氨氮吹脱技术原理、设备与工艺

一、基本原理

水中的氨氮多以铵离子(NH₄⁺)和游离氨(NH₃)的状态存在，两者保持平衡，这一关系受pH值的影响，当pH值升高，平衡向左移动，游离氨所占的比例增大。
水中NH₄⁺和NH₃存在比例与pH值的关系如下图所示：

从图可见，当pH值为7时，氨氮多以NH₄⁺的状态存在，而当pH值为11左右时，NH₃大致在90%以上。

游离氨易于从水中逸出，若加以曝气吹脱的物理作用，并使水的pH值升高，则可促使氨从水中逸出。这只要采用一般的空气吹脱技术就可以做到。

二、脱塔设备

下图为氨气吹脱塔的外形与内部构造：

在塔内安设木制或塑料制的格子填料，用以促进空气与水的充分接触。一般以石灰作为碱剂对污水进行预处理，使pH值上升到11左右。污水从塔的上部淋洒到填料上而形成水滴，在填料间隙次第下滴，用风机或空气压缩机从塔底向上吹送空气，使水气对流，在填料的作用下，水、气能够充分接触，水滴不断地形成、破碎，使游离氨呈气态而.从水中逸出。

这种处理技术的优点是：

（1）除氨效果稳定；操作简便，容易控制。逸出的游离氨需吸收回用，以免造成二次污染;使用石灰易生成水垢;水温降低，脱氨效果也降低。用氢氧化钠作为预处理碱剂，可防止形成水垢;水温低时应用蒸汽盘管预热。

三、吹脱工艺流程

氨吹脱设备的代表性流程见下图：

用石灰乳提高原水的pH值并除去水中的磷。水经氨吹脱塔，通入CO₂使生成的CaCO₃沉淀下来，同时pH值下降。沉淀物经脱水后回收，CaO和CO₂可以重复利用，残留污泥送去进行污泥处理。

吹脱塔可以采用逆流通风冷却塔或横流通风冷却塔，填料可用蜂窝酚醛管。对于氨氮浓度高的氨水(如煤气洗涤水、离子交换液等)，也可使用填料塔或多层筛板塔。为防止氨气向大气中逸散，当原水中的氨氮浓度较高时，把吹脱塔和吸收塔闭路连接，可以使回收工艺实用化，例如从粪便消化分离液或乙酸工业、焦化工业含氨废液中回收硫酸铵的工艺，如下图：

在吸收塔中通入酸以固定气态氨，可因低温和CO₂的作用防止水垢的生成，但这种工艺费用略高。