废水处理应用空气剥离塔技术

1. 概述

空气剥离塔是一种废水处理技术，用于去除易挥发的溶解有机化合物（VOC - 挥发性有机化合物，是指一类易挥发的有机化合物）在废水中，特别是氨（NH₄⁺）。废水成分通常含有VOC，具有低沸点和易于以气体或蒸汽形式释放的共同特征。

空气剥离塔

2. 空气剥离塔的结构和工作原理

塔的主要结构包括塔身，内部含有填料，上方有气液分离板，负责保留水分，仅允许气体逸出。塔的工作基于水与塔内气体的逆流接触。通过这一过程，污染成分（易挥发的有机化合物、氨等）将从废水中分离并蒸发，可以回收处理。空气剥离塔通常高5到12米，固定安装，仅需小的表面面积。

空气剥离塔的结构和工作原理

3. 分类

有两种类型的剥离塔：使用填料的塔和使用多层孔板的塔，工作原理相同，主要区别在于使用填料的塔含有大量填料，增加水与气体的接触面积，最大化去除系统中VOC和氨的效率。因此，使用填料的塔在去除污染物方面的效率高于使用多层孔板的塔，能够去除80-90%的VOC，并且在去除低挥发性有机化合物方面也有效。

• 使用填料的塔：在塔顶设置水分配装置，以均匀分配流经固定填料表面的水，水将渗透填料之间的缝隙，以最大化气体与水的接触面积。设计参数包括表面积、填料层高度、塔的高度-直径比以及气体和水的流速。

常用的微生物填料类型

• 使用多层孔板的剥离塔：使用与填料塔类似的过程，但填料不是块状的，而是被分成多个带小孔的托盘，允许水通过。

这两种剥离塔通常设计以最大化气体与水的接触表面积，以实现高效去除污染物。

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4. 空气剥离塔的设计参数

填料层高度、表面负荷和RQ比（气体与水流量比）对氨去除效率的影响：

空气剥离塔

(图片来源: https://www.monroeenvironmental.com)

在实际中，剥离塔已被应用作为处理含有易挥发有机物的废水的一个环节，如：

• 在无机和有机化学中，剥离塔用于去除易挥发的有机物、硫、磷化合物（H₂S、磷化氢）和氨（NH₃）。

• 在制药领域，剥离塔用于去除废水中的氯溶剂。

• 在维斯科纺织品生产中，剥离塔用于去除废水中的CS₂（二硫化碳）。

• 剥离塔系统还用于在处理土壤过程中净化地下水，之后可以是活性炭过滤器或基于水成分的生物过滤器。地下水中主要去除的化合物包括：芳香化合物（BTEX）和易挥发的氯化烃。

空气剥离塔处理废水所需的时间取决于塔的大小、流速和水中VOC的浓度。例如，高浓度的NH₃-N（地下水中常见的污染物）可能需要几个小时才能通过空气剥离塔去除。在最近的研究中，剥离塔需要4小时才能达到最高效率（约80%）去除地下水中的NH₃-N。

4. 空气剥离塔的优缺点

同时在操作和维护系统时需要注意一些事项：

• 系统中的设备需要定期检查和校准。

• 对泵和鼓风机进行定期维护。

• 定期检查填料层的污垢积聚情况。

• 废水在进入塔之前需要进行初步沉淀。

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