2008年環保工程師知識講座一講義精選(十三)
發布時間：2010-01-14 共1頁
1.13.2吹脫法
1、基本原理
將空氣通入廢水中，使廢水中溶解性氣體和易揮發性溶質由液相轉入氣相，使廢水得到處理的過程稱為吹脫。被吹脫物質在液相和氣相中的濃度差是其由液相轉入氣相的推動力。吹脫法的基本原理是氣液相平衡和傳質速度理論。2、吹脫法處理廢水的工藝組成
⑴預處理
應對廢水進行預處理，如調整廢水的水溫和pH值，去除懸浮物和油類等污染物。
⑵回收解吸氣體
吹脫過程中的解吸氣體的處置原則是：符合排放標準時，向大氣排放;對中等濃度的有害氣體，可以導入爐內燃燒;對高濃度的有害氣體，應考慮回收利用，回收解吸氣體的方法是吸收和吸附。
①吸收：用氫氧化鈉溶液吸收氰化氫或硫化氫，可生成氰化鈉和硫化鈉，然后再將飽和溶液蒸發結晶。
②吸附：可以采用固體吸附劑吸附有害氣體，吸附設備為固定床過濾裝置。當吸附達到飽和狀態時，用溶液浸泡吸附劑，溶解氣體，并使吸附劑再生。
例如：在用活性炭吸附硫化氫時，當達到吸附飽和后用亞氨基硫化物浸洗活性炭1h后進行解吸，反復浸洗數次后，再用蒸汽清洗活性炭，使其恢復吸附能力。溶劑經蒸發后，可回收其中的硫。
⑶吹脫設備
吹脫設備有吹脫池和吹脫塔。
①吹脫池
依靠池面液體與空氣自然接觸而脫除溶解氣體的吹脫池稱為自然吹脫池。它適用于溶解氣體，極易揮發、水溫較高、風速較大、有開闊地段和不產生二次污染的場合。此類吹脫池也兼作貯水池。
②吹脫塔
為提高吹脫效率，回收有用氣體，防止二次污染，常采用填料塔、板式塔等高效氣液分離設備。
填料塔的主要特征是在塔內設置一定高度的填料層，廢水從塔頂噴下，沿填料表面向下流動，空氣由塔底鼓入，呈連續相由下而上同廢水逆流接觸。
板式塔的主要特征是在塔內裝置一定數量的塔板，廢水水平流過塔板，經降液管流入下一層塔板。空氣以鼓泡或噴射方式穿過板上水層，相互接觸傳質。塔內氣相和水相組成沿塔高呈階梯變化。
從廢水中吹脫出來的氣體，可以經過吸收或吸附回收利用。例如，用氫氧化鈉溶液吸收。
3、吹脫法處理廢水的應用
吹脫法處理廢水已工業化，處理實例較多，例如，石灰石中和硫酸廢水出水中的二氧化碳，煉油廠從冷凝器排出的廢水中的硫化氫，金屬選礦廠廢水中的氰化氫等，都可以用吹脫法去除，另外，焦化和化肥等企業的生產廢水中含有高濃度的氨氮，吹脫除氮是該類廢水處理工藝的組成之一。
⑴吹脫除氮機理
水中的氨氮，以氨離子和游離氨的狀態存在，兩者之間存在一個平衡關系，并且受pH值的影響。當pH值為7時，氨氮多以氨離子的形式存在，而當pH值為11左右時，游離氨大致在90%以上。因此，在高的pH值條件下，可獲得較好的吹脫除氨效果。
⑵吹脫塔
塔內設塑料填料，促進空氣與水的充分接觸。用石灰調pH值到11，污水從頂部進入后向下噴，與填料碰撞形成細小液滴下落，塔頂風扇的抽吸作用形成氣水對流，分子態的氨從水中逸出。該處理法的優點是效果好，簡單易行;缺點是逸出的游離氨會造成二次污染，另外，用石灰調節pH值易在吹脫設備和管道內結垢，維修工作量大，設備更換頻繁。水溫下降則脫氨率會下降。改進措施是：用氫氧化鈉作為堿劑，以防形成水垢，用稀硫酸可以吸收逸出的游離氨。
⑶影響因素
pH值：吹脫效果隨pH值上升而提高，但是當pH值提高到10.5以上時，去除率提高緩慢;
水溫：氨吹脫率隨操作溫度的升高而提高;
布水負荷率：水以滴狀下降，當填料高6m以上時，布水負荷率≯180m3/(m2d);
氣液比：當填料高6m以上時，氣液比以2200～2300以下為宜。
1.13.3汽提法
1、基本原理
其基本原理與吹脫法相同，只是所使用的介質不是空氣而是水蒸汽。向廢水中通入蒸汽，使廢水中的易揮發組分由液相轉入氣相，從而使廢水得到處理的過程稱為汽提。
汽提法用以脫除廢水中的揮發性溶解物質，如揮發酚、甲醛、苯胺、硫化氫和氨等。
2、汽提法的分類
可以分為簡單蒸餾和蒸汽蒸餾。
3、汽提設備
汽提通常都在封閉的塔中進行，汽提塔分為兩類，即填料塔和板式塔。
板式塔是一種傳質效率比填料塔更高的設備。根據塔板的結構不同，又可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、舌形塔和浮動噴射塔等，其中泡罩塔、浮閥塔、篩板塔的應用較為廣泛。4、汽提法在處理廢水中的應用
⑴含酚廢水的處理
汽提法最早用于從含酚廢水中回收揮發酚，可采用兩段塔逆流回收。汽提脫酚工藝簡單，對處理高濃度的廢水(含酚1g/L以上)可以達到經濟上收支平衡，而且不會產生二次污染，但是，經汽提后的廢水中一般仍含有高濃度(約400mg/L)的殘余酚，必須進一步處理。另外，由于再生段內噴淋熱堿液的腐蝕性很強，必須采取防腐措施。
⑵含硫廢水的處理
石油煉制廠的含硫廢水中含有大量的硫化氫(高達10g/L)，氨(高達5g/L)，另外還有酚類、氰化物和氯化銨等，一般先用汽提處理，然后再用其他方法進行處理。
⑶含氰廢水的處理
含氰廢水經汽提和堿液吸收后，可以回收氰化鈉和黃血鹽鈉。
下面有幾道題是關于萃取、吹脫和汽提的
第一題，題目是萃取工藝不包括( )，四個選項是：A混合，B析出，C分離，D回收，本節一開始學習了關于萃取的概念：“為了回收廢水中的溶解物質，向廢水中投加一種與水互不相溶，但能良好溶解污染物的溶劑，使其與廢水充分混合接觸。由于污染物在該溶劑中的溶解度大于在水中的溶解度，因而大部分污染物轉移到溶劑相。然后分離廢水和溶劑，即可使廢水得到凈化。若再將溶劑與其中的污染物分離，即可使溶劑再生，而分離的污染物可回收利用”，可以看出，萃取工藝包括混合、分離和回收，所以應該選B析出。
另一道題目是：關于吹脫和汽提，下列說法中正確的是( )，A吹脫和汽提的基本原理相同，B汽提使用的載氣是水蒸汽，C吹脫包括簡單蒸餾和蒸汽蒸餾，D吹脫使用的載氣是空氣，前面學過，吹脫是向廢水中通入空氣，使廢水中的易揮發組分由液相轉入氣相，而汽提是向廢水中通入蒸汽，從而使廢水中的易揮發組分由液相轉入氣相，兩者的基本原理是相同的，只是所用的介質不同，另外，汽提法可分為簡單蒸餾和蒸汽蒸餾，所以說， B、C、D是錯誤的，A吹脫和汽提的基本原理相同是正確的。
