吹脫法處理高濃度氨氮廢水試驗(yàn)研究

趙燕　白雪

摘 要：采用吹脫法對(duì)高濃度氨氮廢水進(jìn)行了處理試驗(yàn)，其中，在廢水的pH值為10、溫度為100 ℃、吹脫時(shí)間為1 min的條件下，吹脫效率為49.8%.試驗(yàn)結(jié)果表明，廢水的pH值和水溫越高，吹脫時(shí)間越長(zhǎng)，則氨氮脫除率越高。希望該試驗(yàn)?zāi)転閷?shí)際生產(chǎn)中高濃度氨氮廢水的處理提供參考。

關(guān)鍵詞：氨氮廢水；吹脫法；脫氮率；試驗(yàn)條件

中圖分類號(hào)：X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.078

1 研究背景

目前，水體富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重，廢水中的含氮量越來(lái)越高，因此，采用何種處理技術(shù)來(lái)有效、經(jīng)濟(jì)、合理地去除廢水里的氨氮成為了高濃度氨氮廢水處理技術(shù)研究中的重點(diǎn)問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外采用的高濃度氨氮廢水處理方法主要有2種：①物理化學(xué)法脫氮，包括磷酸銨鎂沉淀法、吹脫法、汽提法、折點(diǎn)加氯法、離子交換法和液膜法等；②生物脫氮方法，包括好氧反硝化法、短程硝化/反硝化、厭氧氨氧化、同時(shí)硝化反硝化和膜生物法等。其中，吹脫法和汽提法都是將廢水的pH值調(diào)節(jié)至堿性，使離子態(tài)銨轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨，再將廢氣與氣體接觸，使氨氮從液相轉(zhuǎn)移到氣相。

2 試驗(yàn)部分

2.1 廢水的來(lái)源、水質(zhì)及預(yù)處理

試驗(yàn)廢水是某煉油廠重催脫硫裝置的廢水。由于煉油廠重催原料油中的堿性氮含量較高，約為1.4×10-3～1.5×10-3，造成廢水中的氨氮含量較高。由于廢水中的懸浮物比較多，所以廢水樣過(guò)濾澄清后直接測(cè)定氨氮含量，結(jié)果為3 530 mg/L，并測(cè)得水中的可溶性固體含量為13 838 mg/L。由此可知，廢水中大部分應(yīng)為離子態(tài)氨氮，且銨鹽含量很高。

2.2 分析方法

分析依據(jù)為《水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 納氏試劑分光光度法》（HJ 535—2009）。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

針對(duì)pH值、水溫和吹脫時(shí)間進(jìn)行三因素四水平正交試驗(yàn)，因素表如表1所示。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共有16組不同的試驗(yàn)條件。取16份廢水樣（每份150 mL）按表2中的條件進(jìn)行試驗(yàn)，并依據(jù)《水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 納氏試劑分光光度法》（HJ 535—2009）進(jìn)行分析。

由表2可知，當(dāng)pH值為10、廢水溫度為100 ℃、吹脫時(shí)間為1 min時(shí)，氨氮的去除率最高，為49.8%.以上條件多數(shù)在正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的邊緣，說(shuō)明水樣脫氮率隨著pH值的增大、溫度的升高和吹脫時(shí)間的增加而升高。

3 結(jié)果討論

吹脫法是高濃度氨氮廢水處理中較成熟、常見的方法。袁捷等在塔徑為60 mm、填料層高度為54 cm的拉西環(huán)填料塔內(nèi)對(duì)氨氮質(zhì)量濃度約為2 000 mg/L的模擬廢水進(jìn)行了吹脫試驗(yàn)，確定在廢水流量為10 L/h、廢水pH值為13、空氣流量為150 L/min、廢水溫度為60 ℃、吹脫時(shí)間為75 min的條件下，脫氮率達(dá)87.5%.郝醒華等在試驗(yàn)中使用了吹脫法處理大慶石化總廠的氨氮廢水，試驗(yàn)結(jié)果雖然沒(méi)有他們所著文獻(xiàn)中的脫氮率高，但說(shuō)明了在處理高濃度氨氮廢水時(shí)，pH值和水溫越高，吹脫時(shí)間越長(zhǎng)，則氨氮脫除率越高。

4 結(jié)論

利用吹脫技術(shù)處理高濃度氨氮廢水是一個(gè)簡(jiǎn)便而有效的方法。在重催脫硫裝置廢水的吹脫試驗(yàn)中，氨氮的去除率為49.8%.該煉油廠目前優(yōu)先考慮用重催車間的堿渣來(lái)調(diào)節(jié)高濃度氨氮廢水的pH值。這些堿渣是由堿洗脫除液化氣硫醇而產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，其pH值為13～14，氨氮濃度為1 819 mg/L。如果要進(jìn)一步提高廢水除氮率，可增大pH值和水溫，延長(zhǎng)吹脫時(shí)間。而在實(shí)際生產(chǎn)中，還涉及到工況、設(shè)備、成本等影響因素，因此需根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定最佳生產(chǎn)條件。

參考文獻(xiàn)

[1]劉亞敏，郝卓莉.高氨氮廢水處理技術(shù)及研究現(xiàn)狀[J].水處理技術(shù)，2009（38）：7-11.

[2]李威.高氨氮廢水處理技術(shù)探討[J].綠色科技，2013（1）：41-42.

[3]嚴(yán)進(jìn).高濃度氨氮廢水的處理技術(shù)[J].南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（4）：52-54.

[4]袁捷，楊寧，周艷軍.吹脫法處理高濃度氨氮廢水的研究[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2009（4）：55-57.

[5]郝醒華，劉繼鳳，陳云偉.氨氮水處理技術(shù)研究[J].黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2001（1）：95-97.

〔編輯：王霞〕