超重力氮气气提处理含硫污水工艺参数研究
来源：未知
发布日期：2020-04-03 16:11【大 中 小】
气提技术利用 H2S 在酸性水中溶解度小的特 点，通过吹脱使 H2S 与水分离，该方法流程简 单、处理效果稳定、运行费用较低，但设备体积 庞大、效率低、吹脱所需动力消耗大。目前新兴的 超重力技术具有过程强化的作用，该技术已在 吸收、解吸、除尘和反应方面实现了工程化应用。因此，本文提出将超重力技术与气提技术进 行结合，进行超重力场下的气提处理技术研究，对 提高污水处理效果与处理效率、促进新旧动能转换 具有重要意义。
装置与流程
超重力技术通过旋转填料床模拟超重力场， 高速旋转的环形填料床会产生离心力作用，在此作 用下，液体飞速甩出，撞击填料后破碎分离，此时 气液两相的相间接触面积大幅增加，能大幅提高传 质与反应效果。
超重力气提实验流程主要包括超重力旋转填料 床、中惠普氮气发生器、气体流量计、污水罐、污水循环泵、 污水流量计等。实验流程如下：中惠普氮气发生器的氮气通过 超重力旋转填料床气体入口进入超重力旋转填料 床，与来自超重力旋转填料床液体入口的含硫污水 在超重力机中发生气提，气提后的气体从超重力旋 转填料床气体出口排出，液体从超重力旋转填料床 液体出口排出，通过取样口1和取样口2得到样品， 测定处理前后污水中S2- 的浓度。如图1所示。 实验装置的主体设备为超重力机，内部采用 304 不锈钢填料，转子内径、外径、高度分别为 0.06 m、0.3 m、0.07 m。
材料与试剂
含硫污水：为准确模拟含硫污水，在常温、常 压时，向蒸馏水中溶解分析纯硫化钠形成模拟含硫 污水。 九水硫化钠：国药集团化学试剂有限公司，分析纯；氢氧化钠：天津市科密欧化学试剂有限公 司，分析纯；草酸：莱阳市康德化工有限公司，分析纯。
超重力气提脱硫效果影响因素分析
实验中配制S2- 浓度为1 000 mg/L的含硫污水来 模拟气田污水，为探究不同因素对脱硫率的影响， 确定实验条件下最优的工艺参数，分别改变超重力 因子 β、含硫污水 pH 值、气液比、实验温度等操 作条件，进行超重力气提法处理含硫污水的影响因 素研究，从而确定实验工况下最优操作条件。
pH值对脱硫效果的影响
在常温、常压工况下，分别设置超重力旋转填 料床转速为0、600和1 200 r/min，通过向含硫污水 中加入草酸和氢氧化钠调节相应的pH值，pH值分 别设置为 4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0，进行超重 力旋转填料床转速分别为0、600、1 200 r/min的氮 气气提实验，实验结果。
可以看出，在实验研究的 pH 值范围内，重力场下脱硫率最高为 45.5%，而在超 重力场下，脱硫率要显著提高。超重力旋转填料床 转速为1 200 r/min时，脱硫率最高为95%，增幅可 达 49.5%。相同的 pH 值，超重力因子越大，S2- 脱 除效果越好，这是由于在超重力场下，随着转速增 加，液体被撕裂为更小的液层，其与气体的传质面 积增大，传质效果增强，故脱硫率增加。这也验证 了超重力场对污水脱硫率具有促进作用，与前期实 验结论相符。
气液比对脱硫效果的影响
为探究气液比对超重力氮气气提效果的影响， 在实验范围内旋转填料床较适宜的实验液量为 100 L/h，气液比分别设置为 0、10、20、30、40、 50、60、70，旋转填料床转速分别为 0、600、1 200 r/min，调整溶液 pH值为 6.0，进行不同气液比 下的氮气气提实验，研究气液比对 S2- 脱除率的 影响。
结论
（1） 通过实验重复性分析结果可以得出，超重 力技术稳定时间极短，运行 10 min 时 S2- 脱除效果 逐渐趋于稳定，便于开停车操作，取样时间（10 min） 的操作结果较为可靠，可用于后续实验。
（2） 通过进行不同因素对超重力氮气气提含硫 污水处理效果影响实验，可以得出以下规律：随着 超重力因子增加，含硫污水的脱除率逐渐增加，且 增幅逐渐降低；随着 pH 值的增加，含硫污水的脱 除率逐渐降低；随着气液比的增加，含硫污水的脱 除率逐渐增加，且增幅逐渐降低，不同液量下的脱 硫率趋势相近，但液量较低时整体脱硫率较低；随 着温度增加，含硫污水的脱除率逐渐增加，且增幅 逐渐降低。
