詳解氨氮廢水處理中的空氣吹脫法、汽提法和離子交換法

點(diǎn)擊率:487 發(fā)布時(shí)間:2022-08-03

氨氮廢水主要是來(lái)源在化肥、焦化、石化、制藥、食品、垃圾填埋場(chǎng)等。大量氨氮廢水排入水體,不僅造成引起水體富營(yíng)養(yǎng)化、黑臭水體等環(huán)境污染,還增加了供水處理的難度和成本,甚至對(duì)人和生物產(chǎn)生毒性作用。氨氮廢水的處理技術(shù)包括生物法和物理化學(xué)法等多種處理技術(shù)。下面小編詳解氨氮廢水處理中的空氣吹脫法、汽提法和離子交換法。

詳解氨氮廢水處理中的空氣吹脫法、汽提法和離子交換法

空氣吹脫法與汽提法去除氨氮,是將廢水pH值調(diào)節(jié)至堿性時(shí),離子態(tài)銨轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨,然后通入空氣將氨吹脫出。吹脫法除氨氮,去除率可達(dá)60%~95%,工藝流程簡(jiǎn)單,處理效果穩(wěn)定,吹脫出的氨氣用鹽酸吸收生成氯化銨可回用于純堿生產(chǎn)作母液,也可根據(jù)市場(chǎng)需求,用水吸收生產(chǎn)氨水或用硫酸吸收生產(chǎn)硫酸銨副產(chǎn)品,未收尾氣返回吹脫塔中。但水溫低時(shí)吹脫效率低,不適合在寒冷的冬季使用。

用該法處理氨氮時(shí),需考慮排放的游離氨總量應(yīng)符合氨的大氣排放標(biāo)準(zhǔn),以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫,而煉鋼、石油化工、化肥、有機(jī)化工、有色金屬冶煉等行業(yè)的高濃度廢水則常用蒸汽進(jìn)行吹脫。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水,但吹脫效率影響因子多,不容易控制,特別是溫度影響比較大,在北方寒冷季節(jié)效率會(huì)大大降低,現(xiàn)在許多吹脫裝置考慮到經(jīng)濟(jì)性,沒(méi)有回收氨,直接排放到大氣中,造成大氣污染。

空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸,將氨氮從液相轉(zhuǎn)移到氣相的方法。該方法適宜用于高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續(xù)相與空氣接觸,利用水中組分的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異,使氨氮轉(zhuǎn)移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)的狀態(tài)保持平衡而存在。汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩觯幚頇C(jī)理與吹脫法一樣是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程,即在高pH值時(shí),使廢水與氣體密切接觸,從而降低廢水中氨濃度的過(guò)程。傳質(zhì)過(guò)程的推動(dòng)力是氣體中氨的分壓與廢水中氨的濃度相當(dāng)?shù)钠胶夥謮褐g的差。吹脫和汽提法處理廢水后所逸出的氨氣可進(jìn)行回收:用硫酸吸收作為肥料使用;冷凝為1%的氨溶液。

延長(zhǎng)氣水間的接觸時(shí)間及接觸緊密程度可提高氨氮的處理效率,用填料塔可以滿足此要求。塔的填料或充填物可以通過(guò)增加浸潤(rùn)表面積和在整個(gè)塔內(nèi)形成小水滴或生成薄膜來(lái)增加氣水間的接觸時(shí)間汽提法適用于處理連續(xù)排放的高濃度氨氮廢水,操作條件與吹脫法類似,對(duì)氨氮的去除率可達(dá)97%以上。但汽提塔內(nèi)容易生成水垢,使操作無(wú)法正常進(jìn)行。

離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發(fā)生的離子交換過(guò)程。離子交換法選用對(duì)NH4+離子有很強(qiáng)選擇性的沸石作為交換樹脂,從而達(dá)到去除氨氮的目的。沸石具有對(duì)非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用,它是一類硅質(zhì)的陽(yáng)離子交換劑,成本低,對(duì)NH4+有很強(qiáng)的選擇性。

沸石離子交換與pH的選擇有很大關(guān)系,pH在4~8的范圍是沸石離子交換的最佳區(qū)域。當(dāng)pH<4時(shí),H+與NH4+發(fā)生競(jìng)爭(zhēng);當(dāng)pH>8時(shí),NH4+變?yōu)镹H3而失去離子交換性能。用離子交換法處理含氨氮10~20mg/L的城市污水,出水濃度可達(dá)1mg/L以下。離子交換法具有工藝簡(jiǎn)單、投資省去除率高的特點(diǎn),適用于中低濃度的氨氮廢水(<500mg/L),對(duì)于高濃度的氨氮廢水會(huì)因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水,仍需進(jìn)一步處理。

用沸石作為離子交換材料,將沸石作為一種把氨氮從廢水中分離出來(lái)的分離器以及硝化細(xì)菌的載體。該工藝在一個(gè)簡(jiǎn)單的反應(yīng)器中分吸附階段和生物再生階段兩個(gè)階段進(jìn)行。在吸附階段,沸石柱作為典型的離子交換柱;而在生物再生階段,附在沸石上的細(xì)菌把脫附的氨氮氧化成硝態(tài)氮。研究結(jié)果表明,該工藝具有較高的氨氮去除率和穩(wěn)定性,能成功地去除原水和二級(jí)出水中的氨氮。

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