吹脱法是去除水中的溶解气体或某些易挥发溶质的水处理技术。

• 7.1.1氨的吹脱原理

经过二级处理污水中的氮多以氨氮（NH₄⁺-N）和游离氨（NH₃）形式存在，两者保持平衡，平衡关系如式7-1所示：

                             NH₃+H₂O NH₄⁺+OH^-                       （式7-1）

这一关系受pH值的影响，pH升高，平衡向左移动，游离氨所占的比例增加；同时水温有也会影响二者的比例，图7-1所示是以pH值和水温为参数，在不同的pH值和水温条件下，游离氨和氨离子所占比例。

游离氨易于从水中逸出，如加以曝气吹脱，则可促进其从水中逸出，而且只需要采用一般的空气吹脱即可。

                                    图7-1 水中NH₄⁺和NH₃的存在比例

你能根据图7-1判断氮在不同条件下的存在形式吗？

氮的吹脱实质上使利用了气液扩散平衡，正常情况下气液两相界面上NH₃的吸收与解吸达到平衡，此时空气中氨的浓度不会增加，溶液中氨的浓度也不会减少，达到动态平衡，但此时如果通过加大空气流动，不断鼓入新鲜空气，就会减少液面以上氨的分压，此时水中的氨就会不断逸出以达到扩散平衡，这个过程不断进行，将会使溶液中的氨降低至一定浓度，以达到排放标准，对环境不造成危害。

• 7.1.2吹脱装置

在实际工程中一般采用的吹脱设备有吹脱池和吹脱塔。

一、吹脱池

   吹脱池有自然吹脱池和强化吹脱池两种，前者是依靠池面液体与空气自然接触而吹脱去除溶解性气体，适用于溶解气体易挥发、水温较高、风速较大、有开阔地段和不产生二次污染的场合。若向池内鼓入空气或在池面上安装喷水管（消泡）对吹脱效果进行强化的，则构成强化吹脱池，如图7-2所示。

                                  图7-2 强化吹脱池结构和运行方式示意

吹脱池设备构造简单，运行操作方便，运行稳定，但是吹脱效率低于吹脱塔，且吹脱出的气体没有办法收集，有二次污染的可能性。

二、吹脱塔

吹脱塔的吹脱效率高，吹脱废气可以收集处理或回用。根据塔中设置填料或塔板又可分为填料塔和板式塔。

填料塔通过在塔内设置栅板或瓷环填料，以促进气液两相的混合，增加传质面积。进行处理时气相和液相通过逆向流（一般为空气由下至上，水流由上至下）在塔内栅板或瓷环填料表面进行接触，进行吹脱和氧化。填料塔虽然具有较好的吹脱效率，但是也具有体积大、需要使用填料、污水中悬浮物过高时易发生堵塞等问题。

板式塔是在塔内装有一定数量的塔板，污水水平流过塔板，经降流管流入下一层塔板。空气以鼓泡或喷射的形式穿过班上水层，相互接触传质，塔内气相和液相组成沿塔高呈阶梯变化。

7.1.3影响吹脱的主要因素

影响吹脱的因素有很多，最重要的因素是温度、pH值和气液比、油类物质。

一、温度

在一定压力下，温度升高气体在水中的溶解度降低，对吹脱有利；且能影响溶质在水中水解的速度，从而影响其形态，进而影响吹脱。

二、pH值

在不同的pH条件下，气体的存在形式不同，从图7-1可知较高的pH值时水中的氮多以氨形式存在，对吹脱有利。

三、气液比

气液比是指吹脱过程中气体流量和液体流量之比，空气量过少，则气液两相接触不够，吹脱效率降低；但空气量过多，会导致浪费，还会造成“液泛”，即污水被气流带走，破坏正常运行。为了提高传质效率，在实践中气液比一般会采用液泛极限气液比的80%。

四、油类物质

污水中如果含有油类物质会阻碍气体向气相转移和扩散，而且容易堵塞填料，影响吹脱，应在预处理中予以去除。

此外对于水中的氨还可以采用汽提的方法去除，其基本原理使采用热蒸汽与污水接触，使污水升温至沸点，利用蒸馏作用使污水中的氨挥发出来，它和吹脱法都可以应用于较高浓度含氨污水的处理和回收，但是气体法需要热蒸汽对污水进行加热，一般在企业有废蒸汽或有蒸汽产生设备时考虑使用，这里就不进行具体介绍了。

穿插在知识点中的课堂练习可以在这里快速找到。

任务1：氮在水中的存在形式判断