重催高氨氮廢水實驗室處理
2016-01-19 11:40:10白雪汪凌
科技與創新 2016年2期
白雪 汪凌
摘 要：煉油廠重催脫硫廢水氨氮含量嚴重超標，使水體遭到嚴重污染。通過實驗，分析了利用吹脫法降低污水氨氮含量過程中pH值、溫度、吹脫時間三個因素對氨氮脫除效率的影響，以得出利用吹脫法降低重催脫硫污水氨氮含量的最佳操作條件。
關鍵詞：高氨氮廢水；吹脫法；反應時間；吹脫效果
中圖分類號：X703 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.130
氨氮是破壞水體的主要污染物，含量過高會引起水體富營養化，對魚類等水生生物產生毒害作用，引起一系列環境問題，因此，氨氮含量是判斷水體污染程度的一個重要指標。烏石化公司煉油廠重催脫硫裝置廢水的氨氮排放標準為80 mg/L，但實際排放廢水中的氨氮值高達1 000 mg/L以上，對凈化水廠的廢水處理系統產生了很大的沖擊。
目前常用的去除廢水中氨氮的方法有化學沉淀法、吹脫法、吸附法、生物法、離子交換法等。其中，吹脫法是通過調節pH值，將廢水中的銨離子（NH4+）轉化為游離態氨（NH3），然后在汽提塔中通入空氣或蒸汽，將廢水中轉化的游離態氨吹脫至大氣，以達到去除氨氮的目的。本文的目的是通過實驗驗證利用吹脫法處理重催高氨氮廢水時pH值、溫度、吹脫時間三個因素對處理效果的影響。
1 實驗原理和目的
1.1 實驗原理
氨氮在廢水中主要以銨離子（NH4+）和游離（NH3）狀態存在，兩者存在如下平衡：
NH3+H2O?NH4++OH-
當廢水的pH<7時，分子態氨氮不存在；當7
1.2 實驗目的
廢水的pH值、曝氣時間和反應溫度是影響吹脫法去除廢水中氨氮效果的三個重要因素，下面將通過實驗，分別對以上三個條件進行分析、驗證。
2 實驗材料和方法
2.1 實驗材料和設備
實驗所用的廢水：重催脫硫外排廢水，pH為7.18，氨氮值為1 530 mg/L。
試劑：酒石酸鉀鈉、納氏試劑、氫氧化鈉。
設備：pH測試儀、722 s可見光分光光度計、恒溫水浴鍋、曝氣裝置。
2.2 實驗分析方法和工作曲線
本實驗使用《水質 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》中的方法來測定氨氮含量。工作曲線為x=2.803 5y-0.028 6.
3 實驗方法
3.1 pH值對吹脫效果的影響
原水樣的pH值為7.18，取5份水樣（每份150 mL），用氫氧化鈉溶液分別將其pH值調至8.06，9.02，10.01，11.06，12.29，然后在原水溫（26 ℃）下使用曝氣裝置進行吹脫實驗，曝氣時間均為10 min，以此驗證pH值對吹脫效果的影響。
3.2 溫度對吹脫效果的影響
取5份水樣（每份150 mL），均用氫氧化鈉溶液將其pH值調至10，然后放置在恒溫水浴鍋中分別在室溫、30 ℃、50 ℃、70 ℃和100 ℃條件下用曝氣裝置進行吹脫實驗，曝氣時間均為10 min，以此驗證溫度對吹脫效果的影響。
3.3 反應時間對吹脫效果的影響
取5份水樣（每份150 mL），均用氫氧化鈉溶液將其pH值調至10，然后在恒溫水浴鍋中在50 ℃的條件下分別曝氣0 min、5 min、7 min、10 min、20 min，以此驗證反應時間對吹脫效果的影響。
4 實驗結果與討論
4.1 pH值對去除氨氮的影響
從表1可以看出，氨氮的去除率隨著pH值的升高而逐漸增加，pH值為10～11時，去除率增加幅度最大，原因是平衡式為NH4++OH-→NH3+H2O，pH值升高，OH-濃度較高，有利于平衡向右移動，游離氨的濃度增加，有利于氨氮的去除；pH值降低，OH-濃度較低，會使平衡向左移動，此時將不利于氨氮的去除。在實際工程中，建議pH值選用在10～11之間。
4.2 溫度對吹脫效果的影響
隨著溫度的升高，氨氮的去除率不斷增大，原因是NH4++OH-→NH3+H2O反應是吸熱反應，溫度的升高促使平衡向右移動，從而改變了氣相中NH3的平衡分壓，降低了NH3在水中的溶解度。但在實際應用中，反應溫度不建議過高，因為吹脫工藝熱量散失較大，溫度過高會增加運行成本，溫度保持在40～50 ℃最佳。
4.3 反應時間對吹脫效果的影響
隨著吹脫時間的增加，氨氮的去除率一直呈上升趨勢。因此，可依據工程實際情況，盡量增加反應時間，以提高氨氮脫除率。
5 總結
通過以上實驗可以看出，采用吹脫法處理煉油重催脫硫廢水來降低其氨氮含量是可行的，但是由于實驗室儀器條件等的限制以及實際操作過程中未考慮其他因素，利用吹脫法去除氨氮的最佳操作條件和實際氨氮脫除率還需經過實際的工程操作來進一步研究確定。
參考文獻
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〔編輯：王霞〕
