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煤化工废水中氨氮的回收

周世红-会员头像-www.bzwz.com伟业计量
周世红 2021-08-22 16:33 评论( 0 ) 浏览( 932 )

应用于煤化工废水中氨氮的回收技术主要有蒸气汽提法、空气汽提法、吸附法以及磷酸铵镁结晶法。

蒸气汽提法可有效实现煤化工废水中氨氮的去除与回收,并且以蒸气汽提技术为核心的氨氮回收工艺得到了广泛的工业化应用。该工艺可同时去除煤气化废水中酸性气体和氨,将废水分为两部分:一部分由底部热交换器加热作为热进料送入汽提塔的中间,另一部分冷却并送入汽提塔的顶部。冷进料将吸收氨气,之后与热进料汇合,再与塔釜上升的蒸汽进行热交换,将二氧化碳和硫化氢汽提,从汽提塔塔顶排出。当适当控制汽提塔中的温度时,NH3会在汽提塔中部积聚,并从中间侧线采出,通过三步冷凝将其进一步纯化,获得了浓度为99%的精制氨,同时将冷凝水再循环到热进料中。当从废水中去除大量的酸性气体和氨气时,可以使pH降至7以下,从而大大提高了后续萃取性能。蒸气汽提法对氨氮具有较高的回收效率,但蒸气汽提法以水蒸气为载体,水蒸气的制备需要大量的能耗,这正是实际工程能耗高的核心问题所在。

空气汽提法是以空气为载体。Sun等采用了空气汽提法处理了煤气废水,结果表明,氨氮的去除率可达88.21%,但是该方法对pH要求较高,需在11~12时才能取得较高的回收效率,这样强碱性环境的需求需要消耗大量的碱,使废水处理成本成倍增加。对比蒸气汽提法与空气汽提法可知,蒸气汽提法水蒸气的制备使其成本增加,空气汽提法碱的消耗使其成本增加。但是空气汽提法是以空气为载体,环保且取材很方便。因此,开发新型脱氮剂,通过投加脱氮剂的空气汽提法回收氨氮,在未来有很大的发展前景。它充分利用了空气作为载体,同时脱氮剂的投加可大大节约碱的消耗。

相比汽提法,吸附法具有工艺简单、成本低等优点。天然沸石是最常用的吸附剂,对氨氮吸收率高,选择性强,无二次污染,然而天然沸石的吸附容量有限,需要频繁更换,限制了吸附剂的实际应用。因此如果能够提高天然沸石的吸附容量、较好地解决再生问题,吸附法处理废水将会有广阔的应用前景。张璐等利用天然沸石去除废化工废水中的氨氮,主要考察了沸石投加量、吸附时间、温度、废水pH等因素对氨氮去除效果的影响,并对比了酸侵、盐侵、碱侵、微波辐照、焙烧等方法对天然沸石的改性性能,同时,考察了盐酸溶液在高温条件下对饱和天然沸石的再生能力。结果表明:除氨率随沸石投量的增大而升高,碱性环境更有利于其对废水中氨氮的去除,温度对沸石吸附过程影响不大;NaOH溶液可以明显提高天然沸石对氨氮的吸附能力;采用0.1mol/L的HCl溶液作为再生液可以较好地回收氨氮资源,并使沸石吸附能力得以恢复,在上述实验条件下,氨氮的回收率最高达到82%,沸石再生率可达69%。磷酸铵镁(MAP)结晶法回收氨氮效率高,去除效果稳定。杨楠等研究表明在pH为8.5~9.5、P/N物质的量比为0.9~1.0、Mg/N物质的量比为1.2左右的最佳运行参数下,进水氨氮浓度为2000mg/L左右的煤化工废水,氨氮去除率可达90%以上。但由于实际废水中所含的物质情况比较复杂,会对投入的镁离子及磷酸根离子的量产生影响,往往使药剂实际投加量要比理论值大。药剂的使用量大使处理成本偏高,而且药剂的投加引入的氯离子及余氯易造成环境污染。因此,此方法还需进一步的理论研究使其工业化应用。

相关链接:磷酸铵氨氮镁离子

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