2004 年 11 月 中国科学院研究生院
环境催化
由上式可以计算出,当氨氮去除率要达到
95%时的最小气液比为 0.79(摩尔比),即气
液比为 980:1(体积比)。由于氨吹脱属气相
阻力控制,因此通常情况其实际生产过程的
气液比约在 2000~5000:1
[8]
。
在实际工程中,大多采用吹脱塔。吹脱
塔的构造一般采用气液接触装置,在塔的内
部插入填充材料,用以提高接触面积。通常
以石灰作为碱剂处理,经石灰调节pH值后的
水从塔的上部淋洒到填料上而形成水滴,顺
着填料的间隙次第落下,与由风机从塔底向
上或水平方向吹送的空气逆流接触,完成传
质过程,使氨由液相转为气相,随空气排放,
完成吹脱过程。在吹脱过程中,pH、水温、
水力负荷及气水比对吹脱效果有较大影响。
一般来说,PH要提高至 10.8—11.5;水温不
能低于 10℃;水力负荷为 2.5—5m
3
/(m
2
.h);
气水比为 2500~5000m
3
/m
3
。去除率可达 60%
一 95%。
吹脱法除氨,流程简单,处理效果稳定,
但水温低时吹脱效率低,不适合在寒冷的冬
季使用。同时,采用吹脱工艺处理氨氦废水
时,将有部分氨逸散到大气中,而氨为恶臭
污染物,故应根据GBl4554—934《恶臭污染
物排放标难》中排放速率的要求,合理设置
排气筒高度,确保周围大气环境质量
[9]
。
汽提法 汽提法是用蒸汽将废水中的游离
氨转变为氨气逸出,处理机理与吹脱法一样
是一个传质过程,即在高PH值时,使废水与
气体密切接触.从而降低废水中氨浓度的过
程,示意图如下图:
1布水器 2 填料塔 3 集水池
传质过程的推动力是气体中氨的分压与废
水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差。延
长汽水间的接触时间及接触紧密程度可提
高氨氮的处理效率,用填料塔可以满足此要
求。塔的填料或充填物可以通过增加浸润表
面积和在整个塔内形成小水滴或生成薄膜
来增加汽水间的接触时间。
汽提法适用于处理连续排放的高浓度
氨氮废水,操作条件与吹脱法类似,对氨氮
的去除率可达 97%以上。但在大规模的汽提
塔内容易生成水垢,使操作无法正常进行。
如果生成软质水垢,可以安装水的喷淋系
统;而如果生成硬质水垢,不论用喷淋或副
刀均不能消除此问题。
吹脱和汽提法处理废水后所逸出的氨
气可进行回收,比如:用硫酸吸收作为肥料
使用;冷凝为 1%的氨溶液。
2.2 折点氯化法
折点氯化法是投加过量的氯或次氯酸
钠,使废水中氨完全氧化为N
2
的方法。其反
应可表示为:
−
+
−
+
+
+
+
→
+
Cl
H
O
H
N
HOCl
NH
5
.
1
5
.
2
5
.
1
5
.
0
5
.
1
2
2
4
当氯气通人废水中达到某一点,在该点
时水中游离氯含量最低,而氨的浓度降为
零。当Cl
2
通入量超过该点时,水中的游离氯
就会增多。因此,该点为折点。处理时所需
的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓
度。二者比为 7.6:1,为了保证完全反应,
一般氧化lmg氨氮需加 9—10mg的氯气。PH
值在 6—7 时为最佳反应区间,接触时间为
0.5—2h
[10]
。
折点氯化法处理后的出水在排放前一
般需用活性炭或与O
2
进行反氯化,以去除水
中残余的氯。在反氯化时产生的氢离子而引
起的pH值下降一般可忽略,因为去除 1mg残
余氯只消耗 2mg左右的碱(以CaC0
3
计)。活性
炭去除残余氯的同时还具有去除其他有机
物的优点。
折点氯化法的处理率达 90%-100%,处理
效果稳定,不受水温影响,投资较少。但运
行费用高,副产物氯胺和氯代有机物会造成
二次污染。氯化法只适用于处理低浓度氨氮
废水。
2.3 离子交换法
离子交换是指在固体颗粒和液体的界
面上发生的离子交换过程。