吹脫法處理氨氮廢水的研究和應(yīng)用進(jìn)展

奧斯曼·吐爾地，楊 令，安 迪，王亭杰

（1. 清華大學(xué) 化工系，北京 100084；2. 中國石油 烏魯木齊石化公司化肥廠，新疆 烏魯木齊 830019）

吹脫法處理氨氮廢水的研究和應(yīng)用進(jìn)展

奧斯曼·吐爾地1，2，楊 令1，安 迪1，王亭杰1

（1. 清華大學(xué) 化工系，北京 100084；2. 中國石油 烏魯木齊石化公司化肥廠，新疆 烏魯木齊 830019）

針對(duì)氨氮廢水排放量大、對(duì)水體污染嚴(yán)重的問題，對(duì)吹脫法處理氨氮廢水的研究和應(yīng)用進(jìn)行了綜述。在介紹吹脫法原理和設(shè)備的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了吹脫法處理氨氮廢水過程中，廢水pH、吹脫溫度、氣液比、吹脫時(shí)間等對(duì)氨氮脫除率的影響，提出了吹脫法處理氨氮廢水的優(yōu)化操作參數(shù)。介紹了吹脫法與其他方法聯(lián)合的實(shí)際應(yīng)用效果。對(duì)提高吹脫法的氨氮脫除率提出了進(jìn)一步的研究建議。

氨氮廢水；吹脫法；廢水處理

目前，大量的氨氮廢水排放已經(jīng)成為我國水生態(tài)環(huán)境保護(hù)面臨的一個(gè)重要問題，氨氮已超過COD成為地表水體的主要污染源。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)加快，污染物排放增量造成的壓力巨大。2011年全國廢水中氨氮排放量為2.6 Mt，相當(dāng)于受納水體環(huán)境容量的4倍左右，已成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。高濃度氨氮廢水來源廣泛，且排放量大，如化肥、焦化、石化、制藥、食品、垃圾填埋場(chǎng)等都產(chǎn)生大量的高濃度氨氮廢水。大量氨氮廢水排入水體不僅造成水體富營養(yǎng)化、水體黑臭，且提高了給水處理的難度和成本，甚至對(duì)人群、生物產(chǎn)生毒害作用。氨氮廢水對(duì)環(huán)境的影響已引起環(huán)保領(lǐng)域乃至全球范圍的高度重視。2011年，我國明確提出在“十二五”期間以加強(qiáng)水生態(tài)環(huán)境保護(hù)為工作重心，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)工業(yè)污染的源頭控制［1］。因此，氨氮廢水處理，尤其是工業(yè)氨氮廢水處理在技術(shù)上能否取得突破性進(jìn)展，已經(jīng)成為我國水環(huán)境改善的關(guān)鍵。

多年來，國內(nèi)外對(duì)氨氮廢水處理開展了較多的研究工作，包括生物法、物理法和化學(xué)法等多種處理工藝。生物法有硝化及藻類養(yǎng)殖等；物理法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉等；化學(xué)法有離子交換、吹脫、化學(xué)沉淀、折點(diǎn)氯化、電化學(xué)、催化等。其中，吹脫法多用于處理大流量、中高濃度的氨氮廢水，吹脫出的氨可有效回收利用，并具有設(shè)備簡單、易于操作等特點(diǎn)，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，但因容器容易結(jié)垢、低溫時(shí)氨氮去除效率低、吹脫時(shí)間長、出水氨氮濃度偏高等缺點(diǎn)［2-3］，還需要深入進(jìn)行研究，以明確影響吹脫法的關(guān)鍵因素和影響規(guī)律，通過改進(jìn)技術(shù)以提高氨氮脫除率，為我國開展綜合減排工作提供有力的技術(shù)支撐。

本文對(duì)影響吹脫法的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析，并對(duì)聯(lián)合處理方法及處理效果進(jìn)行綜述。

1 吹脫法的基本原理和設(shè)備

1.1 吹脫法的基本原理

吹脫法的基本原理是利用廢水中所含的氨氮等揮發(fā)性組分的實(shí)際濃度與確定條件下平衡濃度之間存在的差異，在堿性條件下使用空氣進(jìn)行吹脫。由于在吹脫過程中氣相中氨氣濃度始終小于該條件下的平衡濃度，因此廢水中溶解的氨可穿過氣液界面進(jìn)入氣相得以脫除。通常以空氣作為載氣，若用蒸汽作為載氣則稱為汽提法。氨的吹脫是一個(gè)傳質(zhì)過程，推動(dòng)力來自空氣中氨的分壓與廢水中氨濃度相當(dāng)?shù)钠胶夥謮褐睿瑲庀嘀邪钡钠胶夥謮号c液相中氨的平衡濃度符合亨利定律。

吹脫法的原理是解吸過程，氨氮脫除率與溫度、氣液比等因素有關(guān)。常用的吹脫設(shè)備有吹脫池和吹脫塔。

1.2 吹脫池

池面液體與空氣自然接觸或通入曝氣而脫除氨氮的方法稱為吹脫池吹脫法，主要設(shè)備是吹脫池。它適用于水溫較高、風(fēng)速較大、場(chǎng)地開闊且不會(huì)造成周邊空氣污染的區(qū)域。這類吹脫池也兼作貯水池。由于脫出的氨氮直接排入大氣和吹脫效率低等問題，吹脫池的應(yīng)用很少。

1.3 吹脫塔

為了提高吹脫效率，回收有用氣體，防止二次污染，常采用填料塔、板式塔等高效氣液分離設(shè)備，具有占地面積小、易于操作等特點(diǎn)。

填料塔是在塔內(nèi)設(shè)置一定高度的填料層，常用的填料有紙質(zhì)蜂窩、拉西環(huán)、聚丙烯鮑爾環(huán)、聚丙烯多面空心球等。廢水從塔頂噴下，沿填料表面向下流動(dòng)，空氣由塔底鼓入，呈連續(xù)相由下而上同廢水逆流接觸。填料塔具有生產(chǎn)能力大、分離效率高、壓降小、持液量少和操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。

板式塔是在塔內(nèi)安裝一定數(shù)量的塔板，常用的有泡罩塔板、篩板塔板等。廢水與空氣在塔板上相互接觸并傳質(zhì)。塔內(nèi)氣相和液相的氨氮組成沿塔高呈階梯變化。板式塔的處理能力較大、塔板效率穩(wěn)定、操作彈性大，且造價(jià)低，檢修、清洗方便，工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛。

在大型合成氨裝置或蒸汽充足的條件下，氨氮廢水處理一般都采用汽提法（蒸氨法）［4］，汽提法是利用蒸汽與廢水接觸，將廢水中游離氨蒸餾出來，以達(dá)到去除氨氮的目的。當(dāng)向廢水中通入蒸汽時(shí)，蒸汽與廢水在填料表面上逆流接觸進(jìn)行熱、質(zhì)交換，當(dāng)廢水的蒸氣壓超過外界壓力時(shí)，廢水開始沸騰，氨加速轉(zhuǎn)入氣相，廢水中的氨不斷向氣泡內(nèi)蒸發(fā)擴(kuò)散，當(dāng)氣泡上升到液面時(shí)，破裂釋放出其中的氨，大量的氣泡擴(kuò)大了蒸發(fā)表面，強(qiáng)化了傳質(zhì)過程。由于通入的蒸汽升高了廢水的溫度，使得氨分子易于脫除。

國內(nèi)外通常采用的空氣吹脫法流程示意圖如圖1所示。

圖1 空氣吹脫法流程示意圖Fig.1 Process f ow diagram of air stripping method.

2 影響吹脫效率的關(guān)鍵因素

在研究影響吹脫效率的因素方面，萬文玉等［5］在塔內(nèi)對(duì)廢水經(jīng)過加壓霧化與上升的空氣逆向接觸，增加氣液接觸面積，對(duì)氨吹脫的模擬實(shí)驗(yàn)表明，氨氮脫除率隨廢水pH和吹脫溫度的升高、吹脫時(shí)間的延長、空氣量的增大而增加。黃勇等［6］研究了吹脫過程中廢水pH、氣液比、水力負(fù)荷、氨氮負(fù)荷對(duì)氨氮脫除率的影響，確定其影響的顯著程度依次為：廢水pH ＞氣液比＞水力負(fù)荷＞氨氮負(fù)荷。黃海明等［7］對(duì)稀土分離廠排放的氨氮廢水進(jìn)行吹脫實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)廢水pH、吹脫溫度、吹脫時(shí)間和氣液比是影響氨氮脫除率高低的關(guān)鍵因素，廢水中氨氮的初始濃度對(duì)氨氮脫除率沒有影響。

以下就吹脫法中廢水pH、吹脫溫度、氣液比、吹脫時(shí)間對(duì)氨氮脫除率的影響做進(jìn)一步的討論。

2.1 廢水pH對(duì)氨氮脫除率的影響

水中的氨以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）保持平衡，其平衡關(guān)系見式（1）：

氨與銨離子之間的分配率可由式（2）計(jì)算：

式中，Ka為氨離子的電離常數(shù)；Kw為水的電離常數(shù)；Kb為氨的電離常數(shù)；c為組分濃度，mol/L。

由式（1）和式（2）可見，廢水pH是影響游離氨在水中溶解度的主要因素之一，隨廢水pH的增大，液相中氨溶解度降低，平衡向右移動(dòng)，氨氮脫除率增大。

一般用NaOH和Ca（OH）2調(diào)節(jié)廢水pH，由于Ca（OH）2容易使塔設(shè)備結(jié)垢，大多數(shù)情況下使用NaOH作為調(diào)節(jié)劑。周明羅［8］利用逆流吹脫塔處理配制氨質(zhì)量濃度3 000 mg/L的廢水進(jìn)行吹脫，氨氮脫除率隨廢水pH的增大而增大，當(dāng)pH達(dá)到10時(shí)，氨氮脫除率從初始的22.6%提高到75.8%；當(dāng)pH從10增至11時(shí)，氨氮脫除率提高到93.5%；當(dāng)pH大于11時(shí)，氨氮脫除率的變化趨于平緩。Liao等［9］采用曝氣和吹脫法對(duì)養(yǎng)豬業(yè)產(chǎn)生的氨氮廢水進(jìn)行吹脫實(shí)驗(yàn)，對(duì)比廢水pH為9.5，10.5，11.5時(shí)的氨氮脫除率得出，在pH小于10.5時(shí)氨氮脫除率達(dá)到90%所需要的時(shí)間比pH大于10.5時(shí)需要的時(shí)間要長很多，但在pH大于10.5時(shí)氨氮脫除率變化不大，因此確定最佳的廢水pH為10.5。李瑞華等［10］對(duì)氨質(zhì)量濃度為90～700 mg/L的廢水進(jìn)行吹脫實(shí)驗(yàn)，確定最適宜的pH為11。同時(shí)也指出，在調(diào)節(jié)廢水pH時(shí)，NaOH比Ca（OH）2破壞緩沖體系的能力更強(qiáng)。岳培恒等［11］對(duì)褐煤提質(zhì)過程中產(chǎn)生的高濃度氨氮廢水采用吹脫工藝處理時(shí)發(fā)現(xiàn)，氨氮脫除率在30%～90%范圍內(nèi)時(shí)，氨氮脫除率隨廢水pH的增大而增大。由此可見，吹脫法最適宜的廢水pH為11左右。

2.2 吹脫溫度對(duì)氨氮脫除率的影響

當(dāng)溫度較高時(shí)，氨的揮發(fā)速率大于溶解速率，式（1）平衡向右移動(dòng)。因此，在吹脫過程中，選擇適當(dāng)?shù)拇得摐囟瓤梢蕴岣叽得撔省?/p>

孫業(yè)濤等［12］對(duì)高濃度氨氮廢水（1 716.2 mg/ L）使用θ環(huán)填料塔進(jìn)行處理，以脫除氨氮。在空氣量1.0 m3/h、廢水pH為11、吹脫時(shí)間60 min的條件下，考察吹脫溫度（20，25，30，35，40，45 ℃）對(duì)氨氮脫除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)吹脫溫度為20～25 ℃時(shí)氨氮脫除率增加的幅度最大，可達(dá)到91.74%；高于25 ℃后，隨吹脫溫度的升高，氨氮脫除率增加的幅度趨緩。

朱菁等［13］用吹脫法在高溫下處理高濃度染料廢水時(shí)，氨氮脫除率隨吹脫溫度的升高而增大，最終確定廢水pH為10.0～12.0、進(jìn)水溫度70～80 ℃時(shí)，氨氮脫除率可穩(wěn)定在90%以上。Liao等［9］對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)氨氮廢水處理時(shí)發(fā)現(xiàn)，吹脫溫度越高，氨氮脫除率越高，通過提高吹脫溫度可以縮短吹脫時(shí)間。

吳成強(qiáng)等［14］通過實(shí)驗(yàn)得出，吹脫溫度較低時(shí)，廢水初始pH對(duì)氨氮脫除率的影響顯著；吹脫溫度較高（≥30 ℃）時(shí)，廢水初始pH對(duì)氨氮脫除率影響不大。廢水初始pH越低，吹脫溫度對(duì)氨氮脫除率的影響越顯著。在20～40 ℃時(shí)，氨氮脫除率增加的幅度較大，但當(dāng)溫度超過40 ℃時(shí)，氨氮脫除率增加的幅度較小。

劉文龍等［15］采用吹脫法處理催化劑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含（NH4）2SO4高濃度氨氮廢水（4 300 mg/ L），當(dāng)吹脫溫度在50～80 ℃時(shí)，隨吹脫溫度的升高，氨氮脫除率增加，吹脫溫度對(duì)氨氮脫除率的影響很大；當(dāng)吹脫溫度高于80 ℃時(shí)，吹脫溫度對(duì)氨氮脫除率的影響明顯減小。

2.3 氣液比對(duì)氨氮脫除率的影響

增大供氣量可以提高廢水處理效果，氨氮脫除率與氣液比成線性關(guān)系［16］。在確定氣液比時(shí)，不僅要考慮動(dòng)力消耗和吹脫效率，還要考慮對(duì)裝置平穩(wěn)運(yùn)行的影響等。

Liao等［9］在保持廢水pH為某一個(gè)定值時(shí)對(duì)氨氮廢水進(jìn)行吹脫處理，將氣液比（體積比）由55.5提高到74.1，氨氮脫除率隨氣液比的增大而增大；當(dāng)氣液比大于74.1時(shí)，氣液比對(duì)氨氮脫除率基本上沒有影響。吳成強(qiáng)等［14］采用填料塔處理垃圾滲濾液時(shí)發(fā)現(xiàn)，廢水pH在合理范圍內(nèi)時(shí)，氣液比決定了填料塔高徑比對(duì)氨氮脫除率的影響，氣液比較高（＞400）時(shí)，塔的高徑比越大，氨氮脫除率越大。

孫華等［17］在不同的曝氣強(qiáng)度條件下研究氨氮的脫除，當(dāng)曝氣流量為5 m3/h 、曝氣5 h時(shí)，氨氮脫除率可達(dá)到95%；當(dāng)曝氣流量減小到1 m3/h、曝氣5 h時(shí)，氨氮脫除率僅為42%。周立岱等［18］采用空塔處理氨氮模擬廢水，選擇的最佳氣液比（體積比）為900。Bonmati等［19］利用吹脫法處理厭氧消化后的養(yǎng)豬場(chǎng)廢水，選擇的氣液比為30；而Pi等［20］用吹脫法預(yù)處理垃圾填埋場(chǎng)廢液的氣液比為3 000～6 000。

綜合上述文獻(xiàn)報(bào)道，氣液比對(duì)氨氮脫除率的影響不盡相同，這與實(shí)驗(yàn)環(huán)境和廢水組成有關(guān)。對(duì)于不同的廢水，選擇恰當(dāng)?shù)臍庖罕?，增加氣液界面的表面張力是提高氨氮脫除率的重要途徑?/p>

2.4 吹脫時(shí)間對(duì)氨氮脫除率的影響

吹脫時(shí)間長會(huì)導(dǎo)致廢水pH下降，縮短吹脫時(shí)間有利于保持廢水pH相對(duì)穩(wěn)定。而穩(wěn)定的廢水pH有利于提高處理量，減小設(shè)備的容積。徐穎等［16］用吹脫法處理垃圾滲濾液時(shí)發(fā)現(xiàn)，廢水pH隨氨含量的降低而減小，氨的脫除速率也逐漸降低。因此，必須確定最佳吹脫時(shí)間，才能達(dá)到最佳的氨氮脫除率。

傅金祥等［21］采用吹脫法處理垃圾滲濾液，在進(jìn)水氨氮濃度1 800 mg/L、廢水pH為11、氣液比（體積比）為360、空氣量為3.0 L/min、吹脫時(shí)間為1 h時(shí)，氨氮脫除率達(dá)到88.75%。劉文龍等［15］在廢水pH為11.5、填料柱內(nèi)廢水溫度80 ℃、吹脫空氣流量800 mL/min的條件下，對(duì)200 mL廢水進(jìn)行吹脫實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在吹脫初始階段，廢水中的氨氮含量下降，且氨氮脫除率增大的幅度較大，但廢水的氨氮脫除率隨時(shí)間的延長而下降；當(dāng)吹脫時(shí)間達(dá)到100 min后，廢水中的氨氮含量和氨氮脫除率達(dá)到平衡，氨氮脫除率可達(dá)到99.2%，出水氨氮質(zhì)量濃度降至32.3 mg/L。

總體上，隨吹脫時(shí)間的延長，出水氨氮質(zhì)量濃度降低。但吹脫時(shí)間與廢水pH、吹脫溫度、氣液比等因素相互關(guān)聯(lián)，在最佳的廢水pH、吹脫溫度、氣液比條件下，可縮短吹脫時(shí)間。吹脫時(shí)間還與采用的填料、裝置設(shè)計(jì)的合理性等原因有關(guān)。

3 聯(lián)合處理

為了進(jìn)一步降低廢水中的氨氮含量，有很多研究將吹脫法與其他方法聯(lián)用，如吹脫法與催化轉(zhuǎn)化法串聯(lián)、吹脫法與生物降解法串聯(lián)等。

黃軍等［22］采用吹脫法與折點(diǎn)氯化法聯(lián)合，處理高濃度氨氮廢水，廢水經(jīng)吹脫塔吹脫后進(jìn)入氯化塔，產(chǎn)生的廢氣用硫酸吸收，避免造成二次污染。氯化段廢水中氨氮與投加的次氯酸鈉的質(zhì)量比控制在1∶7，pH控制在6.5～8.5，出水氨氮質(zhì)量濃度可達(dá)10 mg/L 以下，達(dá)到污水綜合排放的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

李瑞華等［10］對(duì)高濃度氨氮廢水先經(jīng)過吹脫法預(yù)處理后，出水氨氮質(zhì)量濃度降到100 mg/L以下，有利于后續(xù)的生物處理過程。王保學(xué)［23］采用空氣吹脫法與升流式厭氧污泥床工藝聯(lián)合，處理垃圾滲濾液。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在廢水pH為10～11、溫度20℃、吹脫氣體流量0.17 m3/min、吹脫8 h的條件下預(yù)處理后，廢水有利于后續(xù)加入顆?；钚蕴刻幚?。

王獻(xiàn)平等［24］對(duì)氮肥廠水量為20 m3/h的污水先經(jīng)吹脫法進(jìn)行前期處理，然后進(jìn)入?yún)捬鹾醚豕ざ危M(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度為1 000 mg/L，出水氨氮質(zhì)量濃度穩(wěn)定在1 mg/L，取得了很好的效果。

雷春生等［25］制備了一種以乳酸乙酯為主體的有機(jī)復(fù)合脫氮?jiǎng)?，?duì)比了直接吹脫法和有機(jī)復(fù)合脫氮?jiǎng)┞?lián)合吹脫法對(duì)氨氮的脫除效果，水樣為制藥廢水，pH為8.5，廢水氨氮質(zhì)量濃度為29 856 mg/L，COD為5 987 mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)復(fù)合脫氮?jiǎng)┞?lián)合吹脫法對(duì)氨氮脫除率可達(dá)99.99%以上，出水氨氮質(zhì)量濃度最低可達(dá)0.2 mg/L。與吹脫法相比，有機(jī)復(fù)合脫氮?jiǎng)┞?lián)合吹脫法有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：廢水的pH要求低，降低了加堿量；氣液比是吹脫法的1/10，大幅度降低了能耗；縮短了處理時(shí)間，并且對(duì)廢水有良好的處理效果。但該方法應(yīng)用于其他種類的氨氮廢水還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

王有樂等［26］采用超聲波吹脫技術(shù)處理高濃度氨氮廢水。研究結(jié)果表明，采用超聲波處理后，氨氮的吹脫效果明顯提高，與傳統(tǒng)吹脫技術(shù)相比，氨氮脫除率的增加幅度可達(dá) 17%～164%。盧平等［27］采用吹脫-缺氧-兩級(jí)好氧工藝處理垃圾滲濾液，滲濾液的氨氮質(zhì)量濃度為1 400 mg/L，COD為4 000～5 000 mg/L，在廢水pH為9.5、吹脫時(shí)間12 h的條件下，吹脫法氨氮脫除率為60%，經(jīng)生化處理后氨氮脫除率達(dá)95%，并取得90%以上的COD脫除效果。倪佩蘭等［28］采用吹脫法與生物法相結(jié)合處理垃圾滲濾液取得了顯著效果，其工藝流程見圖2。

圖2 吹脫法與生物法相結(jié)合的工藝流程Fig.2 Process f ow diagram of the combination of air stripping method with biological method.

寧平等［29］研究了閉路循環(huán)吹脫-鹽酸液吸收-折點(diǎn)加氯法聯(lián)合工藝，用于處理中高濃度工業(yè)氨氮廢水，得到適宜的操作條件：吹脫段pH 為11、氧化段pH為7、噴淋強(qiáng)度215～315 m3/（m2·h）、氣液比（體積比）3 000，氨以氯化銨的形式回收，出水中的NH4+低于污水綜合排放的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)濃度要求。

鄭林樹等［30］利用吹脫法處理氨氮廢水，獲得吹脫的較佳條件：廢水pH為11，溫度70 ℃，氣液比（體積比）1 000，吹脫時(shí)間2 h。在較佳條件下，氨氮脫除率達(dá)到97%以上，可以將廢水從氨氮含量10 000～19 000 mg/L 降到 570 mg/L 以下，再經(jīng)常規(guī)生化處理，可顯著減輕后續(xù)生物脫氮壓力。

4 實(shí)際應(yīng)用

隨著吹脫法研究的深入和吹脫工藝的日趨成熟，工業(yè)應(yīng)用也逐步完善。孫群榮等［31］采用吹脫-厭氧池-缺氧池-好氧池工藝處理高濃度養(yǎng)殖廢水，先將廢水經(jīng)格柵去除較大雜物后，自流至調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量，進(jìn)入吹脫池后加堿調(diào)整pH大于10，經(jīng)過曝氣吹脫，去除大部分氨氮；吹脫處理后的廢水通過添加硫酸調(diào)整pH小于9，進(jìn)入?yún)捬醭赝ㄟ^厭氧菌分解大部分有機(jī)物使之轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性；最后進(jìn)入缺氧和生物接觸氧化池，進(jìn)一步進(jìn)行生化處理。運(yùn)行結(jié)果表明，CODGr平均脫除率為97.4%，氨氮脫除率為91.9%，出水水質(zhì)均能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

采用吹脫法與生物法相結(jié)合的工藝處理某油墨廠酞菁藍(lán)生產(chǎn)廢水［32］的工藝流程見圖3，吹脫段pH為11，經(jīng)空氣吹脫后，廢水中氨氮質(zhì)量濃度從1 034 mg/L降到140 mg/L；再經(jīng)兩級(jí)生化處理后，出水中污染物濃度可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 酞菁藍(lán)生產(chǎn)廢水處理工藝流程［32］Fig.3 Process f ow diagram of treating wastewater from the production of phthalocyanine blue［32］.

目前，大部分合成氨工藝為了保證合成反應(yīng)正常進(jìn)行，必須要釋放一定量的合成循環(huán)氣以控制合成塔入口的惰性氣體含量。在排放的循環(huán)氣中含有一定量的氨，為了回收這部分氨，合成氨裝置中有一個(gè)獨(dú)立的氨回收循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過脫鹽水吸收和蒸汽汽提塔進(jìn)行吹脫解吸后，底部廢液中氨的質(zhì)量濃度在1 mg/L以下。氨回收系統(tǒng)流程見圖4。

圖4 氨回收系統(tǒng)流程圖Fig.4 Process f ow diagram of an ammonia recovery system.

5 結(jié)語

目前，國內(nèi)較多采用吹脫法處理氨氮廢水，對(duì)吹脫法的研究和應(yīng)用也逐漸普遍。但現(xiàn)在的研究還存在一定的局限性，大部分研究停留在考察廢水pH、吹脫溫度、氣液比、吹脫時(shí)間等參數(shù)對(duì)氨氮脫除率的影響，而對(duì)關(guān)鍵參數(shù)和吹脫塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及填料選用等方面仍需要更深入的研究。在采用吹脫法處理氨氮廢水時(shí)，不僅需要關(guān)注如何提高氨氮脫除率，還應(yīng)考慮如何防止二次污染。

近年來，許多研究者結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)吹脫法提出了很多改進(jìn)方法，如通過聯(lián)合法處理氨氮廢水；加入有機(jī)復(fù)合脫氮?jiǎng)偻ㄟ^直接吹脫法處理高濃度氨氮廢水等。因此，在采用吹脫法與其他方法聯(lián)合處理各種氨氮廢水的研究過程中，還會(huì)出現(xiàn)更多的方法，其合理性和經(jīng)濟(jì)性會(huì)進(jìn)一步得到完善。

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（編輯 李治泉）

Progresses in Air Stripping for Treatment of Ammonia Wastewater

Aosiman Tuerdi1，2，Yang Ling1，An Di1，Wang Tingjie1
（1. Department of Chemical Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China；2. PetroChina Urumqi Petrochemical Company Fertilizer Plant，Urumqi Xinjiang 830019，China）

The discharge of a large amount of ammonia water has resulted in large water pollution in China. The progresses in the treatment of the ammonia wastewater through air stripping were reviewed. By introducing the air stripping principle and equipments，the effects of pH，temperature，gas-liquid ratio and stripping time on the treatment process were discussed systematically. The optimization of operating parameters for the ammonia wastewater treatment was proposed. The combinations of the air stripping with other technologies were introduced. The further researches for heightening the removal eff ciency were suggested.

ammonia wastewater；air stripping；wastewater treatment

1000 - 8144（2014）11 - 1348 - 06

X 703

A

2014 - 05 - 04；［修改稿日期］ 2014 - 07 - 23。

奧斯曼·吐爾地（1969—），男，維吾爾族，新疆維吾爾族自治區(qū)烏魯木齊市人，大學(xué)，工程師，電話 18609910211，電郵 ausman@126.com。聯(lián)系人：王亭杰，電話 010 - 62788993，電郵 wangtj@tsinghua.edu.cn。