氨氮在廢水中主要以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)狀態(tài)存在,其平衡關(guān)系如下所示:NH3+H2O—NH4+ +OH- 這個(gè)關(guān)系受pH值的影響,當(dāng)pH值高時(shí),平衡向左移動(dòng),游離氨的比例增大。常溫時(shí),當(dāng)pH值為7左右時(shí)氨氮大多數(shù)以銨離子狀態(tài)存在,而pH為11左右時(shí),游離氨大致占98%,游離氨易于從水中逸出,如加以曝氣的話,則可以促使氨從水中逸出,其中,PH是效果關(guān)鍵。
氨氮吹脫塔一般采用雙塔串連運(yùn)行,以提高氨的回收濃度。并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)標(biāo)排放。
氨氮廢氣從塔體下方進(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)均流段上升到一級(jí)填料吸收段。在填料的表面上,氣相中氨氣與液相中水或硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)生成NH3-OH,(NH4)2SO4,并流入下部貯液槽。未完全吸收的氨氣體繼續(xù)上升進(jìn)入一級(jí)噴淋段。在噴淋段中吸收液從均布的噴嘴高速?lài)姵?,形成無(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),然后氨氣上升到二級(jí)填料段、噴淋段進(jìn)行與一級(jí)類(lèi)似的吸收過(guò)程。
二級(jí)與一級(jí)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。在噴淋段及填料段兩相接觸的過(guò)程也是傳熱與傳質(zhì)的過(guò)程。通過(guò)控制塔流速與滯留時(shí)間保證這一過(guò)程的充分與穩(wěn)定。塔體的上部是除霧段,氣體中所夾的吸收液霧滴在這里被清除下來(lái),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。經(jīng)過(guò)水或硫酸吸收的,可用于鍋爐脫硫或作農(nóng)肥。
不同pH、溫度下氨氮的離解率(%)
pH
|
20℃
|
30℃
|
35℃
|
9.0
|
25
|
50
|
58
|
9.5
|
60
|
80
|
83
|
10.0
|
80
|
90
|
93
|
11.0
|
98
|
98
|
98
|
吹脫塔的構(gòu)造采用氣液接觸裝置,在塔的內(nèi)部填充填料,用以提高接觸面積。調(diào)節(jié)pH值后的水從塔的上部淋灑到填料上而形成水滴,順著填料的間隙次***落下,與由風(fēng)機(jī)從塔底向上吹送的空氣逆流接觸,完成傳質(zhì)過(guò)程,使氨由液相轉(zhuǎn)為氣相,隨空氣排放,完成吹脫過(guò)程,脫除率達(dá)75%以上。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫,而高濃度廢水則常在加溫狀態(tài)下進(jìn)行吹脫。
吹脫后的氨氣隨后進(jìn)入氨氣吸收凈化塔,在些塔內(nèi)使氨氣與吸收液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),可使氣體達(dá)標(biāo)排放、無(wú)污染。