吹脱助剂在煤气吹脱解吸含氨废水中的应用研究

【摘要】： 随着工农业生产的高速发展和人民生活水平的迅速提高,含氮化合物的排放量急剧增加,氨氮成为水体富营养化的主要污染物之一,特别是高浓度氨氮废水对水体的污染更加严重。钢铁行业主要的水体污染源来自焦化废氨水,排放废氨水中的氨氮浓度超标,因此,废氨水的脱氨氮已经成为当今急待解决的环保课题。 目前没有一种氨氮废水处理技术既能经济有效地处理高浓度的氨氮废水、又无二次污染,结合当前焦化废水中氨氮不能达标排放的现状,本文采用“煤气吹脱解吸法”处理焦化废水中高浓度氨氮,该法是建立在吹脱法基础上的一种新的氨氮脱除技术,同时引入了第三组分-表面活性剂作为吹脱助剂,此法经济有效,无二次污染,国内外鲜有报道。 吹脱助剂协同煤气吹脱解吸法处理焦化废水中氨氮的过程实质为气液传质过程,影响氨氮脱除率的主要因素包括:废水温度、体系pH、煤气流量、吹脱时间、吹脱助剂的投加量等。第三组分-表面活性剂作为吹脱助剂的协同作用,能通过改变界面性能、增加气液传质面积、促进界面湍动和Marangoni效应等来提高氨氮脱除率。 本文利用正交设计方案,分别做了吹脱助剂协同煤气吹脱解吸法处理焦化废水中氨氮的静态和动态试验研究。通过静态试验得出:①在影响因素废水温度T、体系pH、煤气流量Q、吹脱时间t一致的条件下,通过添加微量的表面活性剂便能使氨氮脱除率由96%提高到99%以上,证明吹脱助剂在煤气吹脱解吸法中有较强的协同作用;②当吹脱助剂Ⅰ的投加量为0.0035g/L和吹脱助剂Ⅱ的投加量为0.00030g/L时,氨氮的脱除率都达99%以上,处理后废水中氨氮含量均小于50g/L,满足生化处理要求。 通过模拟工业化的动态试验得出:①无表面活性剂协同作用时,影响氨氮脱除率的因素主次顺序为:TtpHQ;最佳操作条件为:废水温度T=80℃,吹脱时间t=180min,体系pH=10.6,煤气流量Q=13.0m3/h,此条件下氨氮脱除率为90.45%。②在上述最佳操作条件下,引入表面活性剂作为吹脱助剂协同煤气吹脱解吸法处理焦化废水中氨氮,氨氮脱除率从90%提升至95%,挥发酚的脱除率由29.35%提高到46.08%,对COD的脱除效果影响不明显。出水氨氮浓度为198mg/L,满足后续生化处理要求。 本研究中表面活性剂的投加量少、协同作用非常显著,证明了表面活性剂作为吹脱助剂协同煤气吹脱解吸法处理高浓度氨氮废水是一种高效性、经济性、环保性的方法。 【关键词】：吹脱助剂 煤气吹脱解吸法 焦化废水 氨氮 表面活性剂
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 前言9-10
• 第一章 文献综述10-29
• 1.1 氨氮的概述10-15
• 1.1.1 氨氮的危害10
• 1.1.2 氨氮的处理技术10-14
• 1.1.3 焦化废水中氨氮处理新技术的提出14-15
• 1.2 煤气吹脱解吸法的原理及影响因素15-17
• 1.3 吹脱助剂在煤气吹脱解吸法中的应用17-23
• 1.3.1 表面活性剂的概述17-20
• 1.3.2 泡沫及起泡剂20-23
• 1.4 吹脱助剂对气液传质的影响23-27
• 1.4.1 界面传质的研究进展23-25
• 1.4.2 气泡传质的理论研究25-26
• 1.4.3 表面活性剂对气液两相传质的影响26-27
• 1.5 小结27-28
• 1.6 研究思路、内容及目标28-29
• 1.6.1 研究思路28
• 1.6.2 研究内容28
• 1.6.3 研究目标28-29
• 第二章 吹脱助剂在煤气吹脱解吸法中应用的静态研究29-43
• 2.1 材料及方法29-31
• 2.1.1 试验材料29
• 2.1.2 试验方法29-31
• 2.2 试验结果及讨论31-41
• 2.2.1 试验方案Ⅰ31-37
• 2.2.2 试验方案Ⅱ37-41
• 2.3 试验小结41-43
• 第三章 吹脱助剂在煤气吹脱解吸法中应用的动态研究43-54
• 3.1 材料及方法43-46
• 3.1.1 试验材料43
• 3.1.2 试验方法43-46
• 3.2 试验结果及讨论46-52
• 3.2.1 试验方案Ⅰ46-50
• 3.2.2 试验方案Ⅱ50-52
• 3.2.3 吹脱助剂协同煤气吹脱解吸法处理焦化废水中氨氮的初步工业研究52
• 3.3 试验小结52-54
• 结论54-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-60
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文60

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