劉恒嵩

（江西銅鼓有色冶金化工有限責任公司，江西 宜春 336299）

研究表明，氨氮（NH3-N）作為水中消耗氧的污染物，含氨氮廢水的過量排放，易造成水體的富營養(yǎng)化，河流湖泊中的水華以及海洋中的赤潮皆是由于水體的富營養(yǎng)化造成。水體的富營養(yǎng)化嚴重影響了水生動植物的正常生長發(fā)育，從而造成生態(tài)鏈的不平衡，進而影響到人類正常的生存與發(fā)展。然而更嚴重的是，氨氮（NH3-N）在發(fā)生氧化還原化學反應之后所得到的氧化產(chǎn)物是亞硝酸鹽氮，嚴重破壞水生動物的肝臟脾腎導致其大量死亡。NH3-N 在廢水中只有害處卻沒有益處，所以，減少廢水中的NH3-N 是維護生態(tài)平衡，勢在必行。

針對氨氮廢水處理方面一些企業(yè)通常情況下會將較高濃度的氨氮廢水加水稀釋成中低濃度進行處理。工業(yè)上常用到的處理方法有五種：生物法，吹脫法，化學沉淀法，折點氯化法以及離子交換法[1，2]。低濃度的氨氮（NH3-N）廢水比較適合于采用次氯酸鈉（NaClO）進行分解處理，轉化為對環(huán)境幾乎無害的氮氣（N2），但是，對于高濃度的NH3-N 廢水（濃度通常維持在14000mg/l～34000mg/l），如果采用折點氯化法進行分解處理的話，勢必會帶來以下兩個問題：第一，分解藥劑次氯酸鈉（NaClO）的消耗量會大大增加，增加成本；第二，如果采用次氯酸鈉（NaClO）分解高濃度氨氮（NH3-N）廢水，將氮元素的存在形式轉化成為氮氣（N2），這樣在離子交換工序又得重新購置新的液氨，增加成本。因此，本文對于高濃度（濃度通常維持在14000mg/l～34000mg/l）的氨氮（NH3-N）廢水的處理方法不同于對低濃度（濃度通常維持在0mg/l～100mg/l）的氨氮（NH3-N）廢水的處理方法，而是采用了“堿活化-吹脫”的新工藝，實現(xiàn)了將高濃度（濃度通常維持在14000mg/l～34000mg/l）的氨氮（NH3-N）廢水中的NH3-N 回收后循環(huán)利用到離子交換解吸工序，減少了企業(yè)的治污壓力的同時也創(chuàng)造了新的經(jīng)濟利潤，一舉多得。

本文采用加堿活化-吹脫法來處理高濃度氨氮廢水，考察了堿耗量、吹脫時間、進風口風量、廢水原始氨氮濃度對加堿活化-吹脫法處理高濃度氨氮廢水效果。

1 實驗過程與方法

采用加堿活化-吹脫法處理高濃度氨氮廢水實驗的實驗原料來自于江西銅鼓有色冶金化工有限責任公司鎢冶煉離子交換生產(chǎn)仲鎢酸銨（APT）過程產(chǎn)生的廢水，其中的氨氮濃度大概維持在（14000mg/l～34000mg/l）。

稱量一定質量的片堿，投入到體積為10 立方米的高濃度氨氮廢水中，攪拌均勻；開啟水泵和風機，將活化后的高濃度氨氮廢水徐徐泵入吹脫塔中進行反應，一段時間后停止水泵和風機，將吹脫后的廢水排出，檢測當中殘余氨濃度，匯入廢水站。

2 結果與討論

2.1 不同進風口風量條件下的實驗結果

控制進液體積為10 立方米、堿耗量為0.5 噸、吹脫時間為12 小時以及原始氨氮廢水濃度為20000 毫克/升，分別考察進風口風量對高濃度（濃度通常維持在14000mg/l～34000mg/l）的NH3-N 廢水脫NH3-N 的效果的影響，殘余氨濃度實驗結果為6m3·min-1：231mg·L-1、7m3·min-1：179mg·L-1、8m3·min-1：158mg·L-1、9m3·min-1：142mg·L-1、10m3·min-1：129mg·L-1、11m3·min-1：120mg·L-1、12m3·min-1：103mg·L-1、13m3·min-1：97mg·L-1、14m3·min-1：92mg·L-1、15m3·min-1：89mg·L-1，實驗結果如下圖1所示：

圖1 不同進風口風量對NH3-N 去除效率的影響

由上圖1 可知，總體上而言，隨著進風口風量的增加，加堿吹脫后的廢水中殘余的氨濃度在逐漸的降低，考慮到增加進風口的風量需要更大的電力消耗，勢必會造成生產(chǎn)運行成本的增加以及電力設備的損耗，所以綜合考慮之后，決定控制進風口風量在12 立方米每分鐘（m3·min-1）較為合適，在實際生產(chǎn)過程中可根據(jù)原始高濃度氨氮廢水的氨氮濃度進行相應的增減，以便靈活適應工業(yè)生產(chǎn)的實際情況。

2.2 不同堿耗量條件下的實驗結果

控制進液體積為10 立方米、進風口風量為12 立方米/分鐘、吹脫時間為12小時以及原始氨氮廢水濃度為20000mg/l，分別考察堿耗量對高濃度（濃度通常維持在14000～34000 mg·L-1）的NH3-N 廢水脫NH3-N 的效果的影響，殘余氨濃度為140kg：152mg·L-1、160kg：131mg·L-1、180kg：119mg·L-1、200kg：103mg·L-1、220kg：100mg·L-1、240kg：98mg·L-1、260kg：101mg·L-1、280kg：102mg·L-1、300kg：99mg·L-1、320 kg：99mg·L-1，實驗結果如下圖2所示：

圖2 不同堿耗量對NH3-N 去除效率的影響

由上圖2 可知，總體上而言，隨著堿耗量的增加，加堿吹脫后的廢水中殘余的氨濃度也逐漸的降低，考慮到增加堿耗量勢必會造成生產(chǎn)運行成本的增加，所以綜合考慮之后，決定控制堿耗量在800 公斤較為合適，在實際生產(chǎn)過程中可根據(jù)原始高濃度氨氮廢水的氨氮濃度進行相應的增減，以便靈活適應工業(yè)生產(chǎn)的實際情況。

2.3 不同吹脫時間條件下的實驗結果

控制進液體積為10立方米、進風口風量為12立方米/分鐘、堿耗量為200公斤以及原始氨氮廢水濃度為20000mg/l，分別考察吹脫時間對高濃度（濃度通常維持在14000mg/l～34000mg/l）的NH3-N廢水脫NH3-N的效果的影響，殘余氨濃度為6h：142mg·L-1、8h ：129mg·L-1、10h ：110mg·L-1、12h ：103mg·L-1、14h ：101mg·L-1、16h：99mg·L-1、18h：98mg·L-1、20h：102mg·L-1、22h：99mg·L-1、24h：99mg·L-1，實驗結果如下圖3 所示：

圖3 不同吹脫時間對NH3-N 去除效率的影響

由圖3 可知，總體上而言，隨著吹脫時間的增加，加堿吹脫后的廢水中殘余的氨濃度在逐漸的降低，但是，在吹脫時間為6小時和8 小時的時候，殘余氨濃度依然維持在相對較高的水平，分別是115.4 mg·L-1和79.6 mg·L-1，顯然，吹脫效果不佳；但是，當吹脫時間增加至12 小時時，吹脫效果較好，能夠達到生產(chǎn)要求，為25.9 毫克/升，隨后繼續(xù)增加吹脫時間，殘余氨濃度降低幅度甚微，或者幾乎不降低。所以綜合考慮之后，決定控制吹脫時間為12 小時較為合適，在實際生產(chǎn)過程中可根據(jù)原始高濃度氨氮廢水的氨氮濃度進行相應的增減，以便靈活適應工業(yè)生產(chǎn)的實際情況。

2.4 不同原始濃度條件下的實驗結果

控制進液體積為10m3、進風口風量為12m3/min、堿耗量為200公斤以及吹脫時間為12小時，分別考察原始氨氮廢水濃度對高濃度（濃度通常維 持在14000mg/l～34000mg/l）的NH3-N 廢水脫NH3-N的效果的影響，殘余氨濃度為14000mg·L-1：74mg·L-1、16000mg·L-1：81mg·L-1、18000mg·L-1：92mg·L-1、20000mg·L-1：103mg·L-1、22000 mg·L-1：214mg·L-1、24000mg·L-1：23 mg·L-1、26000mg·L-1：248mg·L-1、28000 mg·L-1：260mg·L-1、30000mg·L-1：271mg·L-1、32000mg·L-1：289mg·L-1，實 驗 結 果 如 下 圖4。

圖4 不同原始NH3-N 濃度對NH3-N 去除效率的影響

由上圖4 可知，實際上，由于生產(chǎn)實際的變化導致原始氨氮濃度處于一個變化的范圍中，所以，需要根據(jù)這種變化調整堿的加入量來適應生產(chǎn)實際的變化?？傮w而言，隨著原始NH3-N濃度的增加，加堿吹脫后的NH3-N 濃度有一定的上升，那么，根據(jù)原始氨氮濃度的值按照何種比例來確定堿加入量需要根據(jù)加堿后溶液的pH 值數(shù)據(jù)來確定，以便靈活適應工業(yè)生產(chǎn)的實際情況。

3 結論

對于高濃度氨氮廢水（濃度通常維持在14000mg/l～34000mg/l），本文采用加堿活化-吹脫法，處理廢水的同時回收當中的大量氨，使之循環(huán)利用到離子交換工序中去。當原始氨濃度為20000mg/l時，處理10立方米的高濃度氨氮廢水控制的條件為：吹脫時間12小時、堿耗量200公斤和進風口風量12立方米/分鐘，殘余氨濃度降低至103毫克/升，吹脫后的低濃度氨氮廢水匯入廢水站用NaClO進行分解處理后達標排放。