吹脱法处理高氨氮废水
氨氮废水处理常用的方法有汽提法、生化法、离子交换法、折点氯化法和磷酸铵镁沉淀法。目前国内主要采用生化法和汽提法，国外主要采用生化法和磷酸铵镁沉淀法。
汽提法主要用于处理中、高浓度、大流量氨氮废水。吹脱出的氨气可回收利用，但存在容易结垢、低温时氨氮去除效率低、吹脱时间长、二次污染、出水氨氮浓度仍偏高等缺点。因此，明确影响吹脱法的关键因素，提高氨氮去除率，对于控制氨氮处理成本、控制水污染、实现城市的可持续发展具有重要意义。
一、吹脱原理
吹脱法的基本原理是利用废水中所含的氨氮等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间的差异，在碱性条件下使用空气进行吹脱。由于在吹脱过程中不断排出气体，改变了气相中的氨气浓度，使其实际浓度始终小于该条件下的平衡浓度，最终使废水中溶解的氨不断穿过气液界面，使废水中的NH3-N得以脱除，常以空气作为载体。
氨吹脱是一个传质过程，推动力来自空气中氨的分压与废水中氨浓度相当的平衡分压之间的差。气体组分在液面的分压和液体内的浓度符合亨利定理，即成正比关系。此法也叫“氨解析法”，解析速率与温度、气液比有关。
吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。废水中的NH3-N通常以铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）的状态保持平衡而存在：
NH4+ + OH− ⇌ NH3 + H2O
当pH为中性时，NH3-N主要以铵离子（NH4+）形式存在；当pH值为碱性时，NH3-N主要以游离氨（NH3）状态存在。吹脱法是在废水中加入碱，调节pH值至碱性，先将废水中的NH4+转化为NH3，然后通入蒸汽或空气进行解吸，将废水中的NH3转化为气相，从而将NH3-N从水中去除。常用空气或水蒸气作载气，前者称为空气吹脱，后者称为蒸汽吹脱。
二、优缺点
优点：吹脱法用于处理高浓度氨氮废水具有流程简单、处理效果稳定、基建费和运行费较低等优点，实用性较强。
缺点：进出水需要调整pH；如果没有酸性吸收，吹脱出来的氨气随空气进入大气引起二次污染；硬度高的废水结垢严重。
三、影响因素
吹脱法通常使用两种类型的设备：吹脱池（也称为“曝气池”）和吹脱塔。吹脱池占地面积大，容易污染周围环境，因此多采用塔式设备吹脱有毒气体。塔式设备中填料吹脱塔的主要特点是在塔内安装一定高度的填料层，使气液接触面积大，实现气液充分接触。
常用填料有纸质蜂窝、拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。废水被提升到填料塔的顶部，并分布到填料的整个表面，水通过填料往下流，与气流逆向流动。废水在离开塔前，氨组分被部分汽提，但需保持进水的pH值不变。空气中氨的分压随氨的去除程度增加而增加，随气水比增加而减少。影响吹脱法处理氨氮废水去除率的主要因素是pH值、温度、气液比/吹脱水位深度、吹脱时间等。
1. pH值
水中的氨氮，大多以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）保持平衡的状态而存在。其平衡关系式如下：
NH4+ + OH− ⇌ NH3 + H2O (1)
式（1）受pH值的影响，当pH值高时，平衡向右移动，游离氨的比例较大。当pH值为11左右时，游离氨大致占90%。
2. 温度
氨与氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算：
Ka = Kw / Kb = (CNH3 · CH+) / CNH4+ (2)
式中：
Ka —— 氨离子的电离常数；
Kw —— 水的电离常数；
Kb —— 氨水的电离常数；
C —— 物质浓度。
从公式（2）可以看出，pH值是影响水中游离氨含量的主要因素之一。此外，温度也影响反应式（1）的平衡，温度升高，平衡向右移动。数据显示，当pH值大于10时，分解率在80%以上，当pH值达到11时，分解率高达98%，温度的影响相对较小。
3. 气液比
气液比：指空气（蒸汽）和吹扫物（包括氨废水）的体积比。
影响氨从水向大气转移的因素有两个：一个是水-空气界面的表面张力；另一个是氨浓度差。界面的表面张力最小，气体氨释放量最大。如果形成水滴，气氨输送量的增加将非常小，因此反复形成水滴有利于氨的去除。
氨氮在水和大气中的浓度差异是气态氨迁移的驱动力。为了将液滴周围环境中的氨氮浓度降到最低，必须对空气进行快速循环，并在低浓度的空气中搅拌液滴，有利于加快氨的释放。
对于确定的废水量，增加气体量，传质驱动力相应增加，有利于氨氮的去除。但是，如果气体体积过大、气速过高，会影响废水沿填料的正常流动甚至导致液泛现象。因此，对于一定量的废水，最低液气比由液泛点控制。然而，当水流入量小时，消耗能量大，因此氨氮汽提过程通常将气液比控制在3000左右。
4. 吹脱时间
减少吹脱时间有利于加快反应速度，提高处理能力，减少设备体积。相关研究表明，不同废水处理的最佳吹脱时间存在较大差异，这可能与填料的不同、装置设计的合理性等原因有关。经过吹脱预处理后，可以很好地控制后续处理的运行成本。
案例参考：
徐英等采用吹脱法处理垃圾渗滤液，pH=11，气液比2000~2300，吹脱时间9h，最佳去除效率为52.0%。
采用吹脱-缺氧-两级好氧工艺处理垃圾渗滤液（氨氮浓度1400mg/L），pH=9.5，吹脱时间12h，氨氮去除率为60%。
傅金祥等采用吹脱法处理垃圾渗滤液（进水氨氮浓度1800mg/L），最佳pH=11，最佳气液比为360:1，风量3.0L/min，吹脱时间1h，去除效率可达88.75%。
