蒸氨-吹脫法處理高濃度氨氮污水的工程實踐

潘元兵，趙 佳，梅金龍

（豐益油脂科技有限公司，江蘇連云港，222066）

蒸氨-吹脫法處理高濃度氨氮污水的工程實踐

潘元兵，趙 佳，梅金龍

（豐益油脂科技有限公司，江蘇連云港，222066）

根據(jù)脂肪胺污水高氨氮的特點，提出蒸氨-吹脫的聯(lián)合處理工藝。介紹了該工藝的流程、除氨氮機理和主要設(shè)備。工程實踐表明，該系統(tǒng)具有氨氮去除效率高，操作簡便靈活，系統(tǒng)運行穩(wěn)定的優(yōu)點。

脂肪胺；廢水處理；氨氮；蒸氨；吹脫；

氨氮是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素，如不進(jìn)行處理直接排放會消耗水中大量的溶解氧，惡化水質(zhì)污染環(huán)境[1]。脫除污水中氨氮的方法有很多, 主要有生物硝化-反硝化法、離子交法、折點氯化法、化學(xué)沉淀法、吸附法、濕式催化氧化法、光催化氧化法等[2]。高濃度脂肪胺污水主要來源于表面活性劑企業(yè)、合成氨行業(yè)，選礦藥劑企業(yè)和農(nóng)藥中間體等精細(xì)化學(xué)品公司[3-4]。此類污水中不僅含有高濃度的無機氨氮，還含有高濃度的有機氨氮。通常氨氮含量在1000～5000mg/L的污水，采用普通的吹脫法即可達(dá)到80%左右的去除率，出水和其他污水混合后基本可達(dá)到生化處理的進(jìn)水要求。但對于氨氮濃度＞15000mg/L的高濃度污水，由于高氨氮往往伴隨高有機物濃度，普通的吹脫法無法滿足設(shè)計要求，針對此種高濃度氨氮脂肪胺污水，筆者采用蒸氨-吹脫法聯(lián)合處理工藝，通過一系列的工藝參數(shù)控制和優(yōu)化，污水氨氮去除率在97%以上，COD去除率也在45%以上。

1 污水來源及水質(zhì)

脂肪胺生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中的污水來源于反應(yīng)工藝生成水，真空系統(tǒng)蒸汽冷凝水，尾氣吸收污水和清洗污水。這些污水混合后進(jìn)入原水池，經(jīng)測定氨氮最高濃度達(dá)21985 mg/L，COD 8925 mg/L，外觀淺乳白色，設(shè)計污水處理量200 t/d。

2 工藝說明

2.1 工藝流程

由生產(chǎn)車間來的污水氨氮濃度較高，可生化性差，先進(jìn)入原水池收集，再進(jìn)行蒸氨-吹脫聯(lián)合處理。工藝流程見圖1。

圖1 脂肪胺污水處理流程

2.2 預(yù)處理

脂肪胺生產(chǎn)中產(chǎn)生的污水含有一定的油類，主要以浮油和乳化油的形式存在。預(yù)處理工序先加入液堿和混凝劑調(diào)整pH，改變污水的界面性質(zhì)，使溶解于水中的有機胺破乳分離。同時，過量的液堿把污水中的銨鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x氨和鹽，對后續(xù)蒸氨和吹脫有一定幫助。

2.3 蒸氨

經(jīng)過預(yù)處理的污水在進(jìn)入蒸氨塔前需進(jìn)行過濾除雜，以保證蒸氨塔內(nèi)規(guī)整填料的效率和清潔度。蒸氨工藝依據(jù)蒸發(fā)冷凝的原理，利用蒸汽間接加熱，氨水中的氨受熱蒸發(fā)后，再經(jīng)過冷凝使氨水液化。

2.4 吹脫

吹脫法去除氨氮操作簡便、易于控制，一般將空氣通入廢水中，改變氣體溶解于水中所建立的氣液平衡關(guān)系，使這些易揮發(fā)物質(zhì)由液相轉(zhuǎn)為氣相，然后予以收集或者擴散到大氣中去。實踐過程中將來自蒸氨塔底采出的廢水簡單降溫后由泵送至吹脫塔，塔內(nèi)設(shè)置填料，以促進(jìn)空氣和水的充分接觸。廢水從塔的上部噴淋到填料上形成分散的水滴，同時由風(fēng)機從塔底吹入空氣，使氣水充分接觸，游離氨從廢水中吹出。

2.5 主要設(shè)備

主要設(shè)備見表1。

表1 主要設(shè)備

3 工程運行

為驗證蒸氨-吹脫工藝的氨氮去除效果，在系統(tǒng)調(diào)試時以8 m3/h水處理量為基礎(chǔ)，分別考察了預(yù)處理pH、蒸氨進(jìn)水溫度、蒸氨塔底溫度、吹脫溫度、吹脫氣液比等因素。以下為工程調(diào)試時的各項數(shù)據(jù)。

表2 蒸氨-吹脫系統(tǒng)調(diào)試數(shù)據(jù)

通過上述試驗對比，確定最佳運行參數(shù)，預(yù)處理pH 13.0、蒸氨進(jìn)水溫度75℃、蒸氨塔底溫度95℃、吹脫溫度35℃、吹脫氣液比200，出水氨氮均低于600mg/L，滿足后續(xù)的生化處理要求。該系統(tǒng)氨氮去除率在97%以上，COD去除率在45%以上。

4 結(jié)論和建議

（1）蒸氨-吹脫法處理高濃度氨氮污水具有較理想的效果，出水氨氮可穩(wěn)定在600mg/L以下。進(jìn)入生化系統(tǒng)進(jìn)一步處理后，氨氮可達(dá)國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)15 mg/L。

（2）蒸氨-吹脫法工藝需要使用低壓蒸汽加熱脫氨，運行成本偏高，不適用于氨氮濃度低于10000mg/L，水量大于500 t/d的污水處理系統(tǒng)；

（3）蒸氨塔運行一階段后，污水中溶解的鈣鎂離子易在塔內(nèi)形成碳酸鹽，蒸氨效率降低，需定期對蒸氨系統(tǒng)進(jìn)行清洗維護(hù)。

（4）蒸氨過程回收的15%氨水可回用于生產(chǎn)，按照外購氨水價格500元/噸計算，節(jié)省費用80萬/年。

[1] 劉文龍，錢仁淵，包宗宏．吹脫法處理高濃度氨氮廢水[J]．南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2008, 30 (4) ：56- 59．

[2] 仝武剛，王繼徽，劉大鵬．高濃度氨氮廢水的處理現(xiàn)狀與發(fā)展[J].工業(yè)水處理， 2002, 22 ( 9) ：9- 12．

[3] 楊綠，何慶琳．低碳脂肪胺生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用[J] ．精細(xì)與專用化學(xué)品，2011，19(2)：9- 12．

[4] 陶景忠，劉志奎．含胺選礦藥劑生產(chǎn)廢水生物處理工程實例[J]．化工礦物與加工，2006，27（6）：28-29．

Engineering Practice on Treatment of High Concentration Ammonia-Nitrogen Waste Water by Ammonia Evaporation-Air Stripping Process

Pan Yuanbing , Zhao Jia , Mei Jinlong
(Wilmar Oleochemicals, Lianyungang 222066, Jiangsu, China)

Based on the high concentration of ammonia nitrogen included in waste water during aliphatic amine production, the treatment technology of ammonia evaporation-air stripping was proposed. The process fl ow, ammonia-nitrogen removal mechanism and main equipment were introduced. Engineering practice showed that ammonia evaporation-air stripping system features high-efficiency ammonia-nitrogen removal, easy and fl exible to handle, and stable operation.

ammonia-nitrogen ; ammonia evaporation ; air stripping ;

TQ649.4

A

1672-2701（2017）10-80-03