氨氮吹脱效率影响因素_黄勇(3)

90

长沙理工大学学报(自然科学版)2009年6月

比>水力负荷>氨氮负荷.就去除率而言,工艺的

2　结果与讨论

2.1　正交试验结果

最佳组合为A3B3C1D2,即进水氨

氮负荷为80.38kg/m2 m3时,在pH值为11.0、气液比为3000、水力负荷为2.24m3/m2 h条件下,去除

正交试验结果见表2.极差及方差分析见表3,4.

表2　正交试验结果

Table2　Resultoforthogonaltest

A

B

C

D

效果最佳.

从各因素对氨氮吹脱效率的影响程度来看,在确定最佳工艺条件时,首先要调节pH值.水中的氨氮大多以铵离子和游离氨的形式存在,两者

试验组

123456789

pH值111222333

氨氮负荷

12312313

气液比

12331221

水力负荷

1232311出水氨氮/

(mg L-1)9.227.046.1511.5514.47831316.56

去除率/

(%)97.3797.9998.2498.4698.98.4298.56

之间的离解平衡关系式为:NH4++OH-NH3+H2O.由该式可知,当pH值增大,废水中

游离氨成分逐渐增加,,提高pH,p;H,氨氮离解率高达[pH需要消耗大量的碱,所以

pH值为11.其次为气液比.影响氨气从水中向大气转移的因素有两个:一是水气界面处的表面张力;二是界面处的氨浓度差.表面张力最小,气态氨释放量就最大.如果形成水滴,气态氨转移量的增加将会很小.因此,反复形成水滴有助于氨的吹脱.水和大气中氨氮的浓度差是气态氨转移的动力.为使水滴周围环境中的氨氮浓度最小,必须将空气快速循环,用含低浓度气态氨的空气搅动水滴,有助于加快氨的释放.但当气液比过大时,会造成尾气夹带液滴现象;进水量较小时,会消耗大量的能源,所以将气液比控制在3000左右是比较合理的.水力负荷和进水氨氮浓度的极差很小,所以在实际吹脱的时候,可以将水力负荷和进水氨氮负荷分别控制在2.24m3/m2 h和80.38kg/m2 m3,吹脱效率可达98%以上.

表3　数据极差分析

Table3　Dataanalysisofrange

A

K1K2K3R

B

C

D

293.60294.42295.330.58

294.18294.48294.690.17

293.68295.01294.660.44

294.00294.23295.120.37

∑X

i

883.35P=(Xi^2)/9

86700.803QT=

K1286200.9686541.8786247.9486436.00K2286683.1486718.4787030.9086571.29K3287219.8186842.2086824.5287095.81Qi86701.3086700.8586701.1286701.04Si

∑(X^2)

i

86701.896ST=P-QT

1.0932

0.500.040.320.23—

表4　数据方差分析

Table4　Dataanalysisofvariance

方差来源离差平方和自由度均方(MS)

F值F临界值

A

B

C

D

从表4可知,当pH值介于10～11之间时,pH值、氨氮负荷、气液比和水力负荷4个因素的

F值分别为12.48,1.10,7.92,5.83,均小于F0.05(2,2)=19;当α=0.10,只有pH值的F值

——

误差E总和T

0.0420.02

1.098

0.5020.2512.48

0.0420.021.10

0.3220.167.92

0.2320.125.83

大于其临界值9.由此可见,对于pH值介于10～11时,氨氮负荷、气液比和水力负荷对吹脱效

—

F0.01(2,2)=99F0.05(2,2)=19F0.10(2,2)=9

2.2　讨　论

1)pH值、气液比、氨氮负荷和水力负荷对吹

率影响不显著,其中氨氮负荷的显著性几乎没有.

大多数研究表明,气液比和水力负荷(与水力停留时间成反比)均为影响氨氮吹脱的显著因素[6～8].本研究结果则表明,气液比和水力负荷并非影响氨氮吹脱的显著因素.其原因主要是,由于在各自的水平设置时,可能均处于氨氮吹脱的高效段,且浓度梯度设置不够合理导致影响不显著.黄海

脱效率的影响.

从表1～3的数据可知,当pH值介于10～11之间时,pH值、气液比、氨氮负荷和水力负荷对吹脱效率影响程度由大到小依次为:pH值>气液