白雪　汪凌

摘 要：煉油廠重催脫硫廢水氨氮含量嚴(yán)重超標(biāo)，使水體遭到嚴(yán)重污染。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，分析了利用吹脫法降低污水氨氮含量過(guò)程中pH值、溫度、吹脫時(shí)間三個(gè)因素對(duì)氨氮脫除效率的影響，以得出利用吹脫法降低重催脫硫污水氨氮含量的最佳操作條件。

關(guān)鍵詞：高氨氮廢水；吹脫法；反應(yīng)時(shí)間；吹脫效果

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.130

氨氮是破壞水體的主要污染物，含量過(guò)高會(huì)引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)魚(yú)類等水生生物產(chǎn)生毒害作用，引起一系列環(huán)境問(wèn)題，因此，氨氮含量是判斷水體污染程度的一個(gè)重要指標(biāo)。烏石化公司煉油廠重催脫硫裝置廢水的氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)為80 mg/L，但實(shí)際排放廢水中的氨氮值高達(dá)1 000 mg/L以上，對(duì)凈化水廠的廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的沖擊。

目前常用的去除廢水中氨氮的方法有化學(xué)沉淀法、吹脫法、吸附法、生物法、離子交換法等。其中，吹脫法是通過(guò)調(diào)節(jié)pH值，將廢水中的銨離子（NH4+）轉(zhuǎn)化為游離態(tài)氨（NH3），然后在汽提塔中通入空氣或蒸汽，將廢水中轉(zhuǎn)化的游離態(tài)氨吹脫至大氣，以達(dá)到去除氨氮的目的。本文的目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證利用吹脫法處理重催高氨氮廢水時(shí)pH值、溫度、吹脫時(shí)間三個(gè)因素對(duì)處理效果的影響。

1 實(shí)驗(yàn)原理和目的

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

氨氮在廢水中主要以銨離子（NH4+）和游離（NH3）狀態(tài)存在，兩者存在如下平衡：

NH3+H2O?NH4++OH-

當(dāng)廢水的pH<7時(shí)，分子態(tài)氨氮不存在；當(dāng)79.25時(shí)，分子態(tài)氨氮才占主導(dǎo)地位。當(dāng)廢水的pH值升高時(shí)，呈游離狀態(tài)的氨易逸出。如果施加加熱、攪拌、曝氣等物理作用，則可促使氨從廢水中逸出。在實(shí)際工程中，大多采用吹脫法來(lái)降低重催脫硫污水中的氨氮含量。

1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

廢水的pH值、曝氣時(shí)間和反應(yīng)溫度是影響吹脫法去除廢水中氨氮效果的三個(gè)重要因素，下面將通過(guò)實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)以上三個(gè)條件進(jìn)行分析、驗(yàn)證。

2 實(shí)驗(yàn)材料和方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備

實(shí)驗(yàn)所用的廢水：重催脫硫外排廢水，pH為7.18，氨氮值為1 530 mg/L。

試劑：酒石酸鉀鈉、納氏試劑、氫氧化鈉。

設(shè)備：pH測(cè)試儀、722 s可見(jiàn)光分光光度計(jì)、恒溫水浴鍋、曝氣裝置。

2.2 實(shí)驗(yàn)分析方法和工作曲線

本實(shí)驗(yàn)使用《水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 納氏試劑分光光度法》中的方法來(lái)測(cè)定氨氮含量。工作曲線為x=2.803 5y-0.028 6.

3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1 pH值對(duì)吹脫效果的影響

原水樣的pH值為7.18，取5份水樣（每份150 mL），用氫氧化鈉溶液分別將其pH值調(diào)至8.06，9.02，10.01，11.06，12.29，然后在原水溫（26 ℃）下使用曝氣裝置進(jìn)行吹脫實(shí)驗(yàn)，曝氣時(shí)間均為10 min，以此驗(yàn)證pH值對(duì)吹脫效果的影響。

3.2 溫度對(duì)吹脫效果的影響

取5份水樣（每份150 mL），均用氫氧化鈉溶液將其pH值調(diào)至10，然后放置在恒溫水浴鍋中分別在室溫、30 ℃、50 ℃、70 ℃和100 ℃條件下用曝氣裝置進(jìn)行吹脫實(shí)驗(yàn)，曝氣時(shí)間均為10 min，以此驗(yàn)證溫度對(duì)吹脫效果的影響。

3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)吹脫效果的影響

取5份水樣（每份150 mL），均用氫氧化鈉溶液將其pH值調(diào)至10，然后在恒溫水浴鍋中在50 ℃的條件下分別曝氣0 min、5 min、7 min、10 min、20 min，以此驗(yàn)證反應(yīng)時(shí)間對(duì)吹脫效果的影響。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

4.1 pH值對(duì)去除氨氮的影響

從表1可以看出，氨氮的去除率隨著pH值的升高而逐漸增加，pH值為10～11時(shí)，去除率增加幅度最大，原因是平衡式為NH4++OH-→NH3+H2O，pH值升高，OH-濃度較高，有利于平衡向右移動(dòng)，游離氨的濃度增加，有利于氨氮的去除；pH值降低，OH-濃度較低，會(huì)使平衡向左移動(dòng)，此時(shí)將不利于氨氮的去除。在實(shí)際工程中，建議pH值選用在10～11之間。

4.2 溫度對(duì)吹脫效果的影響

隨著溫度的升高，氨氮的去除率不斷增大，原因是NH4++OH-→NH3+H2O反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度的升高促使平衡向右移動(dòng)，從而改變了氣相中NH3的平衡分壓，降低了NH3在水中的溶解度。但在實(shí)際應(yīng)用中，反應(yīng)溫度不建議過(guò)高，因?yàn)榇得摴に嚐崃可⑹л^大，溫度過(guò)高會(huì)增加運(yùn)行成本，溫度保持在40～50 ℃最佳。

4.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)吹脫效果的影響

隨著吹脫時(shí)間的增加，氨氮的去除率一直呈上升趨勢(shì)。因此，可依據(jù)工程實(shí)際情況，盡量增加反應(yīng)時(shí)間，以提高氨氮脫除率。

5 總結(jié)

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可以看出，采用吹脫法處理煉油重催脫硫廢水來(lái)降低其氨氮含量是可行的，但是由于實(shí)驗(yàn)室儀器條件等的限制以及實(shí)際操作過(guò)程中未考慮其他因素，利用吹脫法去除氨氮的最佳操作條件和實(shí)際氨氮脫除率還需經(jīng)過(guò)實(shí)際的工程操作來(lái)進(jìn)一步研究確定。

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〔編輯：王霞〕