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氣提脫氨處理工藝在污水處理的應用論文
［摘要］氣體脫氨技術不僅能降低廢水中的含氨量，保護環境，而且能將提濃后的氨水變成銨鹽回收再利用，提高經濟效益。采用氣提脫氨技術處理高濃度含氨廢水，實現了投資少、流程短、設備少、操作簡便和脫氮效果穩定的目標。運行結果表明，采用該技術處理高濃度含氨污水中氨氮值設計能夠達到4000mg/L以上，NH3－N去除率能都達99%以上。
［關鍵詞］氣提脫氨;高濃度含氨廢水;蒸汽循環熱泵;環境保護
隨著化工技術的發展，污水排放標準越來越嚴格，高度重視環境保護，在治理污水的同時，不產生二次污染是污水處理考慮的重要因素。在二甲苯異構化催化劑、高硅ZSM－5、低硅絲光、CDM－5沸石等的生產時，需要使用氨水、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨等化工原料，造成廢水中氨氮(NH3－N)濃度較高。氣體脫氨技術不僅能降低廢水中的含氨量，保護環境，而且能將提濃后的氨水變成銨鹽回收再利用，提高經濟效益。
1工藝原理
當廢水中pH值在11．5～12．0時，溶液中銨離子將轉變成游離氨，其反應原理如下:NH4++OH－譔H3+H2O此時廢水中的游離氨通過蒸汽汽提的方法易于從液相進入氣相，進入氣相的氨與稀硫酸反應生成硫酸銨，其反應方程如下:2NH3+H2SO4(NH4)2SO4生成的硫酸銨可作為催化劑制備過程中的原料回用，凈化后的蒸汽和放熱反應產生的蒸汽通過循環熱泵循環使用，達到節能的目的。
2工藝流程
富含氨氮的污水(10℃～30℃，pH=3～8)由生產車間通過管道自流排入污水收集池，然后經泵進入系統，與處理合格的污水通過板式換熱器換熱，同時向管道入口中加入氫氧化鈉，使得pH上升到12，污水從汽提塔頂部噴淋而下，蒸汽從汽提塔底部進入，加熱污水，溫度上升到所需溫度，游離氨從污水中析出，氨與蒸汽混合氣體從脫氨塔塔頂排出，通過蒸汽循環熱泵進入吸收塔底部，吸收塔中吸收液為硫酸，并在塔內循環，通過檢測硫酸pH值往塔內按比例補充硫酸和水，當塔底液位高于設定值時，塔底硫酸銨冷卻后排出，如圖1所示。
3運行參數
進水水質:NH3－N濃度不大于4000mg/l，pH值11．0～12．0。出水水質:NH3－N濃度不大于8mg/L，pH值10．0～11．0(需要后續調節pH值，合格后外排)。處理污水量:設計值5000kg/h，運行過程中逐漸增加到7t/h，并且處理后氨氮污水氨氮含量合格。運行關鍵參數:脫氨塔運行溫度100℃，吸收液pH值不大于3．5。
4運行效果
4．1裝置處理結果4．1．1污水處理量及處理后污水分析結果由圖2可知:總計裝置開工運行時間為49h，隨著裝置開工運行時間，污水處理量由3t/h調整到7t/h，氨氮污水處理裝置處理能力正常值5t/h，設計值6．25t/h，開工初期，處理量控制在3t/h，后逐步增加到5t/h、5．5t/h、6t/h，經過24個小時連續6t/h進料，且處理后污水合格，裝置處理量達到設計值。處理后污水基本小于6g/ml，在分析數據中，有四組數據超設計值，主要原因是取樣時溫度未達控制指標。除此控制波動外，其余數據基本在3～4g/ml之間，達到設計值8g/ml以下。4．1．2處理前污水分析結果裝置開工前分析污水氨氮含量在2000mg/L左右。4．2主要工藝指標4．2．1吸收液pH值由圖3可知:硫酸吸收液pH值是關鍵控制點，一般控制在2～3，此次控制較為平穩。在裝置開工運行的前幾個小時，需要升溫脫氨，吸收液的pH逐漸升高。pH計玻璃電極極易損壞，每次開工結束需用3mol/L氯化鉀溶液進行保護，冬季需拆卸放置在室溫保存。4．2．2脫氨塔溫度由圖4可知:脫氨塔塔頂、塔釜溫度要求控制在97℃～102℃，裝置運行期間97℃～99℃之間，滿足控制要求。在裝置運行29h裝置處理量調整到7t/h，而此時加熱蒸汽量調整幅度小，脫氨塔溫度降至96℃，此時取樣分析處理后污水氨氮值為20．73mg/L，提高塔釜溫度達到控制參數后，重新取樣分析數據合格。由此可見，脫氨塔溫度是關鍵控制點，如達不到反應溫度，氨不能充分解析，導致處理后污水氨氮不達標。4．2．3脫氨塔壓力由圖5可見，脫氨塔在運行期間氣相壓力未超過7kPa，由于此裝置尾氣直通大氣，整個裝置基本在常壓下控制，塔頂、塔釜壓力主要與反應的劇烈程度和通入蒸汽量大小有關，緩慢升溫可以使氨解析量穩定，通過硫酸吸收反應不劇烈，保證塔內壓力控制穩定。4．2．4脫氨塔液位由圖6可見，脫氨塔的液位控制穩定，能夠實現液位平衡。
5結語
此次開工氨氮污水裝置開工達到正常處理量5t/h，而且處理效果顯著，原水從2000mg/L處理到3mg/L，去除率達到99．85%，超過設計值99．0%，脫氨塔、吸收塔、蒸汽循環熱泵、換熱器等主要設備運行良好，但由于氨氮濃度未達到設計值(4000mg/L)，物耗、能耗方面與設計值有一定差異，初步結論裝置處理量達到設計值，處理效果顯著。
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