高氨氮预处理技术-吹脱法去除氨氮


常用的处理氨氮废水的方法主要有吹脱法、生化法、离子交换法、折点氯化法和磷酸铵镁沉淀(MAP)法等。目前,国内多采用生化法和吹脱法,国外则多采用生化法和磷酸铵镁沉淀法。吹脱法多用于处理中高浓度、大流量氨氮废水,吹脱出的氨可以回收利用,但有容易结垢、低温时氨氮去除效率低、吹脱时间长、二次污染、出水氨氮浓度仍偏高等缺点,所以明确影响吹脱法的关键因素,提高氨氮去除率,对于氨氮处理成本控制、水污染得到控制、实现城市的可持续发展具有重要的意义。

一、吹脱原理

吹脱法的基本原理是利用废水中所含的氨氮等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间存在的差异,在碱性条件下使用空气吹脱,由于在吹脱过程中不断排出气体,改变了气相中的氨气浓度,从而使其实际浓度始终小于该条件下的平衡浓度,最终使废水中溶解的氨不断穿过气液界面,使废水中的NH3-N得以脱除,常以空气作为载体。

氨吹脱是一个传质过程,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,气体组份在液面的分压和液体内的浓度符合亨利定理,即成正比关系。此法也叫“氨解析法”,解析速率与温度、气液比有关。

吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。废水中的NH3-N通常以铵离子(NH4+)和游离氨(NH3)的状态把持平衡而存在的

当PH为中性时,NH3-N主要以铵离子(NH4+)形式存在,当PH值为碱性,NH3-N主要以游离氨(NH3)状态存在吹脱法是在沸水中加入碱,调节PH值至碱性,先将废水中的NH4+转化为NH3,然后通入蒸汽或空气进行解吸,将废水中的NH3转化为气相,从而将NH3-N从水中去除。常用空气或水蒸气作载气,前者称为空气吹脱,后者称为蒸汽吹脱。

二、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。

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。