吹脱法利用碱性条件下水中氨氮主要以游离氨存在的特性,向水体中通入气体使气液之间充分接触,水中的游离氨穿过气液界面向气相转移,从而达到脱除水中氨氮的目的,通入的气体常用空气和蒸汽,常见设备为吹脱塔。
采用蒸氨/氨吹脱两级工艺处理工业废水,在pH=11,温度25 ℃,空气流速为128 m/min的条件下,吹脱1.5 h后出水水质达到天津市《污水综合排放标准》(DB 12/356—2008)的三级标准,同时对氨水进行回收(http://www.maoyihang.com/buy/),实现了资源回收利用。黄军等采用吹脱法对某化工(http://www.maoyihang.com/invest/l_172/)企业(http://www.maoyihang.com/company/)废水进行预处理,进水氨氮质量浓度为1 200 mg/L,出水氨氮质量浓度为60 mg/L,满足后续深度处理要求,经深度处理出水氨氮质量浓度为5 mg/L,总处理成本约11.3 元/m3。
吹脱法主要用于对高浓度氨氮废水的预处理,其脱氮效率较高,但处理过程中需要通入大量蒸汽,能耗大;释放出的氨气会造成二次污染,需强酸吸收废气;设备易结垢。为解决这一系列问题,在吹脱工艺中引入了超声波技术,超声辐射与水体作用能够产生空化效应,游离氨在这一特殊作用下热解为氮气和氢气,空化效应下水处于超临界状态,使氨气的传质速度加快,更易从废水中吹脱去除;吹脱产生的气泡亦可促进空化效应。
采用超声吹脱法对某印染厂印染废水进行脱氨氮处理,进水氨氮质量浓度为280 mg/L,实验结果表明:在温度为30 ℃,超声波功率为 100 W的条件下,反应2.5 h后,氨氮的去除率达到了90.78%,比传统吹脱工艺提高了30%~40%。王有乐等采用超声吹脱工艺处理质量浓度为1 400 mg/L左右的高浓度氨氮废水,氨氮去除率大于90%,此方法对废水中的COD也有一定的去除效果,与传统方法相比去除率提高了21%,吹脱后的氨气用盐酸溶液吸收回用。
UASB反应器的构造主要由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统组成。另外,根据不同废水水质,UASB反应器的构造有所不同,主要可分为敞开式和封闭式两种。
废水由池底进入反应器,向上流过由絮状或颗粒污泥组成的污泥床,随着废水与污泥相接触发生厌氧反应,产生沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起污泥床扰动,通过反应区经气体分离后的混合液进入沉淀区进行固液分离,澄清后的处理过的水排走,沉淀下来的微生物固体,即厌氧污泥靠重力沉降返回到反应区,集气室收集的沼气由沼气管排出反应器。
UASB反应器内不设搅拌装置,上升的水流和产生的沼气可满足搅拌要求,反应器内不需填装填料,构造简单,易于操作运行,便于维护管理。由于UASB反应器设置有三相分离器,使得反应器内污泥不易流失,所以反应器内能维持很高的污泥浓度。同时,反应器的SRT(污泥停留时间)大,HRT(水力停留时间)小,这使反应器有很高的容积负荷率并运行稳定性。
应用特点
与好氧处理相比,UASB厌氧处理具有明显的优势:
(一)可处理高浓度废水,特别是对一些较难降解的大分子有机物有很好的去除效果,而好氧对此效果不明显;
(二)不需要供氧,大大降低运行费用,能耗仅为好氧处理工艺的10-15%,且厌氧过程产生可再生能源(http://www.maoyihang.com/invest/l_195/)——沼气;
(三)污泥产生量比好氧过程少5~20倍,UASB内污泥浓度高,平均污泥浓度为20-40gVSS/1;不会产生污泥膨胀,剩余污泥量少,污泥易处理;
(四)有机负荷率高,水力停留时间短,采用中温发酵时,容积负荷一般为10-20kgCOD/m3.d左右;反应器容积和系统占地小,投资少。工程实践证明,当污水COD浓度大于4000mg/L时,厌氧处理就比好氧处理更加经济。
(五)无混合搅拌设备,靠发酵过程中产生的沼气的上升运动(http://www.maoyihang.com/invest/l_196/),使污泥床上部的污泥处于悬浮状态,对下部的污泥层也有一定程度的搅动;污泥床不填载体,节省造价及避免因填料发生堵赛问题;
(六)操作简单、运行方便、易于维护管理。