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关于高NH3-N废水的处置技术能够分为2大类：一类是物化处置技术，如吹脱法、MAP法、折点加氯法、膜吸收法、蒸氨法等;另一类技术是以生化为主的生物脱氮技术，如厌氧氨氧化技术、AO或AAO法、膜生物反响器法等。鉴于高NH3-N废水的特性，单一的、传统的技术难以对其实行有效处置，因而多专业技术的组合应用、技术的打破晋级势在必行。本文以某化工废水处置工程中的蒸氨系统为研讨对象，对其工艺流程及运转效果做了细致的剖析阐明，并以回收氨水浓度为评价指标，经过正交实验研讨了蒸氨塔的最佳工况。
1、工艺阐述
某化工企业，主要产品为化工催化剂，其生产产生废水具有含铜、含NH3-N浓度高、盐度高、可生化性差、呈碱性等特性。原水水质及最终排放请求见表1。
依据废水水质特性，思索长期运转的经济性，高效性，采用废水处置工艺见图1。
其中作为中心单元的蒸氨系统工艺流程见图2。由图2可知，废水首先经过管道混合器，向废水中投加NaOH调理废水pH值在9~10.5范围，之后废水经贫废水换热器，与从蒸氨塔底排出的蒸氨废水换热，将原废水加热到60℃，然后送至废水加热器用饱和蒸汽将原废水加热到90℃后进入蒸氨塔。蒸氨塔采用直接蒸馏方式，原废水从塔顶部进入设备，同时塔底通入饱和蒸汽直接将废水中的氨蒸出，蒸出的氨汽入蒸氨塔塔顶分缩器，用循环水冷却，冷凝下来的液体入蒸氨塔顶作回流，未冷凝的氨汽进入氨水冷凝冷却器，再用循环水将氨汽冷凝冷却成浓氨水至浓氨水槽。蒸氨塔底排出的蒸氨废水在废水换热器中与原废水换热后，温度降至约70℃进入废水冷却器，用循环水冷却至40℃以下后至后续处置系统。
蒸氨塔作为该系统的中心单元，采用大孔导向筛板式蒸氨塔，其具有液面梯度小、鼓泡平均、返混小、抗堵才能强等优点。其设备由塔底储液段、加热蒸馏段、分缩器3段组成，其中加热蒸馏段，总共含有筛板31层，分缩器换热面积10m2。在塔体各段分别设有液位计、压力变送器及温度变送器检测蒸氨塔的运转情况，其正常生产工艺指标见表2。
2、运转工况剖析
2.1 正交实验设计
蒸氨塔运转的效率主要经过通入蒸氨塔的蒸汽流量及废水pH值来控制，所以在蒸氨的操作中应严厉控制蒸氨塔底部温度，分缩器出口温度等指标。为了剖析各指标对蒸氨塔运转效果的影响，采用正交实验设计的办法，布置多要素实验，寻求最优程度组合，同时评价各要素对结果的影响显著程度。
系统运转中，控制原废水pH值在9~10范围内，调理通入蒸氨塔的饱和蒸汽量控制塔底温度，调理分缩器冷凝水通入量控制液氨管温度，以进水流量、塔底温度、液氨管温度为要素，以蒸出浓氨水的浓度为目的值，采用四要素三程度的正交实验表L9(34)实行正交实验，设计表头见表3。
2.2 结果剖析
经过对各要素做不同的组合运转剖析，得出正交实验结果见表4。正交实验设计中空列用来预算实验误差。
正交实验方差剖析见表5。对实验设计实行极差剖析可知，关于目的值，实验中极差分别为RC=10>RB=2.6>RA=1.3，则在选定各要素对目的值的影响作用为C>B>A。在这几组组合参数中对产生氨水浓度最佳程度搭配为A2B1C1，即进水量2.5m3/h，塔底温度105℃，液氨管温度50℃。
由表5结果能够看出，对目的值的影响，要素C高度显著，要素B较显著，要素A略有影响。剖析结果同极差剖析结果分歧。由以上剖析结果同时思索到设备承当负荷，肯定选用最佳的要素程度组合为A2B1C1。
3、运转效果
采用肯定的最佳要素组协作为设备的运转参数，严厉控制系统运转。分别取原废水、蒸氨废水NH3-N浓度及产生的浓氨水NH3-N浓度作为指标实行监测，结果见表6。
由表6能够看出，采用蒸氨塔对高NH3-N废水实行预处置，NH3-N去除率可到达90%以上，处置后的废水NH3-N质量浓度小于80mg/L，大大降低了该废水后续处置的难度及后续废水处置系统的负荷。同时产生高浓度纯氨水，可回用于产线或作为产品，具有较好的经济价值。
4、设备运转异常问题及对策
4.1 蒸馏塔塔底压力高
正常运转条件下，蒸氨塔底部压力在15~50kPa范围内，当压力超越上限值，阐明设备呈现了问题，需求立即中止蒸汽吹入，查明缘由。经过运转剖析，该问题可能是由于设备梗塞，通入的蒸汽无法正常排出招致塔内部憋压所致。
形成此问题的主要缘由及处理方法有以下4个方面：
①通入蒸汽量过大，应协同蒸汽流量、塔底温度等数据综合剖析，合理控制蒸汽量;
②分离塔顶部压力数据，若塔顶部压力升高，阐明液氨管内液氨排放不畅，有液封或氨水冷凝冷却器梗塞，应立即排查浓氨水管道及冷凝冷却器;
③分缩器梗塞，需翻开分缩器上封头对其实行检查疏浚;
④塔体筛板梗塞，由于废水含盐量过高，长期运转会形成盐分在筛板上析出，因而关于此类问题，需通入弱酸性液体，对塔体实行浸泡，溶解固结在筛板上的盐分。
4.2 液氨管温度不稳定
由正交剖析可知，液氨管温度对蒸氨塔运转效果具有非常显著的影响，因而需严厉控制此处温度。设备装置时，由于整个塔体较高，为了便于操作及察看，液氨管温度变送器装置在了高3m操作平台位置，液氨管较长，受环境温度及塔体内情况变化影响大。因而为了减少该处温度的动摇，取得适合的浓氨水浓度，除对液氨管实行保温处置外，在分缩器循环冷却水管路上增加同温度变送器联动的电动控制阀，自动通入冷却水的量从而到达自动调理液氨管温度的目的。
5、结论
(1)以某化学工业废水处理工程实例为背景，细致引见了其中蒸氨系统的工艺流程及原理，蒸氨塔采用直接蒸氨的方式，同时设备采用大孔导向筛板，防止了常规筛板塔的一些缺乏。蒸氨工艺成熟牢靠，流程简单，操作便当，作为高NH3-N废水的预处置具有很大的推行价值。
(2)外界对蒸氨塔运转的影响要素较多，因而以蒸氨塔进水流量、塔底温度、液氨管温度为要素，以回收浓氨水浓度为目的值，树立正交实验，经过极差剖析及方差剖析得出，对蒸氨塔运转的影响水平依次为液氨管温度、塔底温度、进水流量。同时挑选出了蒸氨塔的最佳运转工况：进水量2.5m3/h，塔底温度105℃，液氨管温度50℃。
(3)在最佳运转工况下对高NH3-N废水实行处置，NH3-N去除率可到达90%以上，处置后的废水NH3-N质量浓度小于80mg/L，大大降低了该废水后续处置的难度及后续废水处置系统的负荷。同时系统产生的副产物浓氨水NH3-N质量分数可到达15%以上，可回收应用或作为产品，具有很大的经济价值。
