氨氮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。 1、PH 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 (1)式(1)受pH 值的影响,当pH值高时,平衡向右移动,游离氨的比例较大,当pH 值为11 左右时,游离氨大致占90%。 2、温度 氨与氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算:Ka=Kw /Kb=(CNH3·CH+)/CNH4+ (2)式中:Ka—— —氨离子的电离常数;Kw—— —水的电离常数;Kb—— —氨水的电离常数;C—— —物质浓度。由式(2)可以看出,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(1)的平衡,温度升高,平衡向右移动。 3、气液比 气液比: 指空气(蒸汽)和吹脱对象(含氨废水)的体积比。 影响氨气从水中向大气转移的因素有两个:一是水气界面处的表面张力;二是界面处的氨浓度差表面张力z小,气态氨释放量就z大。如果形成水滴,气态氨转移量的增加将会很小。因此,反复形成水滴有助于氨的吹脱。 水和大气中氨氮的浓度差是气态氨转移的动力。为使水滴周围环境中的氨氮浓度z小,必须将空气快速循环,用含低浓度气态氨的空气搅动水滴,有助于加快氨的释放。 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,z小液气比受液泛气速控制;但是进水量较小时,会消耗大量的能源,所以一般氨氮吹脱工艺将气液比控制在3000左右。 4、吹脱时间 减小吹脱时间,有利于加快反应速度,提高处理量,减少设备的容积。采用吹脱法处理垃圾渗滤液,吹脱段pH值为11,气液比在2000~2300,吹脱时间9h,反应条件达到z佳吹脱效率才达到52.0%。采用吹脱—缺氧—两级好氧工艺处理垃圾渗滤液,垃圾渗滤液取自某垃圾填埋场,氨氮浓度1400mg/L,pH值为9.5,吹脱时间12h,经吹脱后氨氮去除率为60%。采用吹脱法垃圾渗滤液,进水氨氮浓度1800mg/L,z佳pH值为11,z佳气液比为360∶1,空气量为3.0L/min,吹脱时间为1h,去除效率可达88.75%。由此可看出处理相同的废水z佳吹脱时间也相差很大,可能是因为采用的填料不同、装置设计的合理性等原因造成,吹脱处理后能够很好地进行后续处理和控制运行成本。
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