氨氮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。 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z小,氣態氨釋放量就z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z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,z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。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z佳吹脫效率才達到52.0%。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%。采用吹脫法垃圾滲濾液,進水氨氮濃度1800mg/L,z佳pH值為11,z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z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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