李兆福，趙鑫

（撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 撫順 113000）

頁巖在煉油過程中會產(chǎn)生一定量的高氨氮污水，氨氮不利于污水的再生回用，因此需深度處理。高氨氮污水處理技術(shù)主要有：選擇性離子交換法[1]、生物脫氮法[2]、吹脫法[3]、蒸氣氣提法[4]、折點加氯法[5]、化學(xué)沉淀法[6]、催化濕式氧化法[7]、膜法[8]、電滲析法[9]等。污水氨氮脫除的這些方法各有優(yōu)缺點，選擇一種經(jīng)濟(jì)、可靠的高氨氮污水處理技術(shù)是頁巖煉油行業(yè)污水循環(huán)再利用的可靠保證。

本文針對撫順頁巖煉油污水高氨氮的特點，結(jié)合現(xiàn)有的生化系統(tǒng)，采用氧化鈣作為堿源對傳統(tǒng)吹脫法、間歇式曝氣吹脫法、二級循環(huán)吹脫法、膜法以及生化法處理頁巖煉油廠高氨氮廢水的效果和經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行對比試驗。

1 試驗部分

1.1 原料與試驗設(shè)備

主要原料：工業(yè)級氧化鈣（含量80%以上），H2SO4（工業(yè)級98%），高效脫氮劑。

主要試驗設(shè)備：傳統(tǒng)篩板吹脫塔、吸收塔、間歇式曝氣吹脫系統(tǒng)、多級循環(huán)吹脫法、RANS膜處理系統(tǒng)、SDN生化系統(tǒng)，氧化鈣消解池。

1.2 污水中氨氮測定方法

污水中的氨氮測定方法執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》（HJ535-2009）。

1.3 試驗方法

1.3.1 頁巖煉油廠污水進(jìn)、出水指標(biāo)

頁巖煉油廠氣浮池出水作為高氨氮污水處理試驗的進(jìn)水，處理后的水進(jìn)入生化池去除生化指標(biāo)，處理后的水回用，其進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 高氨氮原水指標(biāo)

1.3.2 處理方法

分別采用傳統(tǒng)篩板吹脫系統(tǒng)、間歇式曝氣吹脫系統(tǒng)、多級循環(huán)吹脫法、RANS膜處理系統(tǒng)對撫順頁巖煉油廠污水氣浮池出水進(jìn)行高氨氮廢水處理，同時與現(xiàn)有SDN池處理系統(tǒng)的處理效果進(jìn)行對比。

（1）污水分別進(jìn)入高氨氮處理系統(tǒng)，調(diào)整堿度、溫度的同時對污水進(jìn)行處理，分離出來的氨氣采用稀硫酸吸收最終形成硫酸銨產(chǎn)品和處理后的污水。

（2）SDN生化法是目前頁巖煉油廠主要處理氨氮的方法。污水先進(jìn)入SDN池的A池進(jìn)行反硝化反應(yīng)，然后再進(jìn)入O池進(jìn)行硝化反應(yīng)，反應(yīng)后的污水采用大回流比回到A池與新水摻配繼續(xù)反硝化反應(yīng)。

2 結(jié)果與討論

2.1 溫度對不同工藝的影響

在不同溫度條件下進(jìn)行去除氨氮試驗工藝方法有傳統(tǒng)篩板吹脫塔系統(tǒng)、間歇式曝氣吹脫系統(tǒng)和多級循環(huán)吹脫系統(tǒng)，試驗結(jié)果如圖1。

圖1 不同溫度下各工藝除氨效果

由圖1可知，隨著反應(yīng)溫度的提高，脫氨效率都在增加。以上3種處理方法相比，多級循環(huán)吹脫系統(tǒng)的脫氨效果最佳，當(dāng)溫度50℃時脫氨效率達(dá)到67%。

2.2 pH對不同工藝的影響

生物法的pH不應(yīng)有太大的波動，因此此次試驗針對除生化法外的4種方法進(jìn)行對比，具體效果見圖2。

圖2 pH值對除氨效果的影響

由圖2可知，隨著pH值的增加，不同除氨方法的效率都有所提高。膜法除氨在pH值為11.5時脫氨效率最高。

2.3 不同工藝最佳處理效果

分別對5種處理方法在pH為9.5～10.5時的最佳除氨效果比較，結(jié)果如表2。

表2 5種不同工藝最佳處理效果

由表2可知，傳統(tǒng)篩板吹脫系統(tǒng)的處理效率最低為84%。間歇式曝氣系統(tǒng)與多級循環(huán)系統(tǒng)從提高氣液接觸面積和接觸時間上進(jìn)行了提升改造，效率有所提高。最高效率99.8%是現(xiàn)有SDN生化法實現(xiàn)的，但現(xiàn)有裝置不能實現(xiàn)頁巖煉油廠改造后的處理量。RANS膜法由于膜柱快速的化學(xué)吸附使得污水的處理效率達(dá)到96%。

3 結(jié)論

（1）隨著反應(yīng)溫度的提高，傳統(tǒng)篩板吹脫系統(tǒng)、間歇式曝氣吹脫系統(tǒng)和多級循環(huán)吹脫系統(tǒng)的脫氨效率都有所增加。3種處理方法相比，多級循環(huán)吹脫系統(tǒng)的脫氨效果最佳，50℃時達(dá)到67%。

（2）隨著pH值的增加，不同除氨方法的效率都在提高。膜法除氨在pH值為11.5時脫氨效率最高。

（3）傳統(tǒng)篩板吹脫系統(tǒng)的處理效率最低，僅為84%。間歇式曝氣系統(tǒng)與多級循環(huán)系統(tǒng)從提高氣液接觸面積和接觸時間上提升改造，效率有所提高。最高效率99.8%是現(xiàn)有SDN生化法實現(xiàn)的，但現(xiàn)有裝置不能實現(xiàn)頁巖煉油廠改造后的處理量。RANS膜法處理效率達(dá)到96%。吹脫系統(tǒng)與RANS膜處理系統(tǒng)可以用更為廉價的氧化鈣作為堿源從而實現(xiàn)了低成本高效率的除氨效果。

[1] 段明星.氨氮廢水的處理技術(shù)及其研究進(jìn)展[J].環(huán)境與發(fā)展，2015，27（6）：68-70.

[2] Collivigarelli，C；Bertanza，G and Baldi，metal，Ammonia stripping from MSW landfill leach ate in bubble reactors process modeling and optimization，waste.

[3] 王睿.高氮廢水分段進(jìn)水A/O工藝脫氮效果研究[J].應(yīng)用化工，2016，45（11）：2193-2200.

[4] 李蘭英.減壓汽提脫氨裝置脫氨效果影響因素及經(jīng)驗運(yùn)行條件探討（R）[J].中國化工學(xué)會，2012（9）：1007-1009.

[5] 霍瑩.高濃度氨氮廢水試驗研究[J].廣州化工，2014，42（20）：159-161.

[6] 徐志高，黃倩，張建東，等.化學(xué)沉淀法處理高濃度氨氮廢水的工藝研究[J].工業(yè)水處理，2010，30（6）：31-33.

[7] 付迎春，錢仁淵，金鳴林.催化濕式氧化法處理氨氮廢水的研究[J].煤炭轉(zhuǎn)化，2004，27（2）：72-75.

[8] 張宗陽，郝興閣，趙建敏，等.雙套型中空纖維膜接觸器用于脫除水溶液中氨氮[J].高?；瘜W(xué)工程學(xué)報，2016，30（5）：1213-1220.

[9] 張宇，孫宇明，馬文靜，等.電滲析法處理氨氮廢水研究進(jìn)展[J].精細(xì)與專用化學(xué)品，2017，25（7）：24-26.