纳米TiO_(2)/ZJ-01复合相促脱剂对高浓度氨氮吹脱效率的协同强化机制研究

作     者：张佳城 刘永军 刘磐 张爱宁 齐浩 刘喆 ZHANG Jia-cheng;LIU Yong-jun;LIU Pan;ZHANG Ai-ning;QI Hao;LIU Zhe

作者机构：西安建筑科技大学环境与市政工程学院西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2022年第42卷第6期

页      面：2628-2637页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51978559) 陕西省重点研发计划(2019ZDLSF05-06)。 

主　　题：复合相促脱剂 高浓度氨氮 纳米流体 吹脱效率 强化机制 

摘      要：为了强化煤化工废水中高浓度氨氮(500~7000mg/L)的吹脱去除效率,进一步减少投碱量,制备了一种纳米TiO_(2)/ZJ-01复合相促脱剂,并对其稳定性、促脱效率及强化机理进行了研究.结果表明,在有机组分质量分数6.0%,5nm TiO_(2)固含量0.4%,超声分散30min时,纳米TiO_(2)/ZJ-01复合相促脱剂性价比最好.在纳米TiO_(2)/ZJ-01复合相促脱剂投加量为7.5mL/L时,氨氮吹脱率便可以达到95.14%,且在任何pH值条件下投加纳米TiO_(2)/ZJ-01复合相促脱剂,氨氮吹脱率均能提高17.02%~32.46%.与直接吹脱法相比,投加纳米TiO_(2)/ZJ-01复合相促脱剂吹脱40min,原水pH=10时的氨氮吹脱率便已高于直接吹脱法pH=11.5时的氨氮吹脱率,极大降低了碱耗量.进一步对纳米TiO_(2)/ZJ-01复合相促脱剂作用机理研究发现,纳米TiO_(2)/ZJ-01复合相促脱剂能极大的降低气液相间表面张力,从而降低传质过程中的液膜阻力,减小气泡尺寸,增大传质接触面积,加快氨气的逸出;同时,在吹脱过程中纳米TiO_(2)/ZJ-01复合相促脱剂能够增强界面湍动及对流现象,加快气泡液膜表面部分更新,减少有效传质边界层厚度,从而降低氨氮传质阻力,强化了气液间传质的进行.