上海化工

Ｓｈａｎ曲ａｉ

Ｃｈｅｍｉｃａｌ

Ｉｎｄｕｓｔｒｙ

Ｖ０１．３２ Ｎｏ．９

Ｓｅｐ．２００７

ｉ攮恭进熬；

氨氮废水处理技术

唐善宏伍昭化

束世平

刘乃鸿

上海化工研究院国家级塔填料中心（上海２０００６２）

摘要利用传统的汽液传质方法将氨氮从废水中分离出来并加以利用的方法，仍然是目前最可靠最成熟的氨氮

分离方法之一。介绍了汽液传质氨氮分离方法的理论依据、技术流程及技术应用，并提出了进一步完

善此方法的方向。

关键词氨氮废水解吸精馏吹脱化肥工业

中图分类号Ｘ

７０３

氨氮废水来源甚广且排放量大．如化肥、焦化、

石化、制药、食品、垃圾填埋场等均产生大量高浓度

氨氮废水。氨氮具有很高的耗氧量，它对水生生物是

有毒的，可激发其熵变。水体中含有大量的氨氮，使

水体产生富营养化效应，刺激并加速水生植物的生

长，如海藻、水草的大量生长繁殖，导致水体生态平

衡失调，含氨氮的污水排入水体后，在硝化细菌的作

用下氧化成亚硝酸盐和硝酸盐。完全氧化ｌ ｍｇ氨氮

约需４．６ ｍｇ溶解氧。这对水体质量的改善和保证十

分不利【ｌ咽。

氨氮废水对环境的影响已引起环保领域和全球

范围的重视，近２０年来，国内外对氨氮废水处理方

面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化

法的各种处理工艺，如生物方法有硝化和藻类养殖；

物理方法有反渗透、蒸馏、氨吹脱、土壤灌溉等；化学

法有离子交换法、化学沉淀法、折点氯化、电化学处

理、催化裂解等嗍。目前，国内外对氨氮废水的研究

主要集中在开发新的脱氨氮处理技术，以达到更好

处理氨氮的目的和环保的要求。

然而，废水中的氨氮主要以铵离子（ＮＨ。＋１形态

存在，利用传统的汽液传质方法将氨氮从废水中分

离出来并加以利用的方法，仍然是目前最可靠最成

熟的氨氮分离方法之一。本文侧重介绍了利用专用

高效传质组件的填料塔处理氨氮废水的技术。

１

理论依据

水中的氨氮，大多以氨离子（ＮＨ。＋）和游离氨

（ＮＨ，）保持平衡的状态而存在，其电离平衡关系式

如下：

ＮＨ３＋Ｈ２０！；ＮＨ４＋＋ＯＨ一

（１）

氨与氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算：

Ｋ。＝Ｋ。／Ｋｈ＝（ＣＮＨ，‘ＣＨ＋）乞ＮＩ｛４＋

（２）

式中：ＫＢ＿氨离子的电离常数，Ｋ广水的电离常

数，Ｋ，＿一氨水的电离常数

由（１）（２）式可以看出在碱性（ｐＨ值高）和高温

下，氨氮废水中的氨氮主要将以游离氨（ＮＨ冉的状态

存在，即将气体或高温水蒸气通入氨氮废水中，通过

充分的气液传质过程，废水中溶解的游离氨将穿过

气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的【３】。

化肥工业的氨氮废水中通常含有大量的二氧化

碳（ＣＯ：），因此形成ＮＨ，一ＣＯ：一Ｈ：Ｏ这一较为复杂的

体系，既存在化学反应，又存在气液平衡问题。其在

液相中存在电离平衡反应，除（１）式外，还有如下反

应方程式阁：

Ｃ０２＋Ｈ２０！；ＨＣ０３一＋Ｈ＋

（３）

ＨＣ０３－与Ｃ０３２＿＋Ｈ＋

（４）

ＮＨ３＋ＨＣ０３＿！；ＮＨ２ＣＯＯ一＋Ｈ２０

（５）

上述方程式的电离平衡常数Ｋ与温度Ｔ关系

可由下式表示：

ＬｎＫ＝Ａ／Ｔ＋Ａ２ＬｎＴ＋Ａ３Ｔ＋Ａ４

（６）

式中Ａ，～Ａ。为常数；

通过（１）、（３）～（６）式，可计算出液相中各组分

的浓度。在气液相平衡状态下，关联相应的气液相平

衡数据，通过编制计算机程序，即可计算出在给定的

进料浓度、操作要求下，脱除氨氮所需的理论板数及

塔的最佳操作条件。

２技术流程

氨氮废水来源广泛，组成不尽相同，因此利用的

汽液传质方法将氨氮从废水中分离出来并加以利用

第一作者简介：唐善宏

男

１９６９年生硕士高级工程师从事分离工程技术研究推广

　

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