废水真空法脱氨
摘要:以高含氨废水为研究对象,考察了实验条件对真空脱氨效果的影响。研究结果表明,含4mmθ不锈钢环填料的真空柱脱氨效果较好,pH值与水温是主要影响因素。在进料含氨水浓度为5000mg/L、pH值为12、夹套水温为50℃、真空度为7.9kPa、进料流速为20mL/min的较缓和条件下,单次实验氨脱除率可达87.2%,连续实验平均脱氨率为86.2%。
关键词:氨,减压,废水
1 前 言
高氨氮废水直接排放到自然水体中, 易造成水体富营养化, 导致藻类过度生长, 使水生动物因缺氧而死亡, 另外, 氨离子对金属和水泥也有腐蚀作用, 因此, 环保法规对高氨氮废水的排放要求越来越严格。炼油催化剂生产企业由于工艺特点, 每天排放大量高浓度含氨废水( 当水的 pH 值小于7 时, 氨氮以 NH+4的形式存在, 以下简称含氨水) , 氨氮浓度可达 5 000~ 10 000 mg/ L, 虽然采用生化处理可以高效低成本地降低废水中的氨氮, 但生化技术对进水的氨氮浓度有严格要求, 一般不能超过 500 mg/ L, 否则会对生化处理过程产生冲击,因此, 对高氨氮废水必须进行预处理, 将氨氮浓度降低到 500 mg/ L 以下, 以达到生化处理的进水要求。目前, 废水脱氨氮技术除生物法外, 还有选择性离子交换法[ 1~ 3]、折点加氯法、化学沉淀法[ 4, 5]、空气吹脱法和蒸汽汽提法[ 6~ 10]等。选择性离子交换法受交换容量限制, 并存在再生液处理问题, 一般适用于氨离子浓度低的水质; 折点加氯法和化学沉淀法都是化学方法除氨, 当氨离子浓度高时, 化学剂的加量较大, 处理成本较高; 空气吹脱法和蒸汽汽提法是目前处理氨氮浓度大于 1 000 mg/ L 含氨废水的常用方法, 但空气吹脱法由于引入大量的空气, 空气中的 CO2 会降低水的 pH 值, 造成脱氨塔结垢; 蒸汽汽提法由于消耗大量的蒸汽, 其处理成本较高。专利[ 11, 12] 介绍了一种真空脱氨氮的方法,主要是用于选择性离子交换法脱氨氮再生液的处理。该方法通过调节含氨水的 pH 值和抽真空可将氨氮脱除, 真空装置使用的工作液体一方面作为产生真空的介质, 另一方面作为氨的吸收液。与空气吹脱法和蒸汽汽提法相比, 真空法不引入或引入少量的空气和蒸汽, 减少了引入空气引起的脱氨塔结垢, 同时也减少了发生蒸汽的费用, 降低了操作成本。本课题参考专利中介绍的真空法脱氨氮装置, 结合实际操作要求, 加以改进, 考察真空法对氨氮浓度大于 1 000 mg/ L 含氨水的脱氨效果和操作条件。
2 实 验
2. 1 实验原料
将氯化铵按一定的浓度溶解在蒸馏水中, 配制不同浓度的含氨水。实验前在 30 的水浴中恒温2 h, 用 20% NaOH 调节含氨水的 pH 值。
2. 2 实验原理真空法脱氨氮与空气吹脱法和蒸汽汽提法的原理是一致的, 可用下面的反应式表示
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