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氨氮吹脫法技術說明
發布時間： 2021-06-10 點擊次數： 3812次氨氮吹脫法技術說明
1、氨氮吹脫法的原理
吹脫法的基本原理是利用氨氮具揮發性的特點,采用溶液中氨氮的實際濃度與確定條件下平衡濃度間存在差異的辦法,在堿性條件下使用空氣進行吹脫。由于廢水外氣相環境的氨濃度總是小于吹脫出水氣相中的平衡濃度,離子態銨轉化為分子態氨,調節廢水pH至堿性,通入空氣后,廢水中溶解的氣體和揮發性溶質不斷地穿過氣液界面進入氣相,使廢水中的氨得以脫除。氨吹脫是一個解吸的過程,氨在氣相中的平衡分壓與氨在液相中的平衡濃度符合亨利定律。NH+4+OH-=NH3+H2O.影響氨氮吹脫效率的因素主要是溫度、氣液比等。吹脫塔和吹脫池是氨氮吹脫的主要裝備。劉文龍等采用吹脫法對某高濃度氨氮廢水進行脫氮處理,試驗結果表明:當pH=11.5,溫度為80,吹脫處理120min的氨氮去除率達99.2%。彭人勇等對某含氨氮印染廢水采用超聲吹脫技術進行深度處理,結果表明:在不調節廢水pH值,溫度為30,超聲波功率為100W,反應時間為150min情況下,廢水中氨氮的脫除效率達90.78%,比傳統吹脫技術提高效率30~40個百分點。
2、氨氮吹脫法的優缺點
優點吹脫法用于處理高濃度氨氮廢水具有流程簡單、處理效果穩定、基建費和運行費較低等優點，實用性較強。
缺點進出水需要調整PH、如果沒有酸性吸收吹脫出來的氨氣隨空氣進入大氣引起二次污染、硬度高的廢水結垢嚴重。
二、氨吹脫的裝置類
垃圾滲濾液脫氮常用的吹脫設備有曝氣吹脫池、空氣吹脫塔以及蒸汽蒸餾塔，采用裝置的不同也將影響氨吹脫的效果，這幾種吹脫裝置的特性比較見下表。
三、影響因素
吹脫法一般采用吹脫池（也稱“曝氣池”）和吹脫塔兩類設備。但吹脫池占地面積大，而且易污染周圍環境，所以有毒氣體的吹脫都采用塔式設備。塔式設備中填料吹脫塔主要特征是在塔內裝置一定高度的填料層，使具有大表面積的填充塔來達到氣—液間充分接觸。常用填料有紙質蜂窩、拉西環、聚丙烯鮑爾環、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表面，水通過填料往下流，與氣流逆向流動，廢水在離開塔前，氨組份被部分汽提，但需保持進水的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、吹脫時間等因素
1、PH
水中的氨氮，大多以氨離子（NH4+）和游離氨（NH3）保持平衡的狀態而存在。其平衡關系式如下：NH4++OH?NH3+H2O （1）式（1）受pH 值的影響，當pH值高時，平衡向右移動，游離氨的比例較大，當pH 值為11 左右時，游離氨大致占90％。
2、溫度
氨與氨離子之間的百分分配率可用下式進行計算：Ka=Kw /Kb=（CNH3·CH+）/CNH4+ （2）
式中：
Ka—— —氨離子的電離常數；
Kw—— —水的電離常數；
Kb—— —氨水的電離常數；
C—— —物質濃度。
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，溫度也會影響反應式（1）的平衡，溫度升高，平衡向右移動。表（一）列出了不同條件下氨氮的離解率的計算值。表中數據表明，當pH值大于10 時，離解率在80%以上，當pH 值達11時，離解率高達98%且受溫度的影響甚微。
3、氣液比
氣液比： 指空氣（蒸汽）和吹脫對象（含氨廢水）的體積比。
影響氨氣從水中向大氣轉移的因素有兩個：一是水氣界面處的表面張力；二是界面處的氨濃度差表面張力小，氣態氨釋放量就大。如果形成水滴，氣態氨轉移量的增加將會很小。因此,反復形成水滴有助于氨的吹脫。
水和大氣中氨氮的濃度差是氣態氨轉移的動力。為使水滴周圍環境中的氨氮濃度小，必須將空氣快速循環，用含低濃度氣態氨的空氣攪動水滴，有助于加快氨的釋放。
對確定的廢水量而言，增大氣體量，傳質推動力相應增大，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，即引起液泛現象。因此，對一定廢水量，小液氣比受液泛氣速控制；但是進水量較小時，會消耗大量的能源，所以一般氨氮吹脫工藝將氣液比控制在3000左右。
4、吹脫時間
減小吹脫時間，有利于加快反應速度，提高處理量，減少設備的容積。徐穎采用吹脫法處理垃圾滲濾液，吹脫段pH值為11，氣液比在2000～2300，吹脫時間9h，反應條件達到佳吹脫效率才達到52.0%。盧平等采用吹脫—缺氧—兩級好氧工藝處理垃圾滲濾液，垃圾滲濾液取自香港某垃圾填埋場，氨氮濃度1400mg/L，pH值為9.5，吹脫時間12h，經吹脫后氨氮去除率為60%。傅金祥等采用吹脫法垃圾滲濾液，進水氨氮濃度1800mg/L，佳pH值為11，佳氣液比為360∶1，空氣量為3.0L/min，吹脫時間為1h，去除效率可達88.75%。由此可看出處理相同的廢水佳吹脫時間也相差很大，可能是因為采用的填料不同、裝置設計的合理性等原因造成，吹脫處理后能夠很好地進行后續處理和控制運行成本。
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