江蘇聯(lián)治環(huán)保氨氮催化吹脫處理
高濃度氨氮污水來(lái)源甚廣且排放量大。大量氨氮污水排入水體不僅引起水體富營(yíng)養(yǎng)化、造成水體黑臭，而且將增加給水處理的難度和成本，甚至對(duì)人群及生物產(chǎn)生毒害作用。
我公司經(jīng)多年研發(fā)開(kāi)發(fā)的氨氮吹脫工藝，是一種能夠兼顧流程簡(jiǎn)單、投資省、技術(shù)成熟、控制方便以及無(wú)二次污染等各方面的技術(shù)，配合高效的脫氨催化劑，十分成功地應(yīng)用于高濃度氨氮污水的處理，可以將10000mg/L以上的氨氮污水處理到排放要求。
1.1氨氮常規(guī)處理技術(shù)
常規(guī)的氨氮一般采用吹脫工藝或A2O硝化-反硝化反應(yīng)。而這兩種工藝均存在一定弊端。
具體而言，常規(guī)氨氮吹脫工藝只能去除水中已經(jīng)以水合氨形式存在的氨氮分子，即NH3H2O，而對(duì)于水中的以正一價(jià)形態(tài)存在的銨鹽類氨氮，由于其以NH4+形態(tài)，隨著水中水合氨氮濃度的降低，其反應(yīng)方程式向左側(cè)偏移，導(dǎo)致吹脫效率逐漸下降，這也是常規(guī)吹脫工藝難以完全處理到達(dá)標(biāo)程度的原因。
而A2O硝化-反硝化工藝則由于生物技術(shù)固有的弊端存在啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，細(xì)菌存活條件較高，反應(yīng)周期長(zhǎng)，工程量大且隨季節(jié)、溫度變化運(yùn)行不穩(wěn)定、需要額外投加碳源等諸多弊端。特別是反硝化階段隨著厭氧工藝的進(jìn)行，水中的凱式氮（TKN）中的有機(jī)氮部分會(huì)被繼續(xù)氧化，部分NH2-會(huì)從蛋白質(zhì)類分子上剝落下來(lái)，在水體中形成新的氨氮，從而導(dǎo)致在反硝化工藝后水體氨氮濃度反而上升的問(wèn)題。
1.2先進(jìn)的氨氮吹脫塔
我公司研發(fā)生產(chǎn)的氨氮催化吹脫設(shè)備采用逆流操作，氣液相互充分接觸，在雙重催化作用下，使水中溶解的游離氨穿過(guò)氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到脫除氨氮的目的。
塔內(nèi)裝有一定高度的填料，填料表面經(jīng)過(guò)特殊處理：表面有催化劑涂層，催化劑涂層為多種稀有金屬及氧化物復(fù)合燒制而成，配合高效脫氨劑，降低一水合氨向氨氣轉(zhuǎn)化的活化能，減少能耗。
污水被提升到填料塔的塔頂，在塔內(nèi)布水結(jié)構(gòu)作用下，與氣體在填料上接觸，高速運(yùn)動(dòng)的氣流對(duì)污水作激烈的攪拌，產(chǎn)生渦流內(nèi)循環(huán)，重復(fù)霧化，達(dá)到最佳霧化質(zhì)量，液霧與氣體充分?jǐn)嚢柙谝黄，達(dá)到最佳的接觸方式與接觸面積，從而有利于氨氣在較低的溫度和較低的PH條件下從污水中解吸。
1.3高效的脫氨催化劑
吹脫塔合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在及適當(dāng)?shù)臍庖罕葪l件下，可以有效地減少氨在混合氣體中的分壓，加快游離氨從廢水中釋出來(lái)的速度，提高釋放效率，反應(yīng)
NH4++OH- NH3•H2O NH3↑+H2O
在吹脫的過(guò)程中，上述方程式中NH3濃度逐漸增加，但由于反應(yīng)的可逆平衡作用，反應(yīng)有向左偏移的趨勢(shì)，也就是說(shuō)氨氮的去除率隨著吹脫的進(jìn)行而降低，從反應(yīng)方程式上看，若想提高去除率，只有調(diào)高PH或加熱，但這兩種方法不僅使運(yùn)行成本大大提高，而且去除率提高的很有限。
氮原子有5個(gè)外電子，和3個(gè)氫原子結(jié)合后外電子達(dá)到8穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，2個(gè)一對(duì)，4對(duì)，呈4面體結(jié)構(gòu)，氮原子在中心。由于其中3對(duì)都是與氫原子結(jié)合，所以有一對(duì)可以與水中的無(wú)外電子的氫原子結(jié)合，形成配位鍵，就是一水合氨（NH3•H2O），這個(gè)配位鍵便是是阻礙氨氣揮發(fā)的原因之一。
氨是極性分子，氮?dú)滏I是極性較強(qiáng)的極性鍵，在極性溶劑中，如果溶質(zhì)分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度增大，由于水也是極性分子，這就可以解釋為什么氨氣在水中溶解度很大的問(wèn)題了，氨水中存在著很復(fù)雜的氫鍵，水本身就有氫鍵的存在（一水分子中的氧和另一水分子中的氫），液氨本身也是有氫鍵的（一氨中的氮和另一氨中的氫）。兩者混合，除以上兩種外還有水中的氧和氨中的氫，以及水中的氫和氨中的氮，氫鍵的形成所需的活化能也小，加之其形成的空間條件較易出現(xiàn)，雖然斷開(kāi)所需能量很少，但是在物質(zhì)不斷運(yùn)動(dòng)情況下，氫鍵可以不斷形成和斷裂，這些氫鍵增大了游離氨從水中向氣中轉(zhuǎn)化的難度。
高效的脫氨催化劑的作用就是在堿性條件下，可以降低一水合氨的配位鍵和分子間氫鍵斷裂的活化能，使反應(yīng)趨向右，可在相對(duì)較低的溫度和PH下提高吹脫效率。
1.4與傳統(tǒng)吹脫工藝的比較
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1.5技術(shù)優(yōu)勢(shì)
a、處理效率高，吹脫塔單臺(tái)處理能力最大可達(dá)100m3/小時(shí)以上。
b、采用了添加脫氨催化劑，在較低的溫度（大約20～35℃）和較低的PH值條件下（約PH9～11.5）實(shí)現(xiàn)氨氮95%以上的吹脫去除。
c、設(shè)備內(nèi)部設(shè)計(jì)更加合理，增加了氣液傳質(zhì)面積，從而有利于氨氣從污水中分離，同時(shí)解決了長(zhǎng)時(shí)期運(yùn)行后填料的堵塞問(wèn)題。
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脫氨氮催化裝置
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