申请日2017.09.30
公开(公告)日2018.01.16
IPC分类号C02F1/20; B01D53/78; B01D53/56; C02F101/16
摘要
一种高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法及系统，该方法的步骤为：S1：氨氮废水首先进入pH调节池，送入一级氨氮吹脱塔的液体分布器;S2：空气进入一级氨氮吹脱塔塔体下方进气口，充满进气段空间后匀压上升到填料段;废水被提升到填料塔的塔顶，分布到填料的整个表面，往下流，与气体逆向流动，空气将游离状态的氨吹出;S3：氨氮废水经一次吹脱后进入回收池，进入二级吹脱塔循环此过程，吹出的氨气再次进入吸收塔;S4：处理后的洁净空气由吸收塔上部排气筒排出，氨氮废水经两级氨吹脱后排入污水后续处理单元继续处理，达标后排放。该系统用来实施上述方法。本发明具有原理简单、易推广、处理效果好等优点。
权利要求书
1.一种高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法，其特征在于，步骤为：
S1：氨氮废水首先进入pH调节池(1)，调pH至10-12，然后送入一级氨氮吹脱塔的液体分布器;
S2：空气进入一级氨氮吹脱塔塔体下方进气口，并且充满进气段空间，然后匀压上升到填料段;废水被提升到填料塔的塔顶，并分布到填料的整个表面，通过填料往下流，与气体逆向流动，空气将游离状态的氨吹出，由塔体上部排气口排至吸收塔(3);
S3：氨氮废水经一次吹脱后进入回收池，进入二级吹脱塔循环此过程，吹出的氨气再次进入吸收塔(3);吸收塔(3)内氨气与本塔喷淋管喷出的吸收液除盐水反应生成氨水，在吸收塔(3)内部经循环泵循环使之与氨气不断接触，氨水浓度增大，循环至一定浓度时排出;
S4：处理后的洁净空气由吸收塔(3)上部排气筒排出，氨氮废水经两级氨吹脱后排入污水后续处理单元继续处理，达标后排放。
2.根据权利要求1所述的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法，其特征在于，所述步骤S3中，在氨水循环管路上接一路除盐水补充，使氨水排出量与除盐水补充量处于动态平衡状态。
3.根据权利要求1所述的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法，其特征在于，在氨氮吹脱塔底部进气口供气的离心风机全部采用变频，通过出口风门调节供气风量。
4.根据权利要求1所述的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法，其特征在于，所述吸收塔(3)采用两层填料布置，两层液体分布器喷淋除盐水。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法，其特征在于，所述吸收塔(3)内的氨水循环至浓度为10%-15%时用于焚烧炉SNCR脱硝系统;即：氨水经加注泵送入氨水储存罐，储罐中氨水溶液由氨水溶液输送泵单元送入混合分配单元(9)，软水采用垃圾焚烧发电厂除盐水由软水输送泵单元(7)送入混合分配单元(9);软水和氨水溶液在混合分配单元里根据NOx排放反馈值实现定量混合，之后送入喷射器，喷入炉膛内的氨水浓度在4%-6%，进行SNCR脱硝。
6.一种高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的系统，其特征在于，包括：调pH池(1)、第一级氨氮吹脱塔(201)、第二级氨氮吹脱塔(202)及吸收塔(3)，所述调pH池(1)用来调节氨氮废水的PH值，所述第一级氨氮吹脱塔(201)、第二级氨氮吹脱塔(202)串联运行，使游离状态的氨能全部吹出，进入吸收塔(3);所述吸收塔(3)内氨气与本塔喷淋管喷出的吸收液除盐水反应生成氨水，在所述吸收塔(3)内部经循环泵循环使之与氨气不断接触，氨水浓度增大，循环至一定浓度时排出;处理后的洁净空气由吸收塔(3)上部排气筒排出。
7.根据权利要求6所述的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的系统，其特征在于，所述吸收塔(3)内的氨水循环后送入并用于焚烧炉SNCR脱硝系统。
8.根据权利要求7所述的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的系统，其特征在于，所述SNCR脱硝系统包括：
氨水溶液加注泵单元(4)，用来将氨水送入氨水溶液储存罐单元(5)中;
氨水溶液储存罐单元(5)，用来对氨水进行存储;
软水储存罐单元(8)，安装在软水输送泵单元(7)旁;
软水输送泵单元(7)，用来将稀释还原剂至适当浓度的软化水加压输送至混合分配单元(9);
混合分配单元(9)，用来控制尿素和软水的定量混合和定向分配，混合分配单元(9)将还原剂和水混合至一定浓度;
压缩空气分配单元(10)，与混合分配单元(9)对应设置;
喷射器单元(11)，分别接混合分配单元(9)的模块送出的还原剂及厂用压缩空气;
控制系统，用来对上述各部件进行控制。
9.根据权利要求8所述的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的系统，其特征在于，所述氨水溶液储存罐单元(5)配有磁翻板液位计和放空冲洗装置，并具有上下限液位报警装置。
10.根据权利要求8所述的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的系统，其特征在于，所述喷射器单元(11)中的喷射器通过柔性软管与还原剂管道和压缩空气管道相连，整个喷射器伸缩式安装在炉膛水冷壁上焊接的支撑管上。
说明书
一种高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法及系统
技术领域
本发明主要涉及到环保技术领域，特指一种高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法及系统。
背景技术
消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮(500mg/L以上，甚至达到几千mg/L)。过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，降低水体观赏价值，并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此，废水脱氮处理受到人们的广泛关注，也是废水处理中的一大难点。目前对于氨氮废水，主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等，但是对于高浓度氨氮废水，一般的物化方法不能将氨氮浓度降到足够低(如100mg/L以下)，多采用生化联合法处理。采用吹脱法+生化法降解水中的氨氮，通过氨吹脱，可减少氨对后续生化处理的毒性，配合消化反硝化脱氮，能够实现污水处理后氨氮达标排放。氨吹脱是将气体通入水中，气液相互充分接触，使废水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的，产生的氨气后续的吸收塔吸收后可制成氨水。但此种方法制成的氨水很难达到工业氨水中氨(NH3)含量≥20%(或≥25%)的要求，氨水运输与储藏的要求限制多，外运手续复杂且存在大量安全隐患，因此该方法生成产物氨水的后续利用也是一大难点。
SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)技术，即选择性非催化还原技术，它是目前主要的烟气脱硝技术之一。在炉膛850℃-1150℃这一狭窄的温度范围内、在无催化剂作用下，NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、易推广、处理效果好的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气N0x污染物协同治理的方法，步骤为：
S1：氨氮废水首先进入pH调节池，调pH至10-12，然后送入一级氨氮吹脱塔的液体分布器;
S2：空气进入一级氨氮吹脱塔塔体下方进气口，并且充满进气段空间，然后匀压上升到填料段;废水被提升到填料塔的塔顶，并分布到填料的整个表面，通过填料往下流，与气体逆向流动，空气将游离状态的氨吹出，由塔体上部排气口排至吸收塔;
S3：氨氮废水经一次吹脱后进入回收池，进入二级吹脱塔循环此过程，吹出的氨气再次进入吸收塔;吸收塔内氨气与本塔喷淋管喷出的吸收液除盐水反应生成氨水，在吸收塔内部经循环泵循环使之与氨气不断接触，氨水浓度增大，循环至一定浓度时排出;
S4：处理后的洁净空气由吸收塔上部排气筒排出，氨氮废水经两级氨吹脱后排入污水后续处理单元继续处理，达标后排放。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S3中，在氨水循环管路上接一路除盐水补充，使氨水排出量与除盐水补充量处于动态平衡状态。
作为本发明方法的进一步改进：在氨氮吹脱塔底部进气口供气的离心风机全部采用变频，通过出口风门调节供气风量。
作为本发明方法的进一步改进：所述吸收塔采用两层填料布置，两层液体分布器喷淋除盐水。
作为本发明方法的进一步改进：所述吸收塔内的氨水循环至浓度为10%-15%时用于焚烧炉SNCR脱硝系统;即：氨水经加注泵送入氨水储存罐，储罐中氨水溶液由氨水溶液输送泵单元送入混合分配单元，软水采用垃圾焚烧发电厂除盐水由软水输送泵单元送入混合分配单元;软水和氨水溶液在混合分配单元里根据NOx排放反馈值实现定量混合，之后送入喷射器，喷入炉膛内的氨水浓度在4%-6%，进行SNCR脱硝。
本发明进一步提供了一种高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的系统，包括：调pH池、第一级氨氮吹脱塔、第二级氨氮吹脱塔及吸收塔，所述调pH池用来调节氨氮废水的PH值，所述第一级氨氮吹脱塔、第二级氨氮吹脱塔串联运行，使游离状态的氨能全部吹出，进入吸收塔;所述吸收塔内氨气与本塔喷淋管喷出的吸收液除盐水反应生成氨水，在所述吸收塔内部经循环泵循环使之与氨气不断接触，氨水浓度增大，循环至一定浓度时排出;处理后的洁净空气由吸收塔上部排气筒排出。
作为本发明系统的进一步改进：所述吸收塔内的氨水循环后送入并用于焚烧炉SNCR脱硝系统。
作为本发明系统的进一步改进：所述SNCR脱硝系统包括：
氨水溶液加注泵单元，用来将氨水送入氨水溶液储存罐单元中;
氨水溶液储存罐单元，用来对氨水进行存储;
软水储存罐单元，安装在软水输送泵单元旁;
软水输送泵单元，用来将稀释还原剂至适当浓度的软化水加压输送至混合分配单元;
混合分配单元，用来控制尿素和软水的定量混合和定向分配，混合分配单元将还原剂和水混合至一定浓度;
压缩空气分配单元，与混合分配单元对应设置;
喷射器单元，分别接混合分配单元的模块送出的还原剂及厂用压缩空气;
控制系统，用来对上述各部件进行控制。
作为本发明系统的进一步改进：所述氨水溶液储存罐单元配有磁翻板液位计和放空冲洗装置，并具有上下限液位报警装置。
作为本发明系统的进一步改进：所述喷射器单元中的喷射器通过柔性软管与还原剂管道和压缩空气管道相连，整个喷射器伸缩式安装在炉膛水冷壁上焊接的支撑管上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气N0x污染物协同治理的方法及系统，采用高浓度氨氮废水通过氨吹脱法制取的氨水作为SNCR技术还原剂，协同处理垃圾焚烧炉烟气中N0x污染物，尤其在污水、污泥处置厂和垃圾焚烧发电厂并存的固废处理园区内，具有实现的价值、必要和可能。它利用污泥压滤液这种高浓度氨氮废水经两级氨吹脱+氨吸收制成10%-15%浓度的氨水，用于垃圾焚烧炉SNCR脱硝的还原药剂，实现了高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气中N0x这两种污染物协同治理。
2、本发明的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法及系统中的高浓度氨氮废水为经高温厌氧消化后的污泥经过板框压滤机后产生的污泥板框压滤液，所含的H2S、HCN等气体经前处理模块高温厌氧及pH调节后含量极少。此外，污泥场板框压滤液经氨吹脱和吸收塔产生的氨水量大，垃圾焚烧炉中SNCR脱硝要求的氨水浓度在5%左右即可，因此，系统最后生成的氨水不管从数量还是质量上都符合垃圾焚烧炉SNCR脱硝要求。污泥场与垃圾焚烧厂距离非常近，一方面可以直接利用氨水，解决了系统副产物氨水后续利用的问题;另一方面解决了污泥压滤液氨氮含量高，达标排放困难的问题;同时节省了垃圾焚烧厂另外购置脱销还原剂的费用。
3、厌氧污泥压滤液水质NH3-N含量一般在1000-2000mg/l，属于高浓度氨氮废水。脱氮本身处于污水处理中一个重要的环节，且采用单一工艺很难实现氨氮的达标排放。本发明的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法及系统的方案中采用两级氨氮吹脱塔串联运行，每级吹脱塔布置两层填料，吹脱塔前设置调pH池，塔底布置布风板，一能提高废水中氨氮离解，使游离氨比例增大;二能最大程度保证气液均匀充分接触，保证游离状态的氨能全部吹出，进入吸收塔，使废水中的氨氮含量大幅度降低，配合后续消化反硝化脱氮，能够实现污水处理后氨氮达标排放。
4、本发明的高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气N0x污染物协同治理的方法及系统中氨氮吸收塔通过两层填料、两层液体分布器喷淋除盐水的布置，最大程度增加氨气与除盐水接触面积，有利于除盐水对氨气的吸收。同时吸收塔内部设置氨水循环泵，通过循环吸收过程使塔内氨水浓度不断增大，但是最终氨水浓度在保证废水脱氮效果的前提下只能达到10%-15%。此种方法制成的氨水很难达到工业氨水中氨(NH3)含量≥20%(或≥25%)的要求，氨水运输与储藏的要求限制多，外运手续复杂且存在大量安全隐患，该方法生成产物氨水的后续利用也是一大难点。因此用作同一园区垃圾焚烧厂烟气SNCR脱硝还原剂，能够很好的解决高浓度氨氮污水处理系统副产物氨水后续利用的问题。
5、本发明高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气N0x污染物协同治理的装置及系统不仅适用于厌氧污泥压滤液，通过工艺优化同样可以适用于垃圾渗滤液，具有市场推广的价值，能提高垃圾焚烧电厂的运行经济效益。
