一、基本原理
氨氮在廢水中主要以銨離子(NH??)和游離氨(NH?)兩種狀態(tài)存在,其平衡關(guān)系如下:
NH? + H?O ? NH?? + OH?
這一平衡關(guān)系受pH值的顯著影響:
- 當(dāng)pH值升高時(shí),平衡向左移動(dòng),游離氨(NH?)的比例增大
- 當(dāng)pH值為7左右時(shí),氨氮大多數(shù)以銨離子(NH??)狀態(tài)存在
- 當(dāng)pH值為11左右時(shí),游離氨(NH?)大致占98%
游離氨易于從水中逸出,如加以曝氣,則可有效促使氨從水中逸出。其中,pH值是影響吹脫效果的關(guān)鍵因素。
二、工藝流程
氨氮吹脫塔一般采用雙塔串聯(lián)運(yùn)行,以提高氨的回收濃度。在吹脫塔后面安裝氨氮吸收塔,使吹脫出來(lái)的氨氮廢氣通過(guò)吸收塔處理后,達(dá)到達(dá)標(biāo)排放的要求。
三、吸收塔工作流程
含氨廢氣從下方進(jìn)氣口進(jìn)入凈化塔,在通風(fēng)機(jī)的動(dòng)力作用下,迅速充滿進(jìn)氣段空間,然后均勻地通過(guò)均流段上升至第一級(jí)填料吸收段,具體流程如下:
第一步:第一級(jí)填料吸收段
在填料的表面上,氣相中的氨氣與液相中的水或硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成NH?·OH或(NH?)?SO?,并流入下部貯液槽。
第二步:第一級(jí)噴淋段
未被全部吸收的氨氣繼續(xù)上升進(jìn)入第一級(jí)噴淋段。在噴淋段中,吸收液從均布的噴嘴高速?lài)姵觯纬蔁o(wú)數(shù)細(xì)小霧滴,與氣體充分混合接觸,繼續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
第三步:第二級(jí)填料段與噴淋段
氨氣繼續(xù)上升至第二級(jí)填料段和噴淋段,進(jìn)行與第一級(jí)類(lèi)似的吸收過(guò)程。其中:
第一級(jí)與第二級(jí)的噴嘴密度不同
噴液壓力不同
吸收酸性氣體濃度范圍也有所不同
在噴淋段及填料段,氣液兩相接觸的過(guò)程同時(shí)也是傳熱與傳質(zhì)的過(guò)程。通過(guò)控制塔內(nèi)流速與滯留時(shí)間,保證這一過(guò)程的充分與穩(wěn)定。
第四步:除霧段
塔體的最上部是除霧段,氣體中所夾帶的吸收液霧滴在這里被有效清除。
第五步:潔凈排放
經(jīng)過(guò)處理后的潔凈空氣從凈化塔上端排氣管排入大氣。
四、資源化利用
經(jīng)過(guò)水或硫酸吸收后生成的NH?·OH和(NH?)?SO?,可實(shí)現(xiàn)資源化利用:
- 可用于鍋爐脫硫
- 可作為農(nóng)肥使用
實(shí)現(xiàn)氨氮的資源化回收,兼具環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益。
