吹脱法去除废水中氨氮的试验

肖成成

（重庆钢铁能源环保部，重庆 401254）

前言

去除氨氮的常规方法有生化法、折点加氯法、空气吹脱法、MAP 沉淀法、高级氧化法、沸石脱氨法等。其中，空气吹脱法因设备简单、维护方便，在一些条件受限的场所应用较多。下面主要介绍利用循环水系统中常见的蒸发空冷器换热设备去除低浓度氨氮废水的试验过程，通过此试验的介绍可为废水中氨氮的去除提供一种新思路、新方法。

1 原理

使用空气吹脱法去除氨氮，即:将含氨氮废水值调成碱性，则NH3-N 主要以游离氨（NH3）状态存在，利用水中游离氨（NH3）易从水中吹脱的特点，将废水通过蒸发空冷器喷淋循环，则水中的游离氨（NH3）与空气逆向接触从水中被吹脱。

2 试验

2.1 试验条件

试验药剂：氢氧化钠（片碱）。

试验水量：喷淋循环水量170 m3/h；废水补充（处理）量30 m3/h。

试验时间：2019 年11 月27 日～12 月13 日，合计13天（工作日）。

试验环境条件：气温7～11 ℃。

试验装置：重钢铁前空压站4#蒸发空冷器。

2.2 工艺流程

铁前空压站4#蒸发空冷器停止使用原工业新水补水，将含氨氮的废水用潜水泵抽送到铁前空压站4#蒸发空冷器喷淋水池内，作为水池补水使用。4#蒸发空冷器按照正常运行方式运行，即:全开3 台风机及1 台喷淋水泵。向水池内投加氢氧化钠（片碱），调节水池内循环水的pH 值为8～13。喷淋水池保持溢流排放至生产废水排水管网，进入污水处理站进行进一步处理。试验装置示意简图见图1。

图1 试验装置示意简图

试验工艺流程示意图见图2。

图2 试验工艺流程示意图

2.3 试验结果分析

2.3.1 试验结果汇总见表1、表2。

表1 蒸发空冷器去除氨氮化验结果汇总

表2 不同pH值下氨氮的去除率统计

2.3.2 结果分析

从表2、图3可看出，当水中pH值为8.6～9时，对水中氨氮的去除率＜50%；当水中pH 值为9～10 时，对水中氨氮的去除率在60%～80%之间；当水中pH值≥10时，对水中氨氮的去除率＞80%。pH值越高对氨氮的去除率越高，呈正相关。当水中pH 值大于12时，对氨氮的去除效果最好，最高可达到90%。

图3 不同pH值下氨氮的去除率

将含氨氮的废水补入蒸发空冷器，作为补水使用，可节约工业新水消耗；同时系统直补直排的运行方式，可保持循环水温度较低，有利于蒸发空冷器降温，且试验结束后检查蒸发空冷器填料、换热器、风机等均未见异常。

2.4 建议

因循环水长期保持高pH 值运行，换热器表面会碱结晶。从近13天试验情况看，换热器表面未出现碱结晶、结垢，但实际使用中可能存在，建议定期对换热器进行检查、清洗。

因空气吹脱法吹出来的氨气可能会造成大气二次污染，本试验过程通过重钢区域的空气在线监测，未发现污染情况，但在应用中应注意空气检测避免发生二次污染。

3 消耗分析

药剂消耗：处理30 m3/h 的氨氮废水，每日消耗50～75 kg氢氧化钠，吨水药剂消耗69～104 g。

电耗：可直接使用正在运行的蒸发空冷器，不额外增加电耗。

4 结论

使用蒸发空冷器去除氨氮是可行的，当pH 大于12 时，对氨氮的去除效果最好。同类企业，若现有氨氮处理系统无法处理高氨氮的废水，可利用厂区内正在运行的蒸发空冷器对氨氮废水进行初步处理后再排入氨氮处理系统，降低系统的处理负荷。此外，正在运行的蒸发空冷器因存在热交换，循环水温较高，有利于对氨氮的去除，不额外增加电耗。本试验可对去除废水中氨氮含量的装置选择及方式方法提供一种借鉴、参考。