申請(qǐng)日2017.09.30
公開(公告)日2018.01.16
IPC分類號(hào)C02F1/20; B01D53/78; B01D53/56; C02F101/16
摘要
一種高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法及系統(tǒng)，該方法的步驟為：S1：氨氮廢水首先進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，送入一級(jí)氨氮吹脫塔的液體分布器;S2：空氣進(jìn)入一級(jí)氨氮吹脫塔塔體下方進(jìn)氣口，充滿進(jìn)氣段空間后勻壓上升到填料段;廢水被提升到填料塔的塔頂，分布到填料的整個(gè)表面，往下流，與氣體逆向流動(dòng)，空氣將游離狀態(tài)的氨吹出;S3：氨氮廢水經(jīng)一次吹脫后進(jìn)入回收池，進(jìn)入二級(jí)吹脫塔循環(huán)此過程，吹出的氨氣再次進(jìn)入吸收塔;S4：處理后的潔凈空氣由吸收塔上部排氣筒排出，氨氮廢水經(jīng)兩級(jí)氨吹脫后排入污水后續(xù)處理單元繼續(xù)處理，達(dá)標(biāo)后排放。該系統(tǒng)用來實(shí)施上述方法。本發(fā)明具有原理簡(jiǎn)單、易推廣、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法，其特征在于，步驟為：
S1：氨氮廢水首先進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池(1)，調(diào)pH至10-12，然后送入一級(jí)氨氮吹脫塔的液體分布器;
S2：空氣進(jìn)入一級(jí)氨氮吹脫塔塔體下方進(jìn)氣口，并且充滿進(jìn)氣段空間，然后勻壓上升到填料段;廢水被提升到填料塔的塔頂，并分布到填料的整個(gè)表面，通過填料往下流，與氣體逆向流動(dòng)，空氣將游離狀態(tài)的氨吹出，由塔體上部排氣口排至吸收塔(3);
S3：氨氮廢水經(jīng)一次吹脫后進(jìn)入回收池，進(jìn)入二級(jí)吹脫塔循環(huán)此過程，吹出的氨氣再次進(jìn)入吸收塔(3);吸收塔(3)內(nèi)氨氣與本塔噴淋管噴出的吸收液除鹽水反應(yīng)生成氨水，在吸收塔(3)內(nèi)部經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)使之與氨氣不斷接觸，氨水濃度增大，循環(huán)至一定濃度時(shí)排出;
S4：處理后的潔凈空氣由吸收塔(3)上部排氣筒排出，氨氮廢水經(jīng)兩級(jí)氨吹脫后排入污水后續(xù)處理單元繼續(xù)處理，達(dá)標(biāo)后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法，其特征在于，所述步驟S3中，在氨水循環(huán)管路上接一路除鹽水補(bǔ)充，使氨水排出量與除鹽水補(bǔ)充量處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法，其特征在于，在氨氮吹脫塔底部進(jìn)氣口供氣的離心風(fēng)機(jī)全部采用變頻，通過出口風(fēng)門調(diào)節(jié)供氣風(fēng)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法，其特征在于，所述吸收塔(3)采用兩層填料布置，兩層液體分布器噴淋除鹽水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法，其特征在于，所述吸收塔(3)內(nèi)的氨水循環(huán)至濃度為10%-15%時(shí)用于焚燒爐SNCR脫硝系統(tǒng);即：氨水經(jīng)加注泵送入氨水儲(chǔ)存罐，儲(chǔ)罐中氨水溶液由氨水溶液輸送泵單元送入混合分配單元(9)，軟水采用垃圾焚燒發(fā)電廠除鹽水由軟水輸送泵單元(7)送入混合分配單元(9);軟水和氨水溶液在混合分配單元里根據(jù)NOx排放反饋值實(shí)現(xiàn)定量混合，之后送入噴射器，噴入爐膛內(nèi)的氨水濃度在4%-6%，進(jìn)行SNCR脫硝。
6.一種高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的系統(tǒng)，其特征在于，包括：調(diào)pH池(1)、第一級(jí)氨氮吹脫塔(201)、第二級(jí)氨氮吹脫塔(202)及吸收塔(3)，所述調(diào)pH池(1)用來調(diào)節(jié)氨氮廢水的PH值，所述第一級(jí)氨氮吹脫塔(201)、第二級(jí)氨氮吹脫塔(202)串聯(lián)運(yùn)行，使游離狀態(tài)的氨能全部吹出，進(jìn)入吸收塔(3);所述吸收塔(3)內(nèi)氨氣與本塔噴淋管噴出的吸收液除鹽水反應(yīng)生成氨水，在所述吸收塔(3)內(nèi)部經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)使之與氨氣不斷接觸，氨水濃度增大，循環(huán)至一定濃度時(shí)排出;處理后的潔凈空氣由吸收塔(3)上部排氣筒排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收塔(3)內(nèi)的氨水循環(huán)后送入并用于焚燒爐SNCR脫硝系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的系統(tǒng)，其特征在于，所述SNCR脫硝系統(tǒng)包括：
氨水溶液加注泵單元(4)，用來將氨水送入氨水溶液儲(chǔ)存罐單元(5)中;
氨水溶液儲(chǔ)存罐單元(5)，用來對(duì)氨水進(jìn)行存儲(chǔ);
軟水儲(chǔ)存罐單元(8)，安裝在軟水輸送泵單元(7)旁;
軟水輸送泵單元(7)，用來將稀釋還原劑至適當(dāng)濃度的軟化水加壓輸送至混合分配單元(9);
混合分配單元(9)，用來控制尿素和軟水的定量混合和定向分配，混合分配單元(9)將還原劑和水混合至一定濃度;
壓縮空氣分配單元(10)，與混合分配單元(9)對(duì)應(yīng)設(shè)置;
噴射器單元(11)，分別接混合分配單元(9)的模塊送出的還原劑及廠用壓縮空氣;
控制系統(tǒng)，用來對(duì)上述各部件進(jìn)行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的系統(tǒng)，其特征在于，所述氨水溶液儲(chǔ)存罐單元(5)配有磁翻板液位計(jì)和放空沖洗裝置，并具有上下限液位報(bào)警裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器單元(11)中的噴射器通過柔性軟管與還原劑管道和壓縮空氣管道相連，整個(gè)噴射器伸縮式安裝在爐膛水冷壁上焊接的支撐管上。
說明書
一種高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明主要涉及到環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特指一種高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)
消化污泥脫水液、垃圾滲濾液、催化劑生產(chǎn)廠廢水、肉類加工廢水和合成氨化工廢水等含有極高濃度的氨氮(500mg/L以上，甚至達(dá)到幾千mg/L)。過量氨氮排入水體將導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，降低水體觀賞價(jià)值，并且被氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽還會(huì)影響水生生物甚至人類的健康。因此，廢水脫氮處理受到人們的廣泛關(guān)注，也是廢水處理中的一大難點(diǎn)。目前對(duì)于氨氮廢水，主要的脫氮方法有生物硝化反硝化、折點(diǎn)加氯、氣提吹脫和離子交換法等，但是對(duì)于高濃度氨氮廢水，一般的物化方法不能將氨氮濃度降到足夠低(如100mg/L以下)，多采用生化聯(lián)合法處理。采用吹脫法+生化法降解水中的氨氮，通過氨吹脫，可減少氨對(duì)后續(xù)生化處理的毒性，配合消化反硝化脫氮，能夠?qū)崿F(xiàn)污水處理后氨氮達(dá)標(biāo)排放。氨吹脫是將氣體通入水中，氣液相互充分接觸，使廢水中溶解的游離氨穿過氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到脫除氨氮的目的，產(chǎn)生的氨氣后續(xù)的吸收塔吸收后可制成氨水。但此種方法制成的氨水很難達(dá)到工業(yè)氨水中氨(NH3)含量≥20%(或≥25%)的要求，氨水運(yùn)輸與儲(chǔ)藏的要求限制多，外運(yùn)手續(xù)復(fù)雜且存在大量安全隱患，因此該方法生成產(chǎn)物氨水的后續(xù)利用也是一大難點(diǎn)。
SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)技術(shù)，即選擇性非催化還原技術(shù)，它是目前主要的煙氣脫硝技術(shù)之一。在爐膛850℃-1150℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi)、在無催化劑作用下，NH3或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種原理簡(jiǎn)單、易推廣、處理效果好的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法及系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣N0x污染物協(xié)同治理的方法，步驟為：
S1：氨氮廢水首先進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，調(diào)pH至10-12，然后送入一級(jí)氨氮吹脫塔的液體分布器;
S2：空氣進(jìn)入一級(jí)氨氮吹脫塔塔體下方進(jìn)氣口，并且充滿進(jìn)氣段空間，然后勻壓上升到填料段;廢水被提升到填料塔的塔頂，并分布到填料的整個(gè)表面，通過填料往下流，與氣體逆向流動(dòng)，空氣將游離狀態(tài)的氨吹出，由塔體上部排氣口排至吸收塔;
S3：氨氮廢水經(jīng)一次吹脫后進(jìn)入回收池，進(jìn)入二級(jí)吹脫塔循環(huán)此過程，吹出的氨氣再次進(jìn)入吸收塔;吸收塔內(nèi)氨氣與本塔噴淋管噴出的吸收液除鹽水反應(yīng)生成氨水，在吸收塔內(nèi)部經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)使之與氨氣不斷接觸，氨水濃度增大，循環(huán)至一定濃度時(shí)排出;
S4：處理后的潔凈空氣由吸收塔上部排氣筒排出，氨氮廢水經(jīng)兩級(jí)氨吹脫后排入污水后續(xù)處理單元繼續(xù)處理，達(dá)標(biāo)后排放。
作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟S3中，在氨水循環(huán)管路上接一路除鹽水補(bǔ)充，使氨水排出量與除鹽水補(bǔ)充量處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。
作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)：在氨氮吹脫塔底部進(jìn)氣口供氣的離心風(fēng)機(jī)全部采用變頻，通過出口風(fēng)門調(diào)節(jié)供氣風(fēng)量。
作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述吸收塔采用兩層填料布置，兩層液體分布器噴淋除鹽水。
作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述吸收塔內(nèi)的氨水循環(huán)至濃度為10%-15%時(shí)用于焚燒爐SNCR脫硝系統(tǒng);即：氨水經(jīng)加注泵送入氨水儲(chǔ)存罐，儲(chǔ)罐中氨水溶液由氨水溶液輸送泵單元送入混合分配單元，軟水采用垃圾焚燒發(fā)電廠除鹽水由軟水輸送泵單元送入混合分配單元;軟水和氨水溶液在混合分配單元里根據(jù)NOx排放反饋值實(shí)現(xiàn)定量混合，之后送入噴射器，噴入爐膛內(nèi)的氨水濃度在4%-6%，進(jìn)行SNCR脫硝。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的系統(tǒng)，包括：調(diào)pH池、第一級(jí)氨氮吹脫塔、第二級(jí)氨氮吹脫塔及吸收塔，所述調(diào)pH池用來調(diào)節(jié)氨氮廢水的PH值，所述第一級(jí)氨氮吹脫塔、第二級(jí)氨氮吹脫塔串聯(lián)運(yùn)行，使游離狀態(tài)的氨能全部吹出，進(jìn)入吸收塔;所述吸收塔內(nèi)氨氣與本塔噴淋管噴出的吸收液除鹽水反應(yīng)生成氨水，在所述吸收塔內(nèi)部經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)使之與氨氣不斷接觸，氨水濃度增大，循環(huán)至一定濃度時(shí)排出;處理后的潔凈空氣由吸收塔上部排氣筒排出。
作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述吸收塔內(nèi)的氨水循環(huán)后送入并用于焚燒爐SNCR脫硝系統(tǒng)。
作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述SNCR脫硝系統(tǒng)包括：
氨水溶液加注泵單元，用來將氨水送入氨水溶液儲(chǔ)存罐單元中;
氨水溶液儲(chǔ)存罐單元，用來對(duì)氨水進(jìn)行存儲(chǔ);
軟水儲(chǔ)存罐單元，安裝在軟水輸送泵單元旁;
軟水輸送泵單元，用來將稀釋還原劑至適當(dāng)濃度的軟化水加壓輸送至混合分配單元;
混合分配單元，用來控制尿素和軟水的定量混合和定向分配，混合分配單元將還原劑和水混合至一定濃度;
壓縮空氣分配單元，與混合分配單元對(duì)應(yīng)設(shè)置;
噴射器單元，分別接混合分配單元的模塊送出的還原劑及廠用壓縮空氣;
控制系統(tǒng)，用來對(duì)上述各部件進(jìn)行控制。
作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述氨水溶液儲(chǔ)存罐單元配有磁翻板液位計(jì)和放空沖洗裝置，并具有上下限液位報(bào)警裝置。
作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述噴射器單元中的噴射器通過柔性軟管與還原劑管道和壓縮空氣管道相連，整個(gè)噴射器伸縮式安裝在爐膛水冷壁上焊接的支撐管上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
1、本發(fā)明的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣N0x污染物協(xié)同治理的方法及系統(tǒng)，采用高濃度氨氮廢水通過氨吹脫法制取的氨水作為SNCR技術(shù)還原劑，協(xié)同處理垃圾焚燒爐煙氣中N0x污染物，尤其在污水、污泥處置廠和垃圾焚燒發(fā)電廠并存的固廢處理園區(qū)內(nèi)，具有實(shí)現(xiàn)的價(jià)值、必要和可能。它利用污泥壓濾液這種高濃度氨氮廢水經(jīng)兩級(jí)氨吹脫+氨吸收制成10%-15%濃度的氨水，用于垃圾焚燒爐SNCR脫硝的還原藥劑，實(shí)現(xiàn)了高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣中N0x這兩種污染物協(xié)同治理。
2、本發(fā)明的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法及系統(tǒng)中的高濃度氨氮廢水為經(jīng)高溫厭氧消化后的污泥經(jīng)過板框壓濾機(jī)后產(chǎn)生的污泥板框壓濾液，所含的H2S、HCN等氣體經(jīng)前處理模塊高溫厭氧及pH調(diào)節(jié)后含量極少。此外，污泥場(chǎng)板框壓濾液經(jīng)氨吹脫和吸收塔產(chǎn)生的氨水量大，垃圾焚燒爐中SNCR脫硝要求的氨水濃度在5%左右即可，因此，系統(tǒng)最后生成的氨水不管從數(shù)量還是質(zhì)量上都符合垃圾焚燒爐SNCR脫硝要求。污泥場(chǎng)與垃圾焚燒廠距離非常近，一方面可以直接利用氨水，解決了系統(tǒng)副產(chǎn)物氨水后續(xù)利用的問題;另一方面解決了污泥壓濾液氨氮含量高，達(dá)標(biāo)排放困難的問題;同時(shí)節(jié)省了垃圾焚燒廠另外購置脫銷還原劑的費(fèi)用。
3、厭氧污泥壓濾液水質(zhì)NH3-N含量一般在1000-2000mg/l，屬于高濃度氨氮廢水。脫氮本身處于污水處理中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，且采用單一工藝很難實(shí)現(xiàn)氨氮的達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣NOx污染物協(xié)同治理的方法及系統(tǒng)的方案中采用兩級(jí)氨氮吹脫塔串聯(lián)運(yùn)行，每級(jí)吹脫塔布置兩層填料，吹脫塔前設(shè)置調(diào)pH池，塔底布置布風(fēng)板，一能提高廢水中氨氮離解，使游離氨比例增大;二能最大程度保證氣液均勻充分接觸，保證游離狀態(tài)的氨能全部吹出，進(jìn)入吸收塔，使廢水中的氨氮含量大幅度降低，配合后續(xù)消化反硝化脫氮，能夠?qū)崿F(xiàn)污水處理后氨氮達(dá)標(biāo)排放。
4、本發(fā)明的高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣N0x污染物協(xié)同治理的方法及系統(tǒng)中氨氮吸收塔通過兩層填料、兩層液體分布器噴淋除鹽水的布置，最大程度增加氨氣與除鹽水接觸面積，有利于除鹽水對(duì)氨氣的吸收。同時(shí)吸收塔內(nèi)部設(shè)置氨水循環(huán)泵，通過循環(huán)吸收過程使塔內(nèi)氨水濃度不斷增大，但是最終氨水濃度在保證廢水脫氮效果的前提下只能達(dá)到10%-15%。此種方法制成的氨水很難達(dá)到工業(yè)氨水中氨(NH3)含量≥20%(或≥25%)的要求，氨水運(yùn)輸與儲(chǔ)藏的要求限制多，外運(yùn)手續(xù)復(fù)雜且存在大量安全隱患，該方法生成產(chǎn)物氨水的后續(xù)利用也是一大難點(diǎn)。因此用作同一園區(qū)垃圾焚燒廠煙氣SNCR脫硝還原劑，能夠很好的解決高濃度氨氮污水處理系統(tǒng)副產(chǎn)物氨水后續(xù)利用的問題。
5、本發(fā)明高濃度氨氮廢水與垃圾焚燒煙氣N0x污染物協(xié)同治理的裝置及系統(tǒng)不僅適用于厭氧污泥壓濾液，通過工藝優(yōu)化同樣可以適用于垃圾滲濾液，具有市場(chǎng)推廣的價(jià)值，能提高垃圾焚燒電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。
