在工業(yè)廢水處理中吹脫法脫氨氮的基本原理是氣液相平衡相傳質(zhì)速度理論。吹脫過程是一個傳質(zhì)過程, 推動力來自廢水中氨氣濃度與空氣中此物質(zhì)的濃度之差。通過在堿性條件下將廢水的NH4+離子轉(zhuǎn)化成游離態(tài)的NH3分子, 在吹脫氣 (通常是空氣) 通入廢水中后, 改變了廢水中的氨與界面空氣建立的氣液平衡關(guān)系, 吹脫時氨氣濃度始終小于平衡條件下的濃度, 使廢水中的氨不斷穿過氣液界面由液相轉(zhuǎn)為氣相, 廢水中氨氮濃度逐漸降低, 從而達(dá)到脫除廢水中氨氮的目的。
采用超聲強(qiáng)化垃圾滲濾液的氨氮吹脫過程, 超聲產(chǎn)生大量的空化泡, 增加了氣液界面, 促進(jìn)了廢水中氨向空化泡的遷移, 能夠顯著提高氨氮的脫除效率。滲濾液經(jīng)超聲-吹脫聯(lián)合處理3h后, 氨氮的脫除率高達(dá)96%。采用微波先對垃圾滲濾液進(jìn)行預(yù)處理, 再進(jìn)行吹脫, 在微波輸入能量75kJ, 吹脫10min, 最高氨氮脫除率可達(dá)70%。采用負(fù)壓蒸發(fā)+蒸汽汽提工藝對垃圾滲濾液進(jìn)行氨氮脫除處理, 在負(fù)壓蒸發(fā)塔中, 通過滲濾液中的碳酸鹽或弱酸鹽的分解, 使出水廢水的pH由7.8(原水) 提升至9.2～10.3, 解析后的廢水再進(jìn)行蒸汽汽提;實驗結(jié)果表明, 滲濾液氨氮濃度為2941～3648mg/L, 負(fù)壓蒸發(fā)塔和汽提塔出水分別為2076～2833mg/L和401～710mg/L, 氨氮脫除率分別為26.5%和82.03%；蒸發(fā)出的氨氣采用CO2進(jìn)行中和反應(yīng)生成碳酸氫銨, 經(jīng)結(jié)晶最終獲得碳酸氫銨固體。
氨氮吹脫法在工業(yè)氨氮廢水的預(yù)處理中應(yīng)用較多, 但與工業(yè)氨氮廢水相比, 垃圾滲濾液成分復(fù)雜, 含有高濃度氨氮及有機(jī)氮、高SS和高CO2, 直接采用工業(yè)廢水的氨氮吹脫裝置存在易結(jié)垢堵塞、堿消耗高、運行成本較高等缺點, 還需要在以下幾個方面開展進(jìn)一步研究。
(1) 針對垃圾滲濾液水質(zhì)的特點, 研究如何利用滲濾液中碳酸鹽的降解提高廢水的pH, 從而降低能耗和運行成本;研發(fā)碳酸鹽分解促進(jìn)劑, 促進(jìn)碳酸鹽的降解, 降低碳酸鹽分解的能耗。
(2) 優(yōu)化吹脫設(shè)備的結(jié)構(gòu)和填料, 防止設(shè)備堵塞。
(3) 強(qiáng)化對吹脫氣中氨氣的資源化利用, 獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。
(4) 耦合超聲、微波等技術(shù), 開發(fā)垃圾滲濾液吹脫新工藝和集成技術(shù), 進(jìn)一步提高吹脫效率, 降低堿耗和氣液比, 降低投資和運行成本。
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