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媒體報道

最全的污水處理常規(guī)分析控制指標

更新時間:2020-04-07  瀏覽次數(shù):2109
氨氮廢水處理常用的方法有汽提法、生化法、離子交換法、折點氯化法和磷酸銨鎂沉淀法。目前國內(nèi)主要采用生化法和汽提法,國外主要采用生化法和磷酸銨鎂沉淀法。汽提法主要用于處理中、高濃度、大流量氨氮廢水。剝離后的氨氣可循環(huán)利用,但存在結垢容易、低溫脫氨氮效率低、剝離時間長、二次污染、出水氨氮濃度高等缺點。因此,澄清了影響汽提方法的關鍵因素,提高了氨氮的去除率。控制氨氮處理成本,控制水污染,實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。


一、吹脫原理

剝離方法的基本原理是利用廢水中所含的氨氮等揮發(fā)性物質的實際濃度與平衡濃度之間的差異,并在堿性條件下使用空氣進行汽提,因為氣體在此期間連續(xù)排出。剝離過程,氣體改變。氣相中氨的濃度使得實際濃度總是低于在該條件下的平衡濃度,最后溶解在廢水中的氨不斷地通過氣 - 液界面,使得NH3-N在通常用空氣去除廢水。作為載體。

氨汽提是一種傳質過程。驅動力來源于空氣中氨分壓與廢水中氨濃度平衡分壓之差。氣體組分在液位的分壓和液體中的濃度符合亨利定理,即比例關系。這種方法也稱為“氨分析法”。分析速率與溫度和氣液比有關。

吹脫法的基本原理是氣液平衡理論和傳質速率理論廢水中的NH3-N通常以銨態(tài)(NH4)和游離氨(NH3)的形式存在。

當pH為中性時,NH3-N主要以銨離子(NH4 +)的形式存在。當pH為堿性時,NH3-N主要處于游離氨(NH3)的狀態(tài)。剝離方法是在沸水中加入堿以調節(jié)pH。該值為堿性,廢水中的NH4 +首先轉化為NH3,然后通過蒸汽或空氣解吸,將廢水中的NH3轉化為氣相,從而從水中除去NH3-N。常用的空氣或水蒸氣作為載氣,前者稱為空氣吹脫,后者稱為蒸汽吹脫。

二、優(yōu)缺點

優(yōu)點:吹脫法用于處理高濃度氨氮廢水具有流程簡單、處理效果穩(wěn)定、基建費和運行費較低等優(yōu)點,實用性較強。

缺點:進出水需要調整PH、如果沒有酸性吸收吹脫出來的氨氣隨空氣進入大氣引起二次污染、硬度高的廢水結垢嚴重。

三、影響因素

剝離方法通常使用兩種類型的設備:吹離罐(也稱為“曝氣池”)和吹離塔。但是,排污池面積大,容易污染周圍環(huán)境,因此使用塔式設備吹掉有毒氣體。塔式設備中填料汽提塔的主要特點是在塔內(nèi)安裝一定高度的填料層,使填料塔表面積大,實現(xiàn)氣液充分接觸。

常用填料有紙質蜂窩、拉西環(huán)、聚丙烯鮑爾環(huán)、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??諝庵邪钡姆謮弘S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(tài)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(shù);

Kw—— —水的電離常數(shù);

Kb—— —氨水的電離常數(shù);

C—— —物質濃度。

從公式(2)可以看出,pH值是影響水中游離氨含量的主要因素之一。此外,溫度也影響反應式(1)的平衡。溫度升高,平衡向右移動。表1給出了不同條件下氨氮分解速率的計算值。表中數(shù)據(jù)表明,當pH值大于10:00時,分解率在80%以上,當pH值達到11:00時,分解率高達98%,對溫度的影響較小。

3.氣液比

氣液比:指空氣(蒸汽)和吹掃物(包括氨廢水)的體積比。

影響氨從水向大氣轉移的因素有兩個:一個是水-空氣界面的表面張力;另一個是氨濃度差界面的表面張力最小,氣體氨釋放量最大。如果形成水滴,則氣氨輸送量的增加將非常小。因此,反復形成水滴有利于氨的去除。

氨氮在水和大氣中的濃度差異是氣態(tài)氨遷移的驅動力。為了將液滴周圍環(huán)境中的氨氮濃度降到最低,必須對空氣進行快速循環(huán),并在低濃度的空氣中攪拌液滴,有利于加快氨的釋放。

對于確定的廢水量,增加氣體量,傳質驅動力相應增加,這有利于氨氮的去除。但是,如果氣體體積過大而氣體速度過高,則會影響廢水沿填料的正常流動甚至流下,這將引起溢流現(xiàn)象。因此,對于一定量的廢水,最低液氣比由液淹率控制;然而,當水流入量小時,消耗大量能量,因此氨 - 氮氣汽提過程通常將氣液比控制在約3000。

4.吹脫時間

減少排污時間有利于加快反應速度,提高處理能力,減少設備體積。徐英采用剝離法處理垃圾滲濾液。汽提段的pH值為11,氣液比在2000~2300之間,汽提時間為9小時。

最佳剝采效率為52.0%。采用吹缺氧兩段好氧工藝處理滲濾液。垃圾滲濾液取自香港的一個垃圾填埋場。氨氮濃度為1400mg/L,pH值為9.5,吹掃時間為12小時,氨氮去除率為60%。

傅金祥等采用剝離法處理垃圾滲濾液。進水氨氮濃度為1800mg/L,最佳pH值為11,最佳氣液比為360:1,風量為3.0L/min,汽提時間為1h,去除效率可達88.75%。

由此可見,同一廢水處理的最佳吹掃時間也存在很大差異,可能是由于填料的不同、裝置設計的合理性等原因。經(jīng)過吹氣處理后,可以很好地控制后續(xù)處理和運行成本。

來源:網(wǎng)絡

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