制药废水的氨氮吹脱试验
吹脱法去除铜氨络合废水中氨氮的试验研究
60给水排水 Vol.32 No.1 2006吹脱法去除铜氨络合废水中氨氮的试验研究孙长顺 金奇庭 金炎龙 郭新超(西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安 710055)摘要 针对含有铜氨络合离子([Cu(NH 3)4]2+)的废水,采用吹脱工艺去除其中的氨氮污染物。
理论分析了溶液的pH 、铜氨络合离子浓度与游离氨在总氨氮中所占比例之间的关系。
通过试验研究了pH 、气水比和过塔风速对吹脱效率的影响。
结果表明,在水温15 ,铜氨络合废水起始氨氮浓度200mg /L,气水比4000,pH 10.8时,经循环吹脱后,氨氮去除率达96%。
关键词 氨氮 铜氨络合离子 吹脱 在印制电路的蚀刻工序中,产生含有铜氨络合离子的废水,该废水的化学组成主要包括氨水、氯化铜和氯化氨,其中铜离子浓度约40~50mg/L,氨氮浓度约200mg /L 。
以前人们仅仅关注其中的重金属污染问题,而忽略了氨氮的污染[1,2]。
由于铜氨络合废水的生物毒性和高氨氮含量,采用吹脱法是最佳的选择。
当水中存在铜氨络合离子[Cu(N H 3)4]2+时,一部分氨氮被束缚在络合离子中,这给吹脱带来了一定的困难。
与此相关的研究也少见报道[3]。
本研究目的是探求水中存在铜氨络合离子时,氨氮的吹脱与其影响因素之间的关系,确定吹脱的工艺参数。
另外,本研究利用高度较低的吹脱塔,采用循环吹脱的运行方式,这在吹脱工艺上也是一次新的尝试。
1 试验与方法1.1 试验装置图1 试验装置示意循环吹脱装置(见图1)由循环泵、吹脱塔、引风机、水槽以及计量设备组成。
吹脱塔直径400mm,高度1800m m;填料由高度30m m 、厚度8m m 的松木条交错排列组成,填料层高度1000m m 。
1.2 废水和检测方法分析仪器分别有可见光分光光度计、pH S 3C酸度计和微压差计。
pH 采用pH S3C 酸度计测定,NH 3-N 采用纳氏试剂分光光度法测定。
风量是通过微压差计测定管道中的动静压差,计算求得。
吹脱法去除氨氮实验方案2
一、吹脱法处理氨氮废水实验方案1、吹脱法处理高浓度废水实验方案高浓度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。
大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，而且将增给水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用。
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，如生物方法有硝化及藻类养殖；物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电化学处理、催化裂解等。
新的技术不断出现，在处理氨氮废水的应用方面展现出诱人的前景。
下文主要介绍吹脱法处理高浓度（800-4000mg/l）氨氮废水的实验方法。
吹脱法工艺简单投资成本低，国内研究集中在高浓度氨氮废水脱氨方向，其吹脱介质通常为空气。
空气吹脱法的不足之处在于吹脱后废气的处理和回收问题，同时其气体消耗量大，需要额外的动力，因而运行成本较高。
针对上述问题，本课题组在研究空气吹脱法的同时，以煤气为吹脱介质去除废水中氨氮，研究了吹脱的工艺条件并提出解决氨的回收利用的方法。
吹脱后的剩余氨水氨氮浓度已大大降低，可与其它工段废水混合后进入生化处理工艺。
为回收吹脱后富氨煤气中的氨，可将煤气吹脱工艺与硫铵生产工艺联合运行。
富氨煤气进入硫铵工艺饱和器前煤气总管，利用现有工艺回收生产硫铵，解决了空气吹脱工艺需要设置氨回收装置的问题。
a)实验流程及方法实验室吹脱装置及流程见图1图1 实验流程有机玻璃填料柱为Φ130 mm，填装有 25mm聚丙烯鲍尔环填料，其高度为1 m。
废水温度通过废水槽中的加热器调节，废水和空气流量通过流量计调节和控制。
模拟废水使用氯化铵配制，氨氮浓度约为2.5 g/L。
尾气通入硫酸吸收液，其中的氨被吸收后再排放。
影响吹脱效率的主要因素有废水 pH和温度，表面活性剂浓度、气液比。
制药废水的氨氮吹脱试验
制药废水的氨氮吹脱试验上海荏原成套工程有限公司(上海,200071)) 胡允良 张振成 翟巍 高峡 摘要 某制药厂在生产乙胺碘呋酮时产生了一部分高浓度氨氮废水(NH3—N7200～7500mg/L)。
通过实验室的静态吹脱试验,当p H为10～13,温度为30～50℃时,氨氮吹脱效率为7013%～9913%。
通过比较,得出该废水最经济合理的吹脱p H为11,温度为40℃。
在此最佳吹脱条件下,最合理的吹脱时间为2h,吹脱效率为96%。
吹脱后的废水氨氮浓度大大降低,可以进入生化处理系统进行处理。
关键词 氨氮废水,吹脱试验,吹脱法 随着工农业生产的不断发展,氮所产生的水体污染(主要是水体富营养化)越来越严重。
为此各国对废水处理出水水质的排放要求也越来越高,除了对有机物(碳类)和悬浮物有严格要求外,对处理出水的氮也有所要求。
目前发达国家如美国、法国、日本等,均对处理出水中总氮有排放要求,而我国目前还只是对氨氮有排放要求。
氮存在的形态有几种:有机氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氮气。
通过各种生物或化学反应,氮的存在形态可以互相转换。
1 氨氮废水处理方法简述111 生化法 废水中的氮在各种微生物的作用下,通过氨化、硝化、反硝化等一系列反应最终形成了氮气,从而达到了处理的目的〔1〕。
生化法除氮需要大量的碳源和氧气,碳氮磷比一般为100∶5∶1。
该法反应速度较慢,处理费用低。
因此在废水的碳氮比合适、氨氮浓度较低的情况下,宜采用生化法。
112 物化法11211 氯化法 氯化法是通过投加足量氯气至废水中使NH3—N氧化成氮气〔1〕,整个反应如下:NH4++1.5HClO015N2↑+1.5H2O+2.5H++1.5Cl- 加氯反应需氯量(以Cl2计算)对NH3—N的重量比为716∶1,为了保证反应的完全进行,加氯应略过量,重量比在8∶1～10∶1。
虽然氯化法反应迅速完全,所需设备投资较少,但液氯的安全使用和贮存要求高,并且处理成本也较高;若用次氯酸或二氧化氯发生装置代替使用液氯,安全问题和运行费用可以降低,但目前国内最大的发生装置产氯量太小,并且价格昂贵,因此氯化法一般用于给水的处理,对于大水量高浓度氨氮废水不适合。
吹脱法去除氨氮原理
吹脱法去除氨氮原理氨氮是水体中一种重要的污染物。
过量的氨氮进入水体会导致水体富营养化，从而引发藻类大量繁殖，破坏水生态平衡。
分离和去除氨氮成为水处理领域的热门研究方向。
传统的氨氮去除方法包括生物法、化学法等，但这些方法存在诸多局限，如生物法不适用于低温等条件下的处理，化学法又会增加污染物质，导致水体污染加剧。
为了解决这些问题，吹脱法成为一种备受关注的新型氨氮去除方法。
1. 操作简便。
吹脱法无需增加化学药剂，操作简单，易于实现氨氮的去除。
2. 运行成本低。
吹脱法的设备和药剂费用低，且无需耗费大量的能源，运行成本低廉。
3. 处理效果好。
吹脱法能够将氨氮的去除率达到90%以上，处理效果好。
吹脱法在实际应用中还存在一些问题，主要包括：1. 处理量较低。
吹脱法处理量相对较低，需要实现规模化运营。
2. 进气量难以控制。
吹脱法需要控制进气量，但氨氮的释放量受到水体温度、pH值等因素的影响，导致进气量难以精确控制。
3. 稳定性有待提高。
吹脱法的稳定性还有待提高，需要大量的实验数据和理论模型支持。
吹脱法是一种具有潜力的氨氮去除方法，尤其适用于小型水体和短期处理。
在未来的研究和发展中，需要进一步深入探究吹脱法的反应机理和优化设计，以实现更好的去除效果和稳定性。
吹脱法在实际应用中还存在一些需要克服的问题。
由于氨氮的释放量受水体温度、pH值等因素的影响，导致进气量难以精确控制。
这就需要通过在进气管道中设置自动化控制系统等方法进行实时监测和控制，以达到对进气量精确控制，从而提高氨氮的去除效果。
在吹脱法中，惰性气体吹脱后会带走水体中的氨氮，但也会带走一些其他的气体，例如氧气、二氧化碳等，从而影响了水体的生态平衡。
需要制定相应的控制措施以防止非目标物质在吹脱过程中被带出。
需要加强对吹脱处理后的残留物的处理，避免造成二次污染。
吹脱法的稳定性还需要进一步提高。
吹脱法的氨氮去除率有时会受到温度、pH值等因素的影响，导致处理效果不稳定。
吹脱法处理高浓度氨氮废水的实验研究
３２ 气液比 ． 对吹脱效率的 影响 分析
将废水 ｐ Ｈ调至 １．， １０水温为室温， 废水流量为 ５／、Ｌｈ Ｌｈ８／、 １Ｌｈ ２／ 三种不同流量下， 调整空气流量使气液 比分别为 ５０１ ０：、
３１ Ｈ值对吹脱效率的影响分析 ． ｐ
调节废水 ｐ Ｈ分别为９０９５ １． 、 ． 、１０ １． 、２０ ． ，． 、００ １ ５ １． 、１５ １． ， ０
７ ６
第 ６期
Ｎ ． Ｏ６
宜宾学院学报
Ｊｕｎｌ ｆ ｉｉ Ｕ ｉ ｒｉ ｏｒａ ｏ Ｙｂｎ ｎｖ ｓｙ ｅ ｔ
吹脱法处理高浓度氨氮废水的实验研究
周 明罗， 罗海春
（ 宜宾学院 化学与化 工系， 四川 宜宾 ６４ Ｏ ） ４ Ｏ Ｏ
摘 要 ： 用 逆 流吹 脱 塔 ， 究 了不 同 ｐ 气液 比对 高 浓 度氨 氮废 水 吹 脱 效 率 的影 响 。结 果表 明 ： 脱 效 率 随 ｐ 采 研 Ｈ、 吹 Ｈ值 升 高 而增 大 ； 气液 比越 大 ， 吹 脱 氨
表1实验主要设备table1somemainappliancesph计model868111eitioelectroncorporation22测试项目及方法大于11后污水中的氨氮大多数以游离氨存在此时提高ph仅本次实验主要考查ph值气液比对吹脱效果的影响分析增加少量的游离氨故对吹脱效率影响不大
维普资讯
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 用逆流吹脱塔 ， 塔内装有一定高度的填料， 以增加气 一 液传质面
方法有硝化及 藻类养殖； 物理方法有反渗 蒸馏、 透、 土壤灌溉； 积从而有利于氨气从废水中解吸。 化
高浓度氨氮废水处理方法之吹脱法
氨氮废水解决方式主要有蒸汽获取法、生化法、离子交换法、点氯化法和磷酸镁沉淀法。
当前阶段在国内选用生化法和蒸气法，海外选用生化法和磷酸铵镁离子交换法。
汽提法重要用作中、高浓度、高流量氨氮废水的解决。
获取后的氨气能够回收再利用,但存有着降垢非常容易、超低温氨氮除去高效率低、获取时间长、二次环境污染和氨氮浓度值高等缺陷。
说明了危害汽提法的首要条件，提高了氨氮去除率。
这对操纵氨氮处理成本费用，操纵水资源污染，开展大城市可持续发展观观具备重要现实意义。
一、吹脱原理剥离方式的基本概念是运用废水中所含的氨氮等挥发性物质的实际上浓度值与均衡浓度值中间的差别，并在碱性前提条件下应用气体开展汽提，鉴于气体在这段时间持续排出来。
剥离全过程，气体更改。
气相中氨的浓度值促使实际上浓度值一直小于在该前提条件下的均衡浓度值，末尾融解在废水中的氨不断根据气-液页面，促使NH3-N在一般用气体除去废水。
做为载体。
氨汽提是一类传质全过程。
推动力来自空气中氨分压与废水中氨浓度值平衡分压之差。
气体组分在液位的分压和液体中的浓度值合乎亨利定理，即占比关联。
这类方式也称之为“氨分析法”。
分析速率与气温和气液比相关。
吹脱法的基本概念是气液平衡论和传质速率理论.废水中的NH3-N一般以铵态(NH4)和游离氨(NH3)的形式存有.当pH为中性时，NH3-N重要以铵离子(NH4+)的形式存有。
当pH为碱性时，NH3-N 重要处在游离氨(NH3)的状态。
剥离方式是在沸水中加入碱以调节pH。
该值为碱性，废水中的NH4+首先转化为NH3，然后根据蒸汽或气体解吸，将废水中的NH3转化为气相，从而从水中除去NH3-N。
常见的气体或水蒸气做为载气，前者称之为气体吹脱，后者称之为蒸汽吹脱。
二、优点和缺点优势：吹脱法用作解决高浓度氨氮废水具备工作流程简易、解决实际效果平稳、基本建设费和运作费较低等优势，应用性较强。
缺陷：出进水务必调节PH、要是没有酸性吸收吹脱出来了的氨气随气体进到大气造成二次环境污染、硬度高的废水积垢比较严重。
高浓度氨氮废水吹脱法处理技术
吹脱法处理高浓度氨氮废水摘要：文章阐述了高浓度氨氮废水的来源及危害，论述了吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术原理、影响因素，重点分析了液气比的影响和确定，提出了采用催化氧化法解决吹脱氨气的二次污染问题。
关键字：高浓度氨氮废水吹脱法液气比催化氧化高浓度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。
大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，而且将增加给水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用[1]。
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，如生物方法有硝化及藻类养殖；物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电化学处理、催化裂解等。
新的技术不断出现，在处理氨氮废水的应用方面展现出诱人的前景。
本文侧重介绍吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术特点及研究应用。
1 吹脱技术吹脱法用于脱除水中氨氮，即将气体通入水中，使气液相互充分接触，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的。
常用空气作载体（若用水蒸气作载体则称汽提）。
水中的氨氮，大多以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）保持平衡的状态而存在。
其平衡关系式如下：NH4++OH-NH3+H2O （1）氨与氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算：Ka=Kw /K b=（C NH3·C H+）/C NH4+（2）式中：Ka———氨离子的电离常数；Kw———水的电离常数；Kb———氨水的电离常数；C———物质浓度。
式（1）受pH 值的影响，当pH值高时，平衡向右移动，游离氨的比例较大，当pH 值为11 左右时，游离氨大致占90％。
由式（2）可以看出，pH 值是影响游离氨在水中百分率的主要因素之一。
另外，温度也会影响反应式（1）的平衡，温度升高，平衡向右移动。
氨氮废水处理——空气吹脱法与汽提法去除氨氮
氨氮废水处理——空气吹脱法与汽提法去除氨氮【格林大讲堂】空气吹脱法与汽提法去除氨氮，是将废水pH值调节至碱性时，离子态铵转化为分子态氨，然后通入空气将氨吹脱出。
吹脱法除氨氮，去除率可达60%～95%，工艺流程简单，处理效果稳定，吹脱出的氨气用盐酸吸收生成氯化铵可回用于纯碱生产作母液，也可根据市场需求，用水吸收生产氨水或用硫酸吸收生产硫酸铵副产品，未收尾气返回吹脱塔中。
但水温低时吹脱效率低，不适合在寒冷的冬季使用。
武汉格林环保有完善的服务体系和配套的专业环境工程团队，秉着崇高的环保责任和义务长期维护提供免费的污水处理解决方案，是湖北省工业废水运营管理行业中的品牌。
18年来公司设计并施工了上百个交钥匙式的污水处理工程。
用该法处理氨氮时，需考虑排放的游离氨总量应符合氨的大气排放标准，以免造成二次污染。
低浓度废水通常在常温下用空气吹脱，而炼钢、石油化工、化肥、有机化工、有色金属冶炼等行业的高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。
该方法比较适合处理高浓度氨氮废水，但吹脱效率影响因子多，不容易控制，特别是温度影响比较大，在北方寒冷季节效率会大大降低，现在许多吹脱装置考虑到经济性，没有回收氨，直接排放到大气中，造成大气污染。
空气吹脱法是将废水与气体接触，将氨氮从液相转移到气相的方法。
该方法适宜用于高浓度氨氮废水的处理。
吹脱是使水作为不连续相与空气接触，利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异，使氨氮转移至气相而去除废水中的氨氮通常以铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）的状态保持平衡而存在。
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。
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。
吹脱和汽提法处理废水后所逸出的氨气可进行回收：用硫酸吸收作为肥料使用；冷凝为1%的氨溶液。
延长气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。
超声吹脱处理氨氮废水的工艺条件实验研究
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氨氮效果的同时， 还能对废水中有机物的降解起到一定的提高作用。 因此， 超声 吹脱法处理氨氮将具有广阔的发展前景。
关键词：氨氮；超声吹脱； Ｈ值：去除率 ｐ
英文摘贾
ＡＢＳ ＡＣＴ ＴＲ Ｔｅ ｏ ｌ ｍ ｏｉ ｉｏ ｎ ｌａ ｎ ｔｐ ｎ ｓ ｅ ｔ ｅ ａ ｏ ａ ｍ ｎ ｎｒ ｅ ｂ ｕｒ ｏｉ ｓｉ ｉ ｉａ －ｐ ａｄ ｈ ｒ ｖ ｆ ｅ ｍ ａ ｇ ｙ ｓ ｃ ｐ ｇ ｎｗ ｙ ｎ ｔ ｔ ｒ ｈ ｈ ｆｃ ｎ ｍ ｔ ｄ ｇｔ ｏ ｈ ｈ ｎｅｔｔｎ ａ ｍ ｎ ｎｒｇｎ ｉ － ｆｉ ｔ ｈ ｔ ｅ ｒ ｆ ｃ ｃｎ ａｏ ｏ ｍ ｏｉ ｉ ｅ ｉ ｇ ｅｉｅ ｅ ｏ ｏ ｉ ｄ ｉ ｏ ｇ ｒｉ ｆ ａ ｏ ｔ ｎ ｗ ｓ ｗ ｔ ． ｓ ｙ ｒ ｅ ｆ ｍ ｍ ｉ ｎ ｔ ｔ ｄｉ ａ ａ ｍ ｎ ｓｉ ｉ ａｔ ａ ｒ Ｔ ｉ ｗ ｄ ｉ ｓ ｃ ｂ ｉ ｈ ｒ ｉｏ ｌ ｏｉ ｔｐ ｎ ｅ ｅ ｈ ａ ｅｖ ｒ ｏ ｎ ｇ ａ ｔｎ ｍ ｏ ｅ ａ ｐ ｇ ｒ ｔ ｈｏ ｇ ｗｔ ｕｒ ｏｉ ｂｓｄ ｔ ｔｄ ｉ ａ ａ ｍ ｎ ｓｉ ｉ ｔａ ｅｔ ｅ ｎｌ ｙ ｈ ａ ｎ ， ｅ ｏ ｈ ｒ ｉｏ ｌ ｏｉ ｔｐ ｎ ｒ ｔ ｎ ｃ ｏ ｉ ｌｓ ｃ ａ ｔ ｎ ａ ｔｎ ｍ ｅ ａ ｐ ｇ ｍ ｒ ｅ Ｔｅ ｐｓ ｏ ｔ ｓ ａ ｈ ｓ ｔ ｙ ｇ ｅ ｃ ｎｙ ｅ ｏａｏ ａ ｍ ｎ ｈ ｐｒｏｅ ｈ ｒ ｅｒ ａ ａｓ ｄｉ ｔ ｆ ｉ ｃ ｏ ｒ ｖｌ ｍ ｏｉ ｕ ｆ ｅ ｃ ｉ ｔ ｎ ｈ ｆ ｅ ｆ ｉ ｓ ｍ ｕ ｅ ｉ ｍ ｆ ａ
超声吹脱处理氨氮废水工艺条件的试验研究
焱1
730000)
730050; 2. 兰州大学 环境资源学院 , 甘肃 兰州
摘要 : 通过对高浓度氨氮废水的超声吹脱正交试 验 , 确定了试验的最佳工艺条件 : pH 为 11, 吹脱时间为 90 min, 吹 脱温度为 40 , 超声波 功率为 80 W . 在 此最佳吹脱条件下 , 氨氮的 去除率可以达到 99% 以上 , 吹脱后废水中的 氨 氮浓度小于 100 mg / L . 关键词 : 氨氮废水 ; 超声吹脱 ; 去除率 ; 正交试验 中图分类号 : X703. 1 文献标识码 : A
2
2. 1
试验结果及讨论
超声吹脱温度和超声波功率对吹脱效果的影 响 调节氨氮废水的 pH 为 11, 分别选择四种试验
温度和超声波功率对氨氮废水进行吹脱试验, 超声 吹脱时间均为 90 m in. 然后根据超声吹脱效果得出 最佳反应温度和超声波功率范围 , 试验结果如图 2 所示 . 从图 2 中可以看出吹脱温度和超声波功率对氨氮去 除率的影响规律 . 随着温度的不断升高 , 废水中氨氮 的去除率也在不断的增大 , 吹脱效果比较明显 . 当温 度超过 40 后 , 温度对吹脱效果的影响逐渐减弱 , 氨氮的去除率相差不大; 在温度一定时 , 废水中氨氮 的去除率随超声波功率的增大呈上升趋势, 当超声
超声吹脱试验因素水平
Factors and levels of ultrasonic stripping experiment
因 素 吹脱温度 / 20 30 40 50 超声波功率 / W 40 60 80 100 吹脱时间 / min 15 30 60 90
图 4 超声吹脱正交试验的因子 趋势 Fig. 4 Trends of orthogonal tests for ultrasonic stripping
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制药废水的氨氮吹脱试验上海荏原成套工程有限公司(上海,200071)) 胡允良 张振成 翟巍 高峡 摘要 某制药厂在生产乙胺碘呋酮时产生了一部分高浓度氨氮废水(NH3—N7200～7500mg/L)。
通过实验室的静态吹脱试验,当p H为10～13,温度为30～50℃时,氨氮吹脱效率为7013%～9913%。
通过比较,得出该废水最经济合理的吹脱p H为11,温度为40℃。
在此最佳吹脱条件下,最合理的吹脱时间为2h,吹脱效率为96%。
吹脱后的废水氨氮浓度大大降低,可以进入生化处理系统进行处理。
关键词 氨氮废水,吹脱试验,吹脱法 随着工农业生产的不断发展,氮所产生的水体污染(主要是水体富营养化)越来越严重。
为此各国对废水处理出水水质的排放要求也越来越高,除了对有机物(碳类)和悬浮物有严格要求外,对处理出水的氮也有所要求。
目前发达国家如美国、法国、日本等,均对处理出水中总氮有排放要求,而我国目前还只是对氨氮有排放要求。
氮存在的形态有几种:有机氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氮气。
通过各种生物或化学反应,氮的存在形态可以互相转换。
1 氨氮废水处理方法简述111 生化法 废水中的氮在各种微生物的作用下,通过氨化、硝化、反硝化等一系列反应最终形成了氮气,从而达到了处理的目的〔1〕。
生化法除氮需要大量的碳源和氧气,碳氮磷比一般为100∶5∶1。
该法反应速度较慢,处理费用低。
因此在废水的碳氮比合适、氨氮浓度较低的情况下,宜采用生化法。
112 物化法11211 氯化法 氯化法是通过投加足量氯气至废水中使NH3—N氧化成氮气〔1〕,整个反应如下:NH4++1.5HClO015N2↑+1.5H2O+2.5H++1.5Cl- 加氯反应需氯量(以Cl2计算)对NH3—N的重量比为716∶1,为了保证反应的完全进行,加氯应略过量,重量比在8∶1～10∶1。
虽然氯化法反应迅速完全,所需设备投资较少,但液氯的安全使用和贮存要求高,并且处理成本也较高;若用次氯酸或二氧化氯发生装置代替使用液氯,安全问题和运行费用可以降低,但目前国内最大的发生装置产氯量太小,并且价格昂贵,因此氯化法一般用于给水的处理,对于大水量高浓度氨氮废水不适合。
11212 磷镁沉淀法 该法是将氨与磷酸、镁反应,生成沉淀物以达到除氨的目的。
产生的沉淀物可作为肥料使用,但肥料的售价补偿不了磷酸的价格〔2〕,因此实际应用性不强。
11213 离子交换法 离子交换法是选用对氨离子有很强选择性的沸石作为交换树脂,从而达到去除氨氮的目的〔1〕。
但对于高浓度的氨氮废水,会使树脂再生频繁而造成操作困难,且再生液仍为高浓度氨氮废水需再处理。
11214 吹脱法 废水中的氨氮通常以铵离子(NH4+)和游离氨(NH3)的状态保持平衡而存在(NH4++OH-3+H2O)。
当p H 为中性时,氨氮主要以铵离子(NH4+)形式存在。
当p H为碱性时,氨氮主要以游离氨(NH3)的状态存在。
吹脱法是将废水p H调节至碱性,然后通过气液接触将废水中的游离氨吹脱至大气中〔1〕。
用吹脱法处理氨氮时,需考虑排放的游离氨总量应符合氨的大气排放标准,以免造成二次污染。
11215 汽提法 氨的平衡不仅受p H的影响,同时也受温度的影响。
温度升高,有利于游离氨的吹脱。
汽提法是用蒸气将废水中的游离氨转变为氨气逸出,逸出的氨气进行回收,一般用于处理高浓度氨氮废水〔2,3〕。
上海某制药厂主要从事合成药物的生产。
现主要产品有乙酰唑胺、乙胺碘呋酮、胺碘酮、新洁尔灭和克敏嗪。
在生产过程中产生的废水有机污染物和氨氮浓度高、水量大,如不经处理直接排放,则会对周围环境造成较大的污染。
根据调查,该厂的总混合水的氨氮浓度平均为485mg/L左右,每日排放水量约为600t,既每日排出氨氮约290kg。
依该厂现有的条件,通过对各种氨氮去除方法的比较,认为该厂的氨氮处理方法为先清浊分流,后吹脱,最后与其它废水混合进行生化处理。
如果290kg氨氮均能转化为氨气并被吹脱,则每日排放352kg氨气(1417kg/h),采用30m的排气筒高度即能符合G B14554—93恶臭污染物排放标准。
由于各种氨氮废水的性质不同,吹脱条件不同,所以有必要做一试验。
2 试验条件及步骤 本试验的废水来源为某制药厂在生产乙胺碘呋酮过程中所产生的高浓度氨氮废水。
211 试验目的 通过氨氮吹脱试验,掌握p H值、吹脱温度、吹脱时间对吹脱效果的影响;根据加碱和吹脱效果,确定经济合理的设计参数。
—91—工业水处理1999—07,19(4) 制药废水的氨氮吹脱试验212 试验步骤 1)测定废水的氨氮值。
2)取废水200mL 置于500mL 烧杯中。
3)加NaOH ,调p H 至指定值。
并记录加碱量。
4)将烧杯置于水浴锅中,调节水浴锅温度至指定值。
5)将曝气器放入烧杯中,开启鼓风机。
记录试验开始时间。
6)密切观察烧杯的吹脱情况,当烧杯中无氨气味道时,取出烧杯,记录试验结束时间。
7)测定烧杯中水样的氨氮及p H 值。
最后,选定几个试验温度,重复以上试验,并画吹脱效率与p H 和温度的曲线。
213 分析方法 氨氮:低浓度采用纳氏试剂光度法G B7479—87;高浓度采用甲醛法(滴定法)W YN —060。
p H 值用玻璃电极法测定。
3 试验结果和讨论311 p H 和温度对吹脱效果的影响 选择三个试验温度和4种试验p H 值,然后根据吹脱结果,比较加碱量,得出最佳反应温度和p H 值。
试验结果见表1、图1。
表1 氨氮吹脱试验结果(原水p H =9145)序号温度/℃加碱量/g ・L -1吹脱前吹脱后p H NH 3—N /mg ・L -1p H NH 3—N /mg ・L -1NH 3—N去除率/%1234室温27～30℃9149193141610184161212112613107516169112223012701391527261990139185429159412121833301495165678(40±2)℃9141017141611102161212123261310274341071041486188010814816512971891267010991112194991198179101112(50±2)℃914919614161019416121212426131167268186195199819721571611901097149159<50991312189<509913 从表1可以看出,废水的p H 值随加碱量而增加。
在各种试验条件下,随着氨氮的去除,废水的p H 有所下降。
但是当p H 值大于13时,p H 则下降很少。
这是因为试验中所加的碱主要用于氨氮的反应和p H 增加,随着氨氮的去除,反应式向右移动,p H 下降。
吹脱前p H 值越高,氨氮的吹脱效果越好。
对于本试验图1 温度对吹脱效果的影响废水,当吹脱前p H 超过11后,p H 的大小对吹脱效果的影响不明显。
当p H 为10～13(温度为30～50℃),氨氮吹脱效率为7013%～9913%。
蔡秀珍等〔4〕用化肥厂纯碱生产废水(NH 3—N 3000～4000mg/L )进行动态吹脱试验,发现当吹脱前p H 大于10时,经过三次循环吹脱,吹脱效率仅为66%。
两种试验结果的差异估计来自废水水质和试验条件的不同。
从图1可以看出温度对吹脱效果的影响,温度升高,氨氮的吹脱效果增加,但温度超过40℃后,温度对吹脱效果的影响减弱(当温度为50℃时,蒸发量大,出水浓度偏高,所以去除率偏低)。
本试验结果与蔡秀珍等发现的结果大不相同。
在他们的试验中,当试验温度从15℃增至80℃时,吹脱效果从18%增至100%。
两种试验结果的差异估计来自废水水质和试验条件的不同。
根据以上的吹脱试验结果,得出本试验废水的最经济合理的参数为p H =11,温度=40℃。
312 时间对吹脱效果的影响 表2表示了在吹脱过程中(p H =11,温度=40℃)氨氮随时间变化的趋势。
表2 时间对吹脱效果的影响吹脱时间/h 剩余氨氮浓度/mg ・L -1平均吹脱速度/g ・(L ・h )-1吹脱效率/%0759910—0015195212111374184515212189230714015496320219011097416911010398 从表2可以看出,吹脱速度与氨氮浓度有关。
在吹脱初期,氨氮浓度高,反应动力大,吹脱速度快,平均吹脱速度为1113g/(L ・h )。
随着氨氮浓度的降低,吹脱速度越来越慢。
吹脱2h 后,平均吹脱速度已降为0154g/(L ・h ),吹脱效率已高达96%。
吹脱速度还与气液接触面和气水比有关〔4〕。
本吹脱试验为静态试验,气液接触面小,吹脱速度小。
工程中氨氮吹脱是利用吹脱塔(内装空心规整填料)完成的,液体通过喷嘴从塔顶流下,气体从塔底向上吹,气液逆向接触,接触面大。
所以在今后的工程中,实际吹脱速度将可能大于试验数—02—试验研究 工业水处理1999—07,19(4)据。
表3 加碱量吹脱前NH3-N /mg・L-1吹脱后NH3-N/mg・L-1NH3-N去除量/g・L-1计算加碱 量3/g・L-1实际加碱 量/g・L-17516162230125129151109140 7261961791914414160 4291571092016516120 33014711924153261007434101486185195161999140 1651271272018114160 701071362114416120 9911713324196261007268181998195127151059140 1901071082012414160 <50<7122<2110216120 <50<7122<24162261003:计算加碱量为反应和调p H所需碱量313 加碱量 正如前面所述,氨氮废水中存在着一个平衡:NH4++ OH-NH3+H2O。
当p H为中性时,氨氮主要以铵离子(NH4+)形式存在。
当p H为碱性时,氨氮主要以游离氨(NH3)的状态存在。
如果废水中氨氮全部以铵离子(NH4+)形式存在,根据反应式,每克氨氮所需21857g NaOH。
由于试验所用的废水碱性(p H=9145),所以存在着一定量的游离氨,因此基本上所加碱量均低于计算加碱量(表3)。
p H13时例外,为了将废水调至p H13,所加的碱量猛增(表1)。
而吹脱后大量氨氮去除,但p H下降很少(表1),笔者认为当p H为13时,废水中的某些成分起着一个缓冲作用。
4 结论 上海某制药厂的高浓度氨氮废水(NH3—N=7200～7500mg/L),通过实验室的静态吹脱试验,在p H为10～13,温度为30～50℃范围内,氨氮吹脱效率为7013%～9913%。