气水比对废水吹脱除氮效果的影响

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果表明 ,含氨废水在各种不同的 p H 值 (8188~11188) 和布水负荷率 (1192m3/ (m3·h) ~4181m3/ (m3·h) 条件 下 ,其吹脱除氮效果与试验范围内的气水比 ( 758m3/ (m3·h) ) - 5428m3/ (m3·h) ) 均有密切关系 ,气水比较 大 ,吹脱除氮效果也较好 。例如 ,从表 4 和图 4 可以看 出 ,当吹脱塔布水负荷率为 214m3/ (m3·h) ,废水 p H = 10152 ,水温 3310 ℃,吹脱气水比从 1821m3/ ( m3·h) 提 高至 4343m3/ ( m3 ·h) , 吹脱后废水的氨氮浓度可从 315mg/ l 降至 138mg/ l ,氨氮去除率可从 3814 %提高 至 7310 % , 气水比对于氨氮去除率的影响十分明显 。 同时 ,试验结果也表明气水比对于氨氮去除率的影响 程度在不同的 p H 值和布水负荷率条件下也有所不 同。
表 2 测试方法与测试仪器
序号
测试项目
测试方法与测试仪器
1
废水流量
L ZB - 50 型玻璃转子流量计
2
空气流速
QDF - 3 型热球式风速仪
3
氨氮
蒸馏法
4
pH
PHS - 4 型酸度计
5
水温
水银温度计
图 1 试验流程图
3 试验结果与分析
311 试验结果 含 氨 造 气 废 水 在 各 种 不 同 的 p H 值 ( 8188 ~ 11188) 、布水负荷率 (1192m3 ( m2·h) ~4181m3 ( m2·h) 和气水比 (758m3/ ( m3·h) ~5428m3/ ( m3·h) 条件下吹 脱的试验结果分别见表 3 、表 4 和表 5 。各种工况条件 下气水比一氨氮去除率关系图分别见图 3~图 5 。吹 脱试验时废水水温为 32 ℃~3315 ℃。
风量 ( M3/ h)
1366 1846 3257 2438 1366 3257 2438 3257
表 4 调整 p H = 10152 时吹脱的测试结果
布水负荷率 m3/ ( m2·h)
4181 4181 7121 4181 2140 4181 2140 2140
气水比 m3/ ( m3·h)
911 1231 1488 1625 1821 2171 3251 4343
水样 编号
1 2 3 4 5 6 7 8
水量 ( M3/ h)
1150 2125 1150 0175 2125 1150 0175 0175
风量 ( M3/ h)
1137 1755 2109 1135 3986 3986 2109 3986
表 3 直接吹脱 (p H = 8188~9116) 的试验结果
图 3 直接吹脱时气水比 - N H4 - N 去除率关系图 图 4 p H 调至 10152 时气水比 - N H4 - N 去除率关系图
四川环境 2000 年第 19 卷第 1 期
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图 5 p H 调至 11188 时气水比 - N H4 - N 去除率关系图
312 吹脱气水比与氨氮去除率的关系 根据文献报道 ,吹脱气水比在 5000m3/ ( m3·h) 以 下时 ,减少气水比则氨氮去除率明显降低[3 ] 。试验结
The Effects of Air - to - Liquid Ratio on Removal of Ammonia by Air Stripping Yang Jian Wu Yifan Cheng Jie
( Tongji U niversity , S hanghai ,200092) Abstract :The effects of air - to - liquid ratio on removal of ammonia by air stripping ,in t he treatment of wastewater wit h N H4 - N concentration of 500mg/ l - 540mg/ l and temperature of 3210 ℃~3315 ℃,was investigated1 The N H3 stripper operated at different p H con2 trol in t he range of 8188~11188 ,different hydraulic loading rate in t he range of 1192m3/ (m2·h) ~4181m3/ (m2·h) and different air - to - liquid ratio of 758m3/ (m3·h) ~5428m3/ (m3·h) 1It has been found t hat t he ammonia removal efficiency and t he effluent quality of t he stripper were improved evidently when air - to - liquid ratio increased1 The experimental results demonstrated t hat t he rate of ammonia transfer is enhanced from 4614 % to 8111 % by raising air - to - liquid ratio from 1755m3/ (m3·h) to 5428m3/ (m3·h) wit h hydraulic load2 ing rate of 214m3/ (m2·h) and p H control of 111881 Key Words :Ammonia nitrogen , air stripping ,p H control ,air - to - liquid ratio ,hydraulic loading rate1
四川环境 2000 年第 19 卷第 1 期
有助于氨气从废水中逸出 。同时 ,轴流风机分别从塔 顶抽吸空气和从塔底向上吹送空气 ,使水 、气对流而充 分接触 ,呈气态的游离氨则从废水中转移释放到空气 中 ,从而达到废水脱氨的效果 。 试验用氨氮吹脱塔高 3110 米 ,直径 0163 米 。吹 脱塔由塔顶轴流风机 、收水器 、进水布水器 、填料 、集水 器 、进风管以及进风管轴流风机组成 ,如图 2 所示 。填 料采用水泥制 50 毫米 ×50 毫米格子填料 ,以促进水 滴与空气的相互接触 。 213 测试方法与测试仪器
布水负荷率 m3/ ( m2·h)
4181 7121 4181 2140 7121 4181 2140 2140
气水比 m3/ ( m3·h)
758 780 1406 1513 1772 2657 2812 5315
pH 进水 出水
8188 8175 8188 8178 9116 8180 8188 8170 9116 8196 9116 8156 9116 8168 9116 8136
水温 ( ℃) 进水 出水
3210 2710 3210 2710 3315 2610 3215 2610 3315 2710 3315 2516 3315 2418 3315 2412
水样 编号
1 2 3 4 5 6 7 8
水量 ( M3/ h)
1150 1150 2125 1150 0175 1150 0175 0175
四川环境 2000 年第 19 卷第 1 期 文章编号 :1001 - 3644 (2000) 01 - 33 - 04
气水比对废水吹脱除氮效果的影响
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杨 健 吴一繁 陈 杰
(同济大学环境科学与工程学院 上海 200092)
摘 要 :废水中含有的氨氮可通过游离氨的挥发作用加以去除 。通过加碱提高废水的 PH 值 ,可将废水中绝大部分的氨氮转化 为游离氨而被吹脱 。化肥厂氨氮废水的中型吹脱试验表明 :当废水的水温 、p H 值 、布水负荷率以及吹脱塔填料形式一定时 ,氨氮吹 脱塔的气水比在所试验工况条件下均影响氨氮的去除效果 ,但其影响程度在不同的 p H 值和布水负荷率条件下也有所不同 。当吹 脱塔布水负荷率为 214m3/ m2·h) ,废水 p H = 11188 ,水温 3210 - 3315 ℃,吹脱气水比从 1755m3/ ( m3 ·h) 提高至 5428m3/ ( m3 ·h) ,吹 脱后氨氮的出水浓度从 272mg/ l 降至 96mg/ l ,氨氮去除率从 4614 % ,提高至 8111 %。 关键词 :氨氮 吹脱 p H 控制 气水比 布水负荷率 中图分类号 : X703 文献标识号 :A
收稿日期 :1999 - 06 - 14 第一作者 :杨 健 ,男 ,46 岁 ,1977 年 2 月毕业于同济大学 ,环境科学与
工程学院博士研究生 ,副教授 。
影响废水的氨气从水中向大气转移的主要因素之一 。 从理论上进行分析 ,废水和空气中气态氨的浓度差是 废水中气态氨向空气中释放传质的直接推动力 ,为了 最大限度地加快废水中氨气的释放转移 ,吹脱工艺必 须将吹脱空气快速循环 ,使之所含氨气浓度尽可能低 , 接触和搅动废水水滴的机会尽可能多 。 吹脱氨所需的气水比理论值可根据亨利定律和吹 脱塔中气 、水的物料平衡关系进行计算 ,理论上 20 ℃ 时氨氮完全吹脱所需的最小气水比为 2280m3/ ( m3 · h) 。但实际所需气水比还取决于废水的水温 、p H 值以 及吹脱塔的高度 、布水和布气的方式 、填料形式等诸多 工程因素 。本试验设计了氨氮吹脱时不同的 p H 值 、 布水负荷率和气水比条件 ,探讨和研究在各种工况条 件下吹脱气水比对废水脱氮效果的影响 。
பைடு நூலகம்
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2 材料与方法 211 试验用废水水质
试验用废水采用河南省淅川县化肥厂的含氮造气 污水 ,其水质情况见表 1 。
表 1 造气污水水质情况
废水种类
pH
N H4 - N ( mg/ l) 水温 ( ℃)
造气废水
8188~9116
500~550
3210~3315
212 试验方案与工艺流程
1 前 言 含氨氮废水中的氨氮多以氨离子 (B H4+ ) 和游离
氨 (N H3) 的状态存 在 , 其 平 衡 关 系 为 : N H3 + H2O = N H4+ + O H - [1 ] 。当废水的 p H 为 7 左右时 ,氨氮多以 N H4+ 的状态存在 。随着 p H 的升高 ,游离氨所占比例 逐渐增大 。当 p H 升至 11 以上时 ,游离氨所占比例可 达 90 %以上[2 ] 。此时利用空气吹脱等物理作用便可 易于促使废水中的氨气从水中向大气转移 ,从而达到 废水脱氮的目的 。当废水的水温 、p H 值 、布水负荷率 以及吹脱塔填料形式一定时 ,氨氮吹脱塔的气水比是
图 2 氨氮吹脱塔构造图
吹脱除氮试验分别按 (1) 造气废水直接吹脱与 (2) 将废水 p H 值调整至 10152 ,11188 后吹脱等工况条件 进行 ,试验工艺流程见图 1 。试验采用氢氧化钠作为 碱剂将调节池中废水的 p H 值进行调整 ,然后由水泵 将废水提升至吹脱塔的上部喷淋到填料上形成水滴 。 废水刚形成水膜时的表面张力最小 ,单位体积废水的 气态氨释放量最大 ;一旦形成水滴后 ,气态氨的转移量 也就增加很少 ,因此通过适当的布水负荷率和填料使 含氨废水在自上而下的喷淋过程中反复形成细小水滴
pH 进水 出水
10152 10143 10152 10142 10152 10127 10152 10129 10150 10140 10152 10127 10152 10123 10152 10119
N H4 - N ( mg/ l) 进水 出水 去除率
537 503 613 % 537 514 413 % 510 488 413 % 537 496 716 % 510 424 1619 % 510 434 1419 % 510 473 713 % 510 390 2315 %
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