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氣提脫氨處理工藝在污水處理的應(yīng)用論文
［摘要］氣體脫氨技術(shù)不僅能降低廢水中的含氨量，保護環(huán)境，而且能將提濃后的氨水變成銨鹽回收再利用，提高經(jīng)濟效益。采用氣提脫氨技術(shù)處理高濃度含氨廢水，實現(xiàn)了投資少、流程短、設(shè)備少、操作簡便和脫氮效果穩(wěn)定的目標。運行結(jié)果表明，采用該技術(shù)處理高濃度含氨污水中氨氮值設(shè)計能夠達到4000mg/L以上，NH3－N去除率能都達99%以上。
［關(guān)鍵詞］氣提脫氨;高濃度含氨廢水;蒸汽循環(huán)熱泵;環(huán)境保護
隨著化工技術(shù)的發(fā)展，污水排放標準越來越嚴格，高度重視環(huán)境保護，在治理污水的同時，不產(chǎn)生二次污染是污水處理考慮的重要因素。在二甲苯異構(gòu)化催化劑、高硅ZSM－5、低硅絲光、CDM－5沸石等的生產(chǎn)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(shù)不僅能降低廢水中的含氨量，保護環(huán)境，而且能將提濃后的氨水變成銨鹽回收再利用，提高經(jīng)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(zhuǎn)變成游離氨，其反應(yīng)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(yīng)生成硫酸銨，其反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生的蒸汽通過循環(huán)熱泵循環(huán)使用，達到節(jié)能的目的。
2工藝流程
富含氨氮的污水(10℃～30℃，pH=3～8)由生產(chǎn)車間通過管道自流排入污水收集池，然后經(jīng)泵進入系統(tǒng)，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(huán)熱泵進入吸收塔底部，吸收塔中吸收液為硫酸，并在塔內(nèi)循環(huán)，通過檢測硫酸pH值往塔內(nèi)按比例補充硫酸和水，當塔底液位高于設(shè)定值時，塔底硫酸銨冷卻后排出，如圖1所示。
3運行參數(shù)
進水水質(zhì):NH3－N濃度不大于4000mg/l，pH值11．0～12．0。出水水質(zhì):NH3－N濃度不大于8mg/L，pH值10．0～11．0(需要后續(xù)調(diào)節(jié)pH值，合格后外排)。處理污水量:設(shè)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(guān)鍵參數(shù):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(jié)果4．1．1污水處理量及處理后污水分析結(jié)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(diào)整到7t/h，氨氮污水處理裝置處理能力正常值5t/h，設(shè)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(jīng)過24個小時連續(xù)6t/h進料，且處理后污水合格，裝置處理量達到設(shè)計值。處理后污水基本小于6g/ml，在分析數(shù)據(jù)中，有四組數(shù)據(jù)超設(shè)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(shù)據(jù)基本在3～4g/ml之間，達到設(shè)計值8g/ml以下。4．1．2處理前污水分析結(jié)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(guān)鍵控制點，一般控制在2～3，此次控制較為平穩(wěn)。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(jié)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(diào)整到7t/h，而此時加熱蒸汽量調(diào)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(shù)后，重新取樣分析數(shù)據(jù)合格。由此可見，脫氨塔溫度是關(guān)鍵控制點，如達不到反應(yīng)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(yīng)的劇烈程度和通入蒸汽量大小有關(guān)，緩慢升溫可以使氨解析量穩(wěn)定，通過硫酸吸收反應(yīng)不劇烈，保證塔內(nèi)壓力控制穩(wěn)定。4．2．4脫氨塔液位由圖6可見，脫氨塔的液位控制穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)液位平衡。
5結(jié)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(shè)計值99．0%，脫氨塔、吸收塔、蒸汽循環(huán)熱泵、換熱器等主要設(shè)備運行良好，但由于氨氮濃度未達到設(shè)計值(4000mg/L)，物耗、能耗方面與設(shè)計值有一定差異，初步結(jié)論裝置處理量達到設(shè)計值，處理效果顯著。
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