工艺技术 解析：氨吹脱/脱氨塔工艺

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。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应用。


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
NH3+H2O →NH4++OH-

不同PH、温度下氨氮的离解率



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。




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，由物料守衡可得吹脱塔操作线方程为：

Y=L/V（X~X1）+Y1

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

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。

吹脱法+生物法、吹脱法+折点氯化法

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。

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、垃圾填埋等均产生大量高浓度氨氮废水。

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。

吹脱、蒸氨、生物法是三种国内外公认处理高浓度氨氮废水的技术，也是处理高浓度氨氮废水的主要方法。


氨氮废水处理吹脱工艺特点

吹脱工艺通常主要针对废水中的氨氮浓度在2000mg/l以下：氨氮在水中以NH3和NH4+存在，它们之间存在如下平衡：

NH3+H2O      NH4++OH-

平衡受PH影响，PH升高则水中的游离氨升高，平衡向右移动，游离氨的比例较大，当PH=7，氨氮大部分是以NH4+存在。当PH上升至11.5时，氨氮在废水中98%是以游离氨存在。

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。


氨氮废水吹脱处理要点

影响氨氮吹脱效率的主次因素顺序为pH>温度>吹脱时间>气液比，根据以往运行经验污水pH>10,温度>30℃,气液比3000:1，吹脱时间1h,则吹脱氨氮去除效果可达到90%。

根据氨氮废水的特点，通常一级吹脱可达到85%以上的去除率，如果要求90%以上的去除率通常设计二级吹脱，吹脱技术具有成熟高效的特点。


氨氮废水吹脱控制要点

根据水质pH数据通常通过变频调节，使废水进塔前保证废水pH值11.5。

吹脱水温通常控制在50℃以上。

pH调整槽出水通过提升泵进入一级吹脱塔吹脱，一级吹脱塔吹脱后pH会下降。从而加入液碱进一步调节pH值．保证进入二级吹脱的废水pH≥l1.5，氨氮吹脱塔，采用二级逆流方式。

氨氮废水处理工艺说明

在碱性条件下(pH=11.5)，废水中的氨氮主要以NH3的形式存在，让废水与空气充分接触，则水中挥发性的NH3将由液相向气相转移，从而脱除水中的氨氮。

吹脱塔内装填塑料板条填料(不易结垢)，采用乱堆装填方式，填料间距为40mm，填料高度6m(分3层)。

空气流由塔的下部进入，与填料反复溅水形成水滴，使气液相传质更充分、更迅速，废水最终落入塔底集水池。