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吹脱—吸附联合工艺处理高浓度氨氮废水

作　者: 汪海涛
导　师: 周康根
学　校: 中南大学
专　业: 环境工程
关键词: 氨氮废水吹脱吹脱塔设计吸收移动床
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

氨氮是导致水体富营养化及水质恶化的主要原因之一。特别是高浓度氨氮废水,若直接排放将对水环境造成巨大的危害。同时,国家在氨氮废水的排放要求方面也制定了越来越严格的法规与排放标准。因此,本研究以高浓度氨氮废水的经济有效的处理方法及工艺的开发为目的,以多面球填料塔吹脱法为初步脱氮手段,以新型氨氮吸附剂Amar-01为吸附剂的吸附法为深度脱氮手段开展了吹脱——吸附联合工艺处理高浓度氨氮废水的研究。以实际钒冶炼高浓度氨氮废水为处理对象,自制了大型吹脱设备,考察了影响吹脱传质效率的相关因素(如气液比、温度、pH等)对氨氮脱除效率的影响,求得了表征吹脱效率的吹脱液相总传质系数KL,最后得出了试验条件范围内的最佳吹脱总传质系数KL=0.0072m/h。得到吹脱试验最佳条件：废水pH=11.5,吸收液pH=0.25～0.50,吹脱循环流量6.0m3/h,吸收液循环流量6.0m3/h,风机频率49.5Hz。以吹脱塔的设计计算方法的建立为目标,推导出了多面球填料塔的吸收速率方程,并通过计算求得试验用吹脱塔的液相总传质系数KX=0.7209Kmol/h·m2,再以Kx为基础开展了不同处理量及处理要求的吹脱塔的设计计算。在课题组前期研究基础上,选用Amar-01为氨氮吸附剂,开展了多级吸附移动床深度处理氨氮废水的工艺研究。开展了多级吸附移动床运行模式,多级解吸移动床运行模式的比较研究,证明了氨氮吸附树脂移动床运行模式的可行性,最终得出了合适的移动床处理氨氮废水的工艺流程。以钒冶炼氨氮废水为处理对象,采用填料塔吹脱——Amar-01吸附联合工艺,设计了30m3/d的氨氮废水处理中试生产线,试验结果表明钒冶炼废水经吹脱——吸附联合工艺处理后,氨氮浓度从处理前的约13g/L降至了15mg/L以下。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章综述  10-29
  1.1 研究背景  10-16
    1.1.1 氨氮废水的来源  11-13
    1.1.2 氨氮废水的危害  13-16
  1.2 氨氮废水的处理方法现状及发展趋势  16-26
    1.2.1 氨氮废水的处理方法现状  16-23
    1.2.2 吹脱法处理氨氮废水的研究现状  23-25
    1.2.3 氨氮废水处理方法的发展趋势  25-26
  1.3 本课题的研究目的、意义及内容  26-29
    1.3.1 研究目的、意义  26-27
    1.3.2 研究内容  27-29
第二章多面球填料氨吹脱塔的传质影响因子分析  29-42
  2.1 试验方法及内容  29-33
    2.1.1 试验材料、试剂及设备  29-30
    2.1.2 试验方法  30
    2.1.3 数据处理  30-32
    2.1.4 检测分析  32-33
  2.2 结果讨论与分析  33-40
    2.2.1 废水温度对吹脱速率的影响  33-34
    2.2.2 废水初始pH值对吹脱速率的影响  34-35
    2.2.3 废水循环流量对吹脱速率的影响  35-36
    2.2.4 吸收液循环流量对吹脱速率的影响  36-37
    2.2.5 吸收液pH对吹脱速率的影响  37-38
    2.2.6 风量对吹脱速率的影响  38-40
  2.3 小结  40-42
第三章多面球填料氨吹脱塔的设计模型  42-56
  3.1 吹脱塔演算符号说明  42-43
  3.2 吹脱填料塔的设计思路及理论根据  43-46
    3.2.1 吹脱填料塔的设计思路  43-44
    3.2.2 吹脱填料塔的设计理论依据  44-46
  3.3 试验吹脱填料塔液相总传质系数Kx的求取  46-49
  3.4 目标吹脱填料塔的设计过程  49-52
  3.5 已设计填料塔压降的推算  52-54
    3.5.1 压降推算思路  52-54
    3.5.2 压降推算过程  54
  3.6 本章小结  54-56
第四章氨氮废水的多级吸附与解吸工艺研究  56-69
  4.1 影响Amar-01氨氮吸附性能的因素  56-58
    4.1.1 废水pH对Amar-01的氨氮吸附效果的影响  56-57
    4.1.2 Amar-01的预处理pH对氨氮吸附效果的影响  57
    4.1.3 废水氨氮浓度对Amar-01氨氮吸附效果的影响  57-58
  4.2 Amar-01氨氮吸附树脂移动床氨氮吸附试验  58-63
    4.2.1 试验方法及内容  59-60
    4.2.2 快速移动床氨氮吸附实验  60-61
    4.2.3 快速—慢速结合移动床氨氮吸附试验  61-63
  4.3 氨氮饱和Amar-01树脂的移动床解吸——淋洗试验  63-66
    4.3.1 氨氮饱和树脂的三级解吸一级淋洗试验  63-64
    4.3.2 氨氮饱和树脂的一级解吸三级淋洗试验  64-66
  4.4 Amar-01吸附剂的移动床吸附与解吸流程设想  66-67
  4.5 本章小结  67-69
第五章吹脱——吸附联合工艺处理钒冶炼高浓度氨氮废水  69-79
  5.1 废水来源与水质  69
  5.2 工艺流程简介  69-76
    5.2.1 吹脱预处理系统  70-72
    5.2.2 Amar-01氨氮吸附系统  72-75
    5.2.3 解吸液除杂系统  75-76
  5.3 处理效果分析  76-78
  5.4 本章小结  78-79
第六章结论、创新与建议  79-81
  6.1 结论  79-80
  6.2 创新  80
  6.3 建议  80-81
参考文献  81-86
附录  86-92
致谢  92-93
攻读学位期间主要的研究成果  93

吹脱—吸附联合工艺处理高浓度氨氮废水

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