一、设计原理
废水中的氨氮主要以铵离子(NH₄⁺)和游离氨(NH₃)两种形式共存,二者遵循如下动态平衡规律:NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH⁻。这一平衡体系对pH值变化极为敏感,当pH值上升时,平衡体系会向左侧偏移,使得游离氨在水体中的占比显著提升。在常温水体环境中,pH值维持在7左右时,氨氮绝大部分以铵离子形态稳定存在;而当pH值调控至11附近时,游离氨的占比可高达98%。鉴于游离氨具备易从水体中挥发逸散的特性,此时配合曝气操作可强化氨的分离效果,可见pH值的精准控制是保障吹脱效率的核心前提。

二、氨氮吹脱工艺
氨氮吹脱技术整合了气体吹脱与化学吸附的双重作用机理,依托风机提供的气动力辅助,将废水中的氨气高效分离,最终达成降低水体氨氮含量的处理目标。该技术凭借其适配性强的优势,被广泛应用于化肥生产废水、垃圾渗滤原液、石油化工及炼油企业等各类高氨氮废水的处理场景。
三、工艺流程
待处理含氨废水直接导入pH调节池,通过投加4%浓度的氢氧化钠溶液,将水体pH值调控至10以上区间,经搅拌装置充分混合均匀并完成升温处理后,由调节池输送泵送入氨氮吹脱处理系统。废水进入系统后,将沿气相与液相两条路径同步推进。

具体流程如下:
液相路径:废水首先进入2#吹脱塔进行初步分离处理,经一级吹脱后由2#塔专属输送泵导入1#吹脱塔开展深度处理;经过两级串联吹脱净化,废水中的氨氮浓度可降至200mg/L以下,达标后需投加4%废硫酸溶液回调pH值,再由1#塔输出泵送往后续污水处理单元。
气相路径:采用气液逆流操作模式,即气相流动方向与液相进水方向相反。通过风机鼓风作用,对1#吹脱塔废水中挥发的氨气进行吹脱,并实现系统内循环分离;吸附塔内预先投加新鲜水与98%浓硫酸,在循环水泵的驱动下,氨气被充分吸附转化为特定浓度的硫酸铵溶液,最终由吸附塔硫酸铵输送泵送入脱硫系统,集中制备为硫酸铵晶体实现资源回收。

四、影响因素及液气比的确定
吹脱处理的整体效率受多重因素协同影响,既包含pH值、水体温度等直接改变游离氨在水中分配比例的基础因素,也涉及气液配比、喷淋强度等关键操作参数,这些因素共同决定了吹脱工艺的处理效果。 氨氮吹脱的本质是气液两相间的物质转移过程,其传质动力来源于空气中氨的实际分压与废水中氨浓度对应的平衡分压之间的差值。在废水处理量固定的前提下,适度增加气体通入量,可有效提升传质动力,进而强化氨氮的脱除效果。但需注意,气体通入量过大易造成气速超标,会干扰废水沿填料层的正常流动,严重时引发液泛现象,导致吹脱工艺无法稳定运行。
因此,针对特定处理水量,气液比的设定需以液泛气速为约束边界,而液泛气速的具体数值则取决于塔体结构设计、填料类型选择及废水自身物理化学性质等多种因素。