基于复合脱氮剂-吹脱法处理高浓度氨氮废水的装置与应用

2022-09-28蒋晓英李如意汤俊彦

安徽化工 2022年5期

蒋晓英，冀云，李如意，汤俊彦

（1.常州赛蓝环保科技有限公司，江苏常州 213002；2.常州大学环境与安全工程学院，江苏常州 213164；3.江苏弘环环保工程有限公司，江苏常州 213176）

当今我国除了“十一五”规划指定控制COD、SO2的排放总量，氨氮和氮氧化物被新添入总量控制指标体系，明确提出氨氮减排10%的目标[1]。新型生物脱氮技术包括短程硝化反硝化、好氧反硝化、厌氧氨氧化等[2-3]。本文拟在传统吹脱法[4-16]处理高浓度氨氮废水基础上，加入有机复合脱氮剂，经模拟实验，研究了不同条件对废水中氨氮的去除效果[17-18]。

1 实验部分

1.1 装置与工艺流程

装置与工艺流程见图1，其中加药罐与氨气吸收装置材质为无规共聚聚丙烯（PPR），调节池和脱氮塔材质为钢铁；调节池容积1.0 m3，脱硝塔尺寸Φ1.2×5.0 m，由五级递阶结构组成，每层高度1.0 m，可调节地表水位。气体通过中空的中心通道。吸收塔直径1.0～4.8 m。为两级逆流吸收，吸收液为稀硫酸，风机的根部通过多孔管从每个托盘的底部向上流动曝气气体，曝气速率由带阀门的转子流量计控制。污水经管道进入调节罐，用碱、脱氮剂调节pH值。必要时用蒸汽加热。充分混合后，将提升泵提升至脱硝塔顶部，喷淋均匀分布在塔板的整个表面。同时采用多孔曝气风道。曝气后，水中的游离氨可通过气液界面传递到气相，从而去除水中的氨氮。

图1 试验装置与工艺流程

1.2 材料与仪器

常州市某生化制药厂废水，pH为8.0～8.5，浊度2 NTU，氨氮浓度约20 000 mg/L，COD约6 000 mg/L；试验用水为自制水；乳酸乙酯、醋酸、甘油、聚乙烯多胺盐、过氧化物钙，均为分析纯。

分光光度计；Thermo Orion 828 pH计；SS19-WGZ-200型光电浊度仪。

2 结果与讨论

2.1 氮剂投加量对氨氮去除率的影响

如表1，按《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》（HJ 535-2009）测定脱氮剂用量对氨氮去除率的影响，有机复合脱氮剂用水稀释体积比为1∶500，脱氮器各层水位高度控制在100 mm，气液比为600∶1，45℃曝气3 h。结果表明，有机复合脱氮剂与吹扫法相结合，能有效地去除高浓度的氨氮废水。可能因有机复合脱氮剂的加入增大气液接触面积，降低溶液表面张力，从而提高了氨的气液传质速率，有利于氨的脱除。

表1 脱氮剂投加量对氨氮去除率的影响

2.2 pH值对氨氮去除率的影响

如表2，脱氮剂投加量为30 mg/L，气液比为600∶1，在45℃、反硝化剂的浓度为30 mg/L、液面深度为100 mm条件下，曝气3 h后废水pH值对氨氮去除率的影响。可以看出，在中性和碱性环境中，氨氮的去除率逐渐提高。可能因为废水中，氨氮主要是以氨离子（NH4+）存在，随着碱的加入，pH值升高，游离氨（NH3）所占比例越来越大。因而一般的吹脱法必须要把废水pH值调节到11.0以上，氨氮的去除率才能达到90%以上[19-20]。