/吹脫法和氣提法

一、吹脫法

吹脫法的基本原理是:將空氣通入廢水中,改變有毒有害氣體溶解于水中所建立的氣液平衡關(guān)系，使這些揮發(fā)物質(zhì)由液相轉(zhuǎn)為氣相，然后予以收集或者擴(kuò)散到大氣中去。吹脫過程屬于傳質(zhì)過程;其推動力為廢水中揮發(fā)物質(zhì)的濃度與大氣中該物質(zhì)的濃度差。

吹脫法用于去除廢水中的CO2、H2S、HCＮ、CS2等溶解性有毒有害氣體.吹脫曝氣既可以脫除原來存于廢水中的溶解氣體,也可以脫除化學(xué)轉(zhuǎn)化而形成的溶解氣體.例如,廢水中的硫化鈉和氰化鈉是固態(tài)鹽在水中的溶解物，在酸性條件下,由于它們離解生成的S2—和CN—離子能和Ｈ+離子反應(yīng)生成H2S和HＣN，經(jīng)過曝氣吹脫，就可以將它們以氣體形式脫除。這種吹脫曝氣稱為轉(zhuǎn)化吹脫法。

用吹脫法處理廢水的過程中，污染物不斷地由液相轉(zhuǎn)入氣相，易引起二次污染,防止的方法有以下三類:（1）中等濃度的有害氣體,可以導(dǎo)入爐內(nèi)燃燒;（2）高濃度的有密氣體應(yīng)回收利用;（3)符合排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以向大氣排放。

吹脫設(shè)備類型很多,經(jīng)常使用的為強(qiáng)化式吹脫池（鼓泡池）和塔式吹脫裝置（吹脫塔）.

鼓泡池的使用效果可用某維尼綸廠的實(shí)例加以說明。該廠吹脫處理的廢水是合有大量CO2氣體的濾液（來自石灰中和酸性廢水）,ｐH=４.2~４。5。吹脫池水深l.５m，采用的曝氣強(qiáng)度為2５~30m3/m２.h,氣水比為5,吹脫時(shí)間為30～40min。曝氣設(shè)備采用穿孔管,孔眼直徑為10mm，間距50ｍm。廢水流程采用三廊道，每道(寬lm，長６ｍ）一側(cè)的底部安裝曝氣管.經(jīng)處理后的廢水CO２含量由原來的700mg兒降到１20~140mg/L，pH值由４．2～4.5上升至6~6．５,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。吹脫塔又分為填料塔和板式塔兩種，本節(jié)介紹填料塔，板式塔將在后面敘述。填料塔裝置如圖18－1所示，圖18-2為各種填料元件。填料塔的計(jì)算，在廢水處理中尚缺乏實(shí)際運(yùn)行資料，一級應(yīng)通過小型試驗(yàn)以取得必要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù).

對于脫除H2Ｓ廢水的填料塔，若淋水密度為50m3/m2。h,所需填料表面積可按下式計(jì)算：

（1８-１)式中

G。──單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)脫除的H２S量，kｇ／h;

──初始濃度Cl與終點(diǎn)濃度Ｃ２的對數(shù)濃度差(kg/ｍ3)，它是吹脫過程中的平均推動力，可按下式計(jì)算：

(18－2）傳質(zhì)系數(shù)Ｋ，按下式計(jì)算:

（18－3）式中

n──常壓下H２S在水中的溶解度,由表１8—l查得；──塔的截面積m2。表18－１

硫化氫的溶解度（0。98MPa時(shí)）水

溫

(０C)０10２０3040506080100溶解度（kg/m3）7.15．1３．93。0２。4１.91.50。80

吹脫法處理廢水已工業(yè)化，處理實(shí)例較多，例如，石灰石中和硫酸廢水的出水中的CO2、煉油廠從冷凝器排出的廢水中的H2S、金屬選礦廠廢水中的HCN等,都可用吹脫法去除。

二、汽提法汽提法的基本原理與吹脫法相同，只是所使用的介質(zhì)不是空氣而是水蒸氣.即使用水蒸氣與廢水直接接觸，將廢水中的揮發(fā)性有毒有害物質(zhì)按一定比例擴(kuò)散到氣相中去，從而達(dá)到從廢水中分離污染物的目的.汽提法分離污染物的機(jī)理視活染物的性質(zhì)而異;一般可歸納為以下兩種:(1）簡單蒸餾

對于與水互溶的揮發(fā)性物質(zhì),利用其在氣液平衡條件下,在氣相中的濃度大于在液相中的濃度這一特性,通過蒸氣直接加熱，使其在沸點(diǎn)（水與揮發(fā)物兩沸點(diǎn)之間的某一溫度）下按一定比例富集于氣相。(２）蒸氣蒸餾

對于與水不互溶或幾乎不互溶的揮發(fā)性污染物質(zhì),利用混合液的沸點(diǎn)低于兩組分沸點(diǎn)這一特性,可將高沸點(diǎn)揮發(fā)物在較低溫度下加以分離除去。例如,廢水今的松節(jié)油、苯胺、酚、硝基苯等物質(zhì),在低于10０℃的條件下，應(yīng)用蒸氣蒸餾法可將其有效脫除。

汽提通常都在封閉的塔內(nèi)進(jìn)行。重要的汽提塔有兩大類:填料塔和板式塔。本節(jié)將重點(diǎn)介紹各種板式塔。板式塔是一種傳質(zhì)效率比填料塔更高的設(shè)備。這稱塔的關(guān)鍵部件是塔板。根據(jù)塔板結(jié)構(gòu)的不同,又可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、舌形塔和浮動噴射塔等,其中前三種應(yīng)用較廣。

泡罩塔(圖18－3)的特點(diǎn)是操作穩(wěn)定、彈性大、塔板效率高、能避免臟污和阻塞;缺點(diǎn)是氣流阻力大、板面液流落差大、布?xì)獠痪鶆颉⑴菡纸Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高等.

浮閥塔(圖１8－4)是一種高效，傳質(zhì)設(shè)備,由于生產(chǎn)能力高、構(gòu)造簡單、造價(jià)低、塔板效率高、操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。篩板塔(圖１8—5）的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低;造價(jià)約為泡罩塔的605６,為浮閥塔的80％左右。此外，壓降小,處理量比泡罩塔大2０9６左右,板效率高１5%左右。其主要缺點(diǎn)是操作彈性小，篩孔容易阻塞.

汽提法最早用于從合酚廢水中回收揮發(fā)性酚。廢水預(yù)熱至100℃后，由汽提塔的頂部淋下，與上升的蒸氣流相遇，在填料層中或塔板上進(jìn)行傳質(zhì).凈化后的廢水由集水槽排走。蒸氣和酚的混合氣體從塔頂