吹脫法去除廢水中氨氮的試驗

肖成成

（重慶鋼鐵能源環保部，重慶 401254）

前言

去除氨氮的常規方法有生化法、折點加氯法、空氣吹脫法、MAP 沉淀法、高級氧化法、沸石脫氨法等。其中，空氣吹脫法因設備簡單、維護方便，在一些條件受限的場所應用較多。下面主要介紹利用循環水系統中常見的蒸發空冷器換熱設備去除低濃度氨氮廢水的試驗過程，通過此試驗的介紹可為廢水中氨氮的去除提供一種新思路、新方法。

1 原理

使用空氣吹脫法去除氨氮，即:將含氨氮廢水值調成堿性，則NH3-N 主要以游離氨（NH3）狀態存在，利用水中游離氨（NH3）易從水中吹脫的特點，將廢水通過蒸發空冷器噴淋循環，則水中的游離氨（NH3）與空氣逆向接觸從水中被吹脫。

2 試驗

2.1 試驗條件

試驗藥劑：氫氧化鈉（片堿）。

試驗水量：噴淋循環水量170 m3/h；廢水補充（處理）量30 m3/h。

試驗時間：2019 年11 月27 日～12 月13 日，合計13天（工作日）。

試驗環境條件：氣溫7～11 ℃。

試驗裝置：重鋼鐵前空壓站4#蒸發空冷器。

2.2 工藝流程

鐵前空壓站4#蒸發空冷器停止使用原工業新水補水，將含氨氮的廢水用潛水泵抽送到鐵前空壓站4#蒸發空冷器噴淋水池內，作為水池補水使用。4#蒸發空冷器按照正常運行方式運行，即:全開3 臺風機及1 臺噴淋水泵。向水池內投加氫氧化鈉（片堿），調節水池內循環水的pH 值為8～13。噴淋水池保持溢流排放至生產廢水排水管網，進入污水處理站進行進一步處理。試驗裝置示意簡圖見圖1。

圖1 試驗裝置示意簡圖

試驗工藝流程示意圖見圖2。

圖2 試驗工藝流程示意圖

2.3 試驗結果分析

2.3.1 試驗結果匯總見表1、表2。

表1 蒸發空冷器去除氨氮化驗結果匯總

表2 不同pH值下氨氮的去除率統計

2.3.2 結果分析

從表2、圖3可看出，當水中pH值為8.6～9時，對水中氨氮的去除率＜50%；當水中pH 值為9～10 時，對水中氨氮的去除率在60%～80%之間；當水中pH值≥10時，對水中氨氮的去除率＞80%。pH值越高對氨氮的去除率越高，呈正相關。當水中pH 值大于12時，對氨氮的去除效果最好，最高可達到90%。

圖3 不同pH值下氨氮的去除率

將含氨氮的廢水補入蒸發空冷器，作為補水使用，可節約工業新水消耗；同時系統直補直排的運行方式，可保持循環水溫度較低，有利于蒸發空冷器降溫，且試驗結束后檢查蒸發空冷器填料、換熱器、風機等均未見異常。

2.4 建議

因循環水長期保持高pH 值運行，換熱器表面會堿結晶。從近13天試驗情況看，換熱器表面未出現堿結晶、結垢，但實際使用中可能存在，建議定期對換熱器進行檢查、清洗。

因空氣吹脫法吹出來的氨氣可能會造成大氣二次污染，本試驗過程通過重鋼區域的空氣在線監測，未發現污染情況，但在應用中應注意空氣檢測避免發生二次污染。

3 消耗分析

藥劑消耗：處理30 m3/h 的氨氮廢水，每日消耗50～75 kg氫氧化鈉，噸水藥劑消耗69～104 g。

電耗：可直接使用正在運行的蒸發空冷器，不額外增加電耗。

4 結論

使用蒸發空冷器去除氨氮是可行的，當pH 大于12 時，對氨氮的去除效果最好。同類企業，若現有氨氮處理系統無法處理高氨氮的廢水，可利用廠區內正在運行的蒸發空冷器對氨氮廢水進行初步處理后再排入氨氮處理系統，降低系統的處理負荷。此外，正在運行的蒸發空冷器因存在熱交換，循環水溫較高，有利于對氨氮的去除，不額外增加電耗。本試驗可對去除廢水中氨氮含量的裝置選擇及方式方法提供一種借鑒、參考。