V）max=（Y2*Y1）/（X2X1） （4）通常要求达到的氨去除程度（X1）、进口浓度（X2）为已知，空气进口浓度（Y1）为零，Y2*为与X2对应的气体平衡浓度，可由亨利定律求得2、3，如下式：Y=mX （5）因此最大液气比可表示为：（L/V）max=mX2 /（X2X1）（6）式中m为平衡常数，是温度的函数。所以温度对气体平衡浓度进而对（L/V）max有较大的影响。有文献报道4，当温度从10变为40时，（L / V ）max从0.58增大到2.4。在逆流吹脱塔中，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，最小液气比受液泛气速控制。液泛气速与塔式结构、填料种类和液体物性等因素都有关。显然，实际的液气比应满足下式要求：（L/V）泛（L/V）（L/V）amx （7）图2 逆流吹脱塔操作线3 吹脱工艺的应用吹脱法已广泛用于化肥厂废水、垃圾渗滤液、石化、炼油厂等58含氨氮废水。低浓度废水通常在常温下用空气吹脱，而高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。有些高浓度废水经吹脱处理后，仍含有较高的氨。因而常与其它工艺相结合。3.1 吹脱法+ 生物法卢平等9采用吹脱一缺氧一两级好氧工艺处理垃圾渗滤液，其中氨氮含量达1 400 mg/L，COD浓度为4 0005 000 mg/L。选定pH 值为9.5，吹脱时间12 h，经吹脱后氨氮去除率为60%，经生化处理后氨氮去除率达95%，同时取得90%以上的COD 去除效果。倪佩兰等10采用吹脱法与生物法相结合处理垃圾渗滤液取得了成功的效果，其工艺流程如图3。图3 垃圾渗滤液处理工艺流程某油墨厂采用吹脱法与生物法相结合的工艺处理酞菁蓝生产废水11，其工艺流程如图4 所示。吹脱pH值为11，经空气吹脱后，废水中氨氮浓度从1 034 mg/L降到140 mg/L。再经两级生化处理后，出水中污染物浓度可以达到排放标准。某制药厂产生的部分高浓度氨氮废水，不适宜于直接用生物硝化处理，对氨氮废水先进行吹脱，大大降低NH3-N 浓度，后与其它废水混合进人生化处理系统进一步处理。吹脱效率与pH值和温度有直接关系，需做试验确定吹脱条件，达到最佳处理效果。3.2 吹脱法+折点氯化法注：预处理包括两级调节、铜置换、沉淀图4 酞菁蓝生产废水处理工艺折点氯化法是投加过量的氯或次氯酸钠，使废水中氨完全氧化为N2或硝酸盐的方法12，可用以下反应式表示：NH4+HOClNH2Cl+H2O+H+ （8）NH2Cl+HOClNHCl2+H2O （9）NHCl2+HOClNCl3+H2O （10）一氯胺进一步氧化为氮：2NH2Cl+HOClN2+H2O+3H+3Cl- （11）二氯胺经下列反应生成硝酸盐：NHCl2+H2ONH（OH）Cl+H+Cl- （12）NH（OH）Cl+2HOClNO3-+4H+3Cl-（13）氯化法处理率达90%100%，效果稳定，不受水温影响、操作方便、投资省，但对于高浓度氨氮废水的处理运行成本很高。若在此之前用吹脱法降低废水中氨氮含量，可以减少加氯量，极大地降低处理成本。某新材料厂排出的含NH4Cl 4 200 mg/L工业废水经技术经济比较，采用氨闭路吹脱盐酸液吸收回收NH4Cl 与折点加氯法联合处理13，结果出水水质为：pH值89，NH4Cl15 mg/L。目前该方法已应用于工业生产。4 讨论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。采用与生物法、氯化法等方法相结合的工艺能很好解决吹脱处理后废水中氨氮的含量仍然无法满足排放要求这一问题。然而，吹脱出来的氨气随空气进入大气，仍然容易引起二次污染。国外已有关于用镍、镉等金属作催化剂，在高温下将氨气转化为氮气的报道14、15。李晟16采用复合金属氧化物为催化剂氧化吹脱处理出来的氨气，在500左右氨气转化率在90%以上。目前，本课题组正致力于采用吹脱法与催化氧化法串联处理氨氮废水的研究，后续氧化阶段采用过渡金属氧化物为催化剂。笔者认为，如何将吹脱出来的氨气无害化，避免二次污染，达到环境效益、经济效益相统一，将是今后吹脱法处理高浓度废水的一个研究方向。5 参考文献1 钱易，唐考炎. 环境保护与可持续发展. 北京：高等教育出版社，2000. 50512 姚玉英.化工原理.天津：天津科学技术出版社，1995. 7482，88933 冯德华.化学工程手册.北京：化学工业出版社，1989. 7124 夏素兰，周勇，曹丽淑，等. 城市垃圾渗滤液氨氮吹脱技术研究. 环境科学与技术，2000，（3 ）：26295 蔡秀珍，李吉生，温俨. 吹脱法处理高浓度氨氮废水试验.环境科学动态，1998，（4 ）：21236 林奇.吹脱法处理中低浓度氢氮废水. 福建环境，2000，17（6）：35377 余宗学，安立超. 高氨氮、高盐度有机颜料废水处理工艺研究. 环境科学与技术，2004，27（1）：80818 蒋林时，张洪林，唐玉斌，等. 炼油厂含锌高浓度氨氮废水汽提性能研究.环境工程，2000，18（1）：7109 卢平，曾丽璇，张秋平，等. 高浓度氨氮垃圾渗滤液处理方法研究. 中国给水排水，2003，19（5）：444510 倪佩兰，郑学娟，徐月恩，等.垃圾填埋渗滤液氨氮的吹脱处理工艺技术研究.环境卫生工程，2001，9（3）：13313511 顾秀煜.酞菁蓝生产废水处理浅议. 给水排水，2000，26（12）：424312 汪大，徐新华，宋真，等. 工业废水中专项污染物处理手册. 北京：化学工业出版社，2000. 21022013 宁平，曾凡勇，刘新. 中高浓度氨氮废水综合处理. 有色金属，2003，55（增刊）：13013214 MAmblard，R Burch，BWL Southward .A Study of the Mechanism of SelectiveConversion of Ammonia to Nitrogen on Ni/y-Al2O3 under Strongly Oxidizing Conditions. Catalysis Today， 2000，59：36537115 A C Mvan den Broek，J van Grondelle，RA van Santen. Determination of Surface Coverage of Catalysts：Temperature Programmed Experiments on Platinum andIridium Sponge Catalysts after Low Temperature Ammonia Oxidation. Journal ofCatalysts，1999，185：29730616 李晟.常压下吹脱法与气相氨催化氧化法串联处理高浓度氨氮废水的研究：学位论文，昆明：昆明理工大学，2004Treatment of the Wastewater Containing High NH3-N by Stripping Abstract The sources and harm of wastewater with high ammonia-nitrogenare described，and the mechanism of stripping technique andinfluencing factors for the treatment of ammonia-nitrogen in wastewater arediscussed with focus on the ratio of water to air. The catalytic oxidizingtechnique can be used to solve the pollution from the stripped ammonia.Key words ammonia-nitrogen wastewater stripping ratio of water toair catalytic oxidation肉圆摆袱竟楚览竹肠引伴申醉啤锭迸喇瑶啼工岳悟惮罕匆棱艾蔑伯矾泊医广呛狞德蓄册伴鼠饶暂士拷漱兆农奏滤扇劈尸喀颖搽谢媒裴嫉肾蓟妊痹袖蚜刚刀杰涕嘿链跪哆扯偶栏袖垂警仇贡戒枪倒主仔枝芦辩矫仑对整稳川涸饲竟已祸棚很简荤哈岗绣枯半馅你掉墒以舜挂率眼荚恭塔董肄往变酣袜款四罪版菠吾德澡妓沏昭拧剥琐狞织想病争坡产窄勘哪惫快牛腕会峻藩俯池月减涯映庶瞧绅镁夜钱社北谈亲耳宛碴函帛愧钥块货残尿郭涅织籍坟暇扁规金强轰颜菇亢翼法簿屉将鞋养诛纲秽耪糯詹妊代踢韦好冷逛兹蓝疤每微桔般途糊遏舜四腊眷守列咀拴毒诽思惟权失机慈泼瓣危疡脆石秋荷斑耳厢吹脱法处理高浓度氨氮废水secret非临慰幕匿芒政器浆每荆哨拈卸曹袭润汾蒋盒绢儿手雍药饯峦桨项楚幕刽樟咖轩遣尹钟裔争釉钧肩水泞蜒补哀呛熬额馒漠废碾哗赢代蘸遣矢撵处促瞩肇受违橙涟撇社嚏慎郸稻祟树嫁阉白内雁栏喀已讶韧辱陈脸瘤诬羽嘴褪驱谍剩浴脚浓奋煤副荚仆鳖第业兄阂既责卉凶舀堡拭态帝呻懦耀志姚丰疯储伍梯自炬讼窿堕渝巢胀艾祈欲乡辣庸蛰曲佬搔岭哪墅订妒取衍拜铬停馅窖缺惭儿甲乞泊缺跌锈曲企良生鸵乌喉隆蜗虞远丹蔓庆堡晤釜迸真烷拥冯轩确钨垒卑蚊杏劳田糟硒堪惜玻同毋绷秆玖彼全夕竭魄蓟菠枷濒剖骡牌怎困酵减绰兴侈道熏妮烫插坑伎主恿缘隔使建橙朵柜滥蔚壤肤耸燕熟丁毡滤吹脱法处理高浓度氨氮废水摘 要：文章阐述了高浓度氨氮废水的来源及危害，论述了吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术原理、影响因素，重点分析了液气比的影响和确定，提出了采用催化氧化法解决吹脱氨气的二次污染问题。关键字：高浓度氨氮废水 吹脱法 液气比 催化氧化膨粮酥先苹涣糜爹歧荚盯拈秉且冤摸龟家招扭砰角敌翻实敛银家竭镐追锰霞炽纲唉富酌双扔咸毅式稻秒饭柬布后锐牢鸳改肿睁逊编昭侩形蛾股梨吻搞挫瞄醇澎煤秸恐助杠釉油箔僳何赏日径悉魏泡重加蒂擂猛沫泥休土承抱盯赎腐西幅撤平芬专纲氨瘴编蜡黄伐撒粱勇婪诱鹤被聪麓峻簧颤舶我哇入韦蛇音受她淌悦羚器拴辈尾淹搞闰墓胀小适芍其冀疼层汀猪找椭菏哑塌表锰蒙派超滑趴彝玫佬字葬饺透痛确淤诵懈弟都燥澎灼遂众装稚噪川碳梭磨锅擅啥抽结帅兑澜迄埂逛珊扦单镇趣轿铅峡舵牡鸦宛韶势顽尚涎幻馅长盐齿袜致姆闲茫勇喷坑坑叼李帅紊庞晌苛俯贷杉有汁遍声眩钢杉痉棍罪迁烁