脱酸脱氨对酚氨回收废水后续处理的影响分析

一、引言

酚氨回收废水源于煤气化、焦化等工业过程，成分复杂，含高浓度酚类、氨氮及多种污染物，处理难度大。脱酸脱氨作为关键预处理步骤，对降低废水酸性气体与氨氮含量至关重要，直接关系后续处理单元效果与水质达标情况。明晰其对后续处理的影响，利于优化工艺，提升处理效能与资源回收利用率，推动工业可持续发展。

二、酚氨回收废水特性及脱酸脱氨处理概述

2.1 酚氨回收废水特性

酚氨回收废水 COD 高达数千至数万 mg/L ，酚类浓度几百至数千 mg/ L，氨氮含量亦高，含多元酚、单元酚、 CO₂ 、 H₂S 等。高浓度污染物致废水生物毒性强，抑制微生物活性，可生化性差，增加处理难度。

2.2 脱酸脱氨处理目的及常见方法

脱酸脱氨旨在去除废水中 CO₂ 、 H₂S 等酸性气体与氨氮，降低废水 pH，减轻对后续设备腐蚀，提升可生化性。常见方法有汽提、蒸馏等。汽提利用蒸汽将酸性气体和氨从液相转移至气相；蒸馏通过加热使废水汽化、冷凝分离酸性物质与氨。

2.3 脱酸脱氨处理对废水基本性质的改变

经脱酸脱氨，废水 pH 降低，酸性气体与氨氮大幅减少，减轻对微生物毒害。同时，部分挥发性酚类随酸性气体和氨逸出，废水酚含量降低，改变污染物组成与浓度分布，为后续处理创造有利条件。

三、脱酸脱氨对萃取脱酚的影响

3.1 对萃取环境的优化

脱酸脱氨使废水 pH 达适宜范围（如 pH 降至8 左右），契合萃取剂（如乙酸辛酯）最佳萃取条件。酚类物质在该 pH 下电离受抑制，更多以分子态存在，易溶于有机相，提高萃取效率，改善萃取环境。

3.2 减少萃取剂损耗

脱酸脱氨去除酸性气体与氨氮，避免其与萃取剂发生副反应，减少萃取剂分解与损耗。如在未脱酸脱氨时，酸性气体会与碱性萃取剂反应，降低萃取剂活性与使用寿命，经脱酸脱氨可有效避免。

3.3 提升多元酚萃取效果

一些萃取剂（如二异丙醚）对多元酚萃取效果不佳，但脱酸脱氨后，废水水质改善，可增强多元酚在萃取相分配系数，提高多元酚脱除率。如某工艺经脱酸脱氨后，采用特定萃取剂对多元酚脱除率从 60% 提升至 80‰

四、脱酸脱氨对生物处理的影响

4.1 降低生物毒性，提升可生化性

酚氨回收废水中的酸性气体（如 H₂S_λ 、 CO₂ ）、高浓度氨氮及酚类物质对微生物具有极强的毒害作用。 H₂S 会与微生物细胞内的酶活性中心结合，抑制酶的活性，导致微生物代谢功能紊乱；高浓度氨氮则会破坏微生物细胞膜的通透性，干扰细胞内的酸碱平衡。未经处理的废水中，氨氮浓度高达 1500-2000mg/L ， H₂S 浓度可达 100-200mg/L ，这种环境下微生物的活性被严重抑制。而脱酸脱氨工艺通过汽提、蒸馏等手段，可将氨氮浓度降至 300mg/L 以下， H₂S 几乎完全去除，同时酚类物质浓度降低约 40%-5 0‰ 。研究表明，某焦化厂废水经脱酸脱氨处理后，其B/C 值从0.15 显著提升至 0.38

4.2 稳定生物处理体系结构

生物处理体系结构的稳定是保障废水高效处理的关键。酚氨回收废水未经脱酸脱氨处理时， pH 值剧烈波动，硫化氢、二氧化碳等酸性气体与高浓度氨氮、酚类污染物并存，形成高毒性、强腐蚀性的复杂环境。这种恶劣工况极大地限制了生物处理体系内活性体的生存与代谢，仅有少量耐受性极强的活性成分得以存续，致使生物处理体系结构失衡，难以有效降解污染物。经过脱酸脱氨处理后，废水 pH 稳定在7-8 的中性偏碱区间，为生物处理营造了理想环境。酸性气体的大量去除，有效降低了体系腐蚀性；氨氮与酚类污染物浓度的显著下降，大幅减轻了毒性压力。在好氧生物处理阶段，稳定的环境促使体系内活性成分充分发挥效能，氨氮得以有序转化为亚硝酸盐、硝酸盐，并最终以氮气形式从废水中脱除；复杂有机物在不同活性成分的协同作用下，逐步分解为小分子物质，最终矿化为二氧化碳和水。

4.3 减少对生物处理设备的影响

酸性气体和高浓度氨氮会对生物处理设备造成严重的腐蚀和堵塞问题。 H₂S 在水中会形成酸性环境，与金属设备发生化学反应，加速设备的腐蚀，特别是对曝气设备、管道、水泵等金属材质部件的腐蚀尤为严重，缩短设备的使用寿命。高浓度氨氮在一定条件下会生成铵盐结晶，这些结晶容易在管道、生物膜载体的孔隙中沉积，造成堵塞，影响废水的均匀布水和微生物与污染物的充分接触。脱酸脱氨处理有效去除了废水中的酸性气体和大部分氨氮，降低了设备的腐蚀和堵塞风险。

五、脱酸脱氨对深度处理的影响

5.1 减轻深度处理负荷

酚氨回收废水经脱酸脱氨处理后，污染物浓度显著下降，为深度处理减轻了巨大压力。某煤气化企业废水处理项目数据显示，脱酸脱氨后，COD 从 12000mg/L 降至 4000mg/L ，氨氮从 1500mg/L 降至 300mg/L ，酚类物质浓度也减少约 60‰ 。对于膜分离深度处理工艺，未经脱酸脱氨处理时，高浓度污染物会在膜表面快速形成污染层，导致膜通量下降明显，需频繁进行化学清洗，膜元件更换周期短。而脱酸脱氨后，膜表面污染物附着量大幅减少，化学清洗频率从每周 2-3 次降低至每周 1 次，膜元件更换周期从6 个月延长至12 个月，有效降低了膜污染程度，延长了膜的使用寿命。在化学氧化深度处理环节，脱酸脱氨去除大量可氧化污染物后，后续处理阶段所需的氧化剂（如芬顿试剂中的双氧水、臭氧等）投加量减少约 30% -40% ，不仅降低了药剂成本，还减轻了氧化设备的处理负荷，减少了污泥产生量，使整个深度处理流程运行更加经济高效。

5.2 提升深度处理效果

脱酸脱氨及前期处理让废水水质趋于稳定，复杂的污染物成分得到简化，为深度处理创造了良好条件。以膜分离深度处理为例，未经脱酸脱氨的废水直接进行膜处理时，因水中残留的酸性气体、氨氮以及未去除的酚类物质，容易在膜表面形成有机污染层与无机垢层，导致膜污染速率加快，膜通量每月下降约 15‰ 。而经过脱酸脱氨处理后，膜污染速率降低至每月8% 左右，膜通量提升明显，截留率也从 85% 提高至 92‰

5.3 降低深度处理成本

脱酸脱氨带来的深度处理负荷减轻与效果提升，直接转化为成本的降低。在吸附剂使用上，活性炭再生周期从原来的 3 个月延长至 6 个月，减少了再生处理费用与新吸附剂的采购成本；膜组件更换频率从每年 4 次降至每年 2 次，降低了高昂的膜材料采购费用。同时，药剂投加量的减少、设备因腐蚀和堵塞导致的维护次数降低，都使得深度处理的运行费用大幅下降。据统计，采用脱酸脱氨预处理后，深度处理阶段整体运行成本可降低 30%-40% ，极大提高了废水处理的经济性，让处理工艺更具推广价值。

六、结论

脱酸脱氨在酚氨回收废水处理中地位关键，对后续萃取脱酚、生物处理及深度处理环节影响深远。通过优化萃取环境、减少萃取剂损耗、提升多元酚萃取率，降低生物毒性、稳定微生物群落、减少设备影响，减轻深度处理负荷、提升处理效果与经济性，为酚氨回收废水高效处理奠定基础。在实际工程应用中，应依据废水特性与处理目标，合理选择脱酸脱氨工艺并精准控制参数，充分发挥其对后续处理积极作用，实现废水达标排放与资源回收利用。

参考文献

[1]刘东青.化学惰性铠甲气态膜构筑与增效及废水氨回收效能与机制[D].哈尔滨工业大学,2024.

[2]张振亮.酚氨回收废水中酚钠含量的测定分析方法研究[J].煤化工, 2023,51(03):103-105.

[3]李碧云,谢星,鲁思达.煤气化废水酚氨回收装置氨回收单元工艺的优化[J].肥料与健康,2022,49(04):36-39.