CN100434402C - 腐殖酸治理含硫和重金属废气并副产复合肥料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种腐殖酸治理含硫和重金属废气并副产复合肥料的方法,首先选用城市生活污水污泥或秸秆粉或二者的混合物为原料,微生物发酵后,获得腐殖酸溶液,将该溶液通入调配池内,并添加强碱,然后将调配池内的溶液注入废气处理装置中,并通入含二氧化硫和痕量重金属的废气,脱硫反应后的溶液由废气处理装置底部流入沉淀池中,经多个沉淀池分离出沉淀后,获得磺化腐殖酸盐溶液,将该磺化腐殖酸盐溶液送入清水池后,再送入调配池内,并向调配池内补充腐殖酸和强碱,然后将调配池内的溶液注入废气处理装置内循环使用,将收集上述所得沉淀后,将其送入高浓池,再经过脱水、干燥、造粒后,生成磺化腐殖酸盐颗粒肥料。本发明实现了以废治废和资源化利用。

Description

腐殖酸治理含硫和重金属废气并副产复合肥料的方法
技术领域
本发明涉及的是一种环保技术领域的废气治理的方法,具体涉及一种腐殖酸治理含硫和重金属废气并副产复合肥料的方法。
背景技术
我国是最大的煤炭生产国和消费国,近年来全国煤炭燃烧产生的二氧化硫排放量每年达2000万吨以上,因此控制二氧化硫的排放势在必行,而烟气脱硫被认为是最行之有效的途径之一。目前研究开发的烟气脱硫技术多达200多种,工业化的有十几种。在众多烟气脱硫技术中,湿法烟气脱硫一直占主导地位,在世界上已经建成的脱硫装置中,湿法脱硫装置约占80%。目前常见的湿法废气脱硫方法有:石灰石-石膏法、双碱法、氨法、钠碱法、金属氧化物法、磷铵肥法等。但在已经商业化的烟气湿法脱硫技术中,存在着投资费用和运行成本高的缺点,而且脱硫废渣大多无法利用,容易造成二次污染。
经对现有技术的文献检索发现,中国发明专利申请号:01133328.6,名称为“氧化酸性除尘脱硫脱硝技术”的专利,提出了一种氧化酸性除尘脱硫脱硝技术,将燃煤炉窑中排出的废气进行淋水降温除尘处理,废气中的二氧化硫和一氧化氮在低温条件下溶解于洗涤水中;通过向洗涤水中加氧加酸,使烟尘中的金属氧化物溶于水并分解成离子,金属离子吸附、溶解、络合废气中的二氧化硫和一氧化氮,实现脱硫、脱硝、除尘,该方法在酸性条件下利用废气中的碱金属脱硫、脱硝,不用外加任何脱硫剂,工艺简单,而且无排放和二次污染,但存在腐蚀设备、效率不高、脱硫后的副产品石膏价值不高等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种腐殖酸治理含硫和重金属废气并副产复合肥料的方法,使其无需附加设备、脱硫效率高,且脱硫的同时副产一种复合肥料,实现了以废治废、环境保护和资源化利用。
本发明是通过如下技术方案实现的,本发明利用腐殖酸与碱性添加剂和废气中的二氧化硫发生磺化反应,并钝化废气中的痕量重金属,在脱硫的同时副产一种磺化腐殖酸盐复合肥料。
本发明具体包括如下步骤:
(1)选用城市生活污水污泥或秸秆粉或二者的混合物为原料,其中有机质含量为20~60%(质量百分比),进行微生物发酵,在发酵的高温过程中,同时可以有效地杀死病原微生物及各种蠕虫卵;
(2)将发酵成熟后的物料搅拌均匀并过滤掉颗粒杂质,获得含腐殖酸为20~70%(质量百分比)的腐殖酸溶液;
(3)将上述腐殖酸溶液通入调配池内,并向调配池内添加强碱(NaOH或KOH,下同),使调配池内的溶液中腐殖酸含量达到20~60%(质量百分比)、强碱的含量达到1~1.5%(质量百分比)、pH值在9~12之间,然后将该溶液输送到废气处理装置中,同时通入含二氧化硫和痕量重金属的废气,在废气处理装置内,单位时间内通入废气中的二氧化硫与由调配池内输入的溶液中的强碱质量之比保持在1∶2~3∶5之间,废气的进口温度为100~280℃,废气处理装置内的温度为85~95℃,在废气处理装置内,腐殖酸与二氧化硫和强碱发生磺化反应,生成磺化腐殖酸盐,该磺化腐殖酸盐溶于磺化反应后的溶液中,磺化腐殖酸盐对金属离子的吸附能力比腐殖酸还要强,对重金属离子的饱和吸附量可高达180~420毫克/克,可钝化气液中的Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+、Hg2+等痕量重金属,磺化反应的生成物磺化腐殖酸盐,还是一种较好的有机肥,
若以
Figure C20071003789600041
代表腐殖酸的结构式,脱硫涉及的主要反应方程为:
SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O
Figure C20071003789600042
因为废气的进口温度为100~280℃,所以无需其它热源可将废气处理装置内的温度加热到腐殖酸磺化脱硫的温度85~95℃;
(4)磺化反应后的溶液由废气处理装置底部流入沉淀池中,随着脱硫的循环进行,沉淀池中磺化腐殖酸盐逐渐以沉淀形式从溶液中析出,这种磺化腐殖酸盐沉淀就是一种液体肥,经多个沉淀池分离出沉淀后,获得磺化腐殖酸盐溶液,将该磺化腐殖酸盐溶液送入清水池后,再送入调配池内,并重新向调配池内补充腐殖酸和强碱,使调配池内的溶液中腐殖酸含量达到20~60%(质量百分比),强碱达到1~1.5%(质量百分比),pH值在9~12之间,并将该调配池内的溶液重新输入废气处理装置内循环使用;
(5)收集步骤(4)所得沉淀,并将其送入高浓池,再进行脱水、干燥、造粒,生成粒径为1~20mm的颗粒,即为磺化腐殖酸盐颗粒肥料。
本发明采用腐殖酸和强碱湿法脱除废气中的二氧化硫,钝化污泥中的痕量重金属,同时得到一种磺化腐殖酸盐复合肥,本发明的优点在于:1)同时兼顾废物利用和环境保护两方面,做到了以废治废和资源化利用;2)污泥中的腐殖酸不仅能脱硫,而且同时也是重金属钝化剂,所以无需另加其它钝化剂;3)脱硫副产品是富含氮磷钾的腐殖酸类复合肥料,不仅是一种很好植物生长促进剂,还能提高无机化肥的利用率,起了化肥增效剂的作用;4)实现了洗涤水的循环利用,无二次污染,而且利用废气余热加热废气处理装置,节能效果良好;5)利用污泥中的腐殖酸脱硫,降低了成本。
附图说明
图1本发明实施例工艺流程示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示,选用城市生活污水污泥为原料,其中有机质含量为20%(质量百分比),送入发酵装置进行微生物发酵,将发酵成熟后的物料搅拌均匀并过滤掉颗粒杂质,获得含腐殖酸为20%(质量百分比)的腐殖酸溶液,将上述发酵成熟的腐殖酸溶液通入调配池内。使调配池内腐殖酸含量达到20%(质量百分比),并在调配池内添加NaOH,使其含量达到1%(质量百分比),调配池内溶液pH值达到9左右,把调配池内的溶液用泵输送到废气处理装置中处理废气,单位时间内通入的废气中二氧化硫与由调配池内泵入溶液中的NaOH质量之比保持在1∶2,废气的进口温度为100℃,废气处理装置内的温度为85℃,在废气处理装置内,腐殖酸与二氧化硫和NaOH发生磺化反应,生成磺化腐殖酸盐,并使气液中的痕量重金属钝化,通过废气处理装置后的液体从其底部流出并送入沉淀池中,通过多个沉淀池分离出沉淀后,得到清洁溶液,将清洁溶液流入清水池,再送入调配池内,补充腐殖酸和NaOH,使调配池内的溶液中腐殖酸含量达到20%(质量百分比),NaOH达到1%(质量百分比),pH达到9,并将调配池内的溶液用泵送入废气处理装置内循环使用,上述沉淀就是一种高效磺化腐殖酸盐液体肥料,收集上述沉淀,并将其送入高浓池,再经过脱水、干燥、造粒后,生成粒径为1mm左右的颗粒,可获得磺化腐殖酸盐颗粒肥料。废气经本实施例处理后,脱硫效果良好,而且废气中的痕量重金属也被钝化,副产的磺化腐殖酸盐肥料肥效高。
实施例2
选用城市生活污水污泥和秸秆粉混合物为原料,其有机质含量为35%(质量百分比),送入发酵装置进行微生物发酵,将发酵成熟后的物料搅拌均匀并过滤掉颗粒杂质,获得腐殖酸含量为30%(质量百分比)的腐殖酸溶液,将上述发酵成熟的腐殖酸溶液通入一个调配池内,并向调配池内添加KOH,使调配池内的溶液中腐殖酸含量达到40%(质量百分比),KOH含量达到1.3%(质量百分比),溶液pH值达到11左右,把调配池内的溶液用泵输送到废气处理装置中处理废气,单位时间内通入的废气中二氧化硫与泵入溶液中的KOH质量之比保持在2∶3左右,废气的进口温度为200℃,废气处理装置内的温度为90℃,在处理装置内腐殖酸与二氧化硫和KOH发生磺化反应,生成磺化腐殖酸盐,并使气液中的痕量重金属钝化,经过废气处理装置后的液体从其底部流出并送入沉淀池中,通过多个沉淀池的分离出沉淀后,得到清洁溶液,将清洁溶液流入清水池内,再送入调配池中,并向调配池内补充腐殖酸和KOH,使调配池内的溶液中腐殖酸含量达到30%(质量百分比),KOH达到1.4%(质量百分比),溶液pH到11,并将调配池内的溶液用泵送入废气处理装置内循环使用,上述沉淀就是一种高效磺化腐殖酸盐液体肥料,收集上述沉淀,并将其送入高浓池,再经过脱水、干燥、造粒后,生成粒径为5mm左右的颗粒,可获得磺化腐殖酸盐颗粒肥料。废气经过本实施例处理后,脱硫效果良好,而且废气中的痕量重金属也被钝化,副产的磺化腐殖酸盐肥料肥效高。
实施例3
选用城市生活污水污泥为原料,其有机质含量为60%(质量百分比),送入发酵装置,进行微生物发酵,然后将发酵成熟后的物料搅拌均匀并过滤掉颗粒杂质,获得腐殖酸含量为70%(质量百分比)的腐殖酸溶液,将该腐殖酸溶液通入一个调配池内,并在调配池内添加NaOH,使调配池内的溶液中腐殖酸含量达到60%(质量百分比)、NaOH含量达到1.5%(质量百分比)、溶液pH值达到12左右,把调配池内的溶液用泵输送到废气处理装置中处理废气,单位时间内通入的废气中二氧化硫与泵入溶液中的NaOH质量之比保持在3∶5,废气的进口温度为280℃,废气处理装置内的温度为95℃,在该装置内,腐殖酸与二氧化硫和NaOH发生磺化反应,生成磺化腐殖酸盐,并使气液中的痕量重金属钝化,通过废气处理装置后的液体从其底部流出并送入沉淀池中,通过多个沉淀池的分离出沉淀后,得到清洁溶液,将该清洁溶液送入清水池,再送入调配池内,并补充腐殖酸和NaOH,使调配池内的溶液中腐殖酸含量达到65%(质量百分比)、NaOH达到1.5%(质量百分比)、溶液pH达到12,并将调配池内的溶液用泵送入废气处理装置内循环使用,上述沉淀就是一种高效磺化腐殖酸盐液体肥料,收集上述沉淀,并将其送入高浓池,再经过脱水、干燥、造粒后,生成粒径为5mm左右的颗粒,可获得磺化腐殖酸盐颗粒肥料。废气及经过本实施例处理后,脱硫效果良好,而且废气中的痕量重金属也被钝化,副产的磺化腐殖酸盐肥料肥效高。

Claims (5)

1、一种腐殖酸治理含硫和重金属废气并副产复合肥料的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)选用城市生活污水污泥或秸秆粉或二者的混合物为原料,进行微生物发酵;
(2)将发酵成熟后的物料搅拌均匀并过滤掉颗粒杂质,获得腐殖酸溶液;
(3)将上述腐殖酸溶液通入调配池内,并向调配池内添加强碱,然后将调配池内的溶液注入废气处理装置中,同时通入含二氧化硫和痕量重金属的废气,单位时间内通入废气中的二氧化硫与由调配池内输入的溶液中的强碱质量之比在1∶2~3∶5之间,腐殖酸与二氧化硫和强碱发生磺化反应,生成磺化腐殖酸盐,该磺化腐殖酸盐溶于磺化反应后的溶液中;
所述的调配池内的溶液,其pH值为9-12,其中腐殖酸的质量百分比含量为20~60%、强碱的质量百分比含量为1~1.5%;所述的强碱,为NaOH或KOH;
所述的废气处理装置,其内部的温度为85~95℃;
(4)磺化反应后的溶液由废气处理装置底部流入沉淀池中,随着脱硫的循环进行,沉淀池中磺化腐殖酸盐逐渐以沉淀形式从溶液中析出,经多个沉淀池分离出沉淀后,获得磺化腐殖酸盐溶液,将该磺化腐殖酸盐溶液送入清水池后,再送入调配池内,并向调配池内补充腐殖酸和强碱,然后将调配池内的溶液注入废气处理装置内循环使用;
(5)收集步骤(4)所得沉淀,并将其送入高浓池,再进行脱水、干燥、造粒,生成磺化腐殖酸盐颗粒肥料。
2、根据权利要求1所述的腐殖酸治理含硫和重金属废气并副产复合肥料的方法,其特征是,步骤(1)中所述的原料,其中有机质的质量百分比含量为20~60%。
3、根据权利要求1所述的腐殖酸治理含硫和重金属废气并副产复合肥料的方法,其特征是,步骤(2)中所述的腐殖酸溶液,其中腐殖酸的质量百分比含量为20~70%。
4、根据权利要求1所述的腐殖酸治理含硫和重金属废气并副产复合肥料的方法,其特征是,步骤(3)中所述的废气,其进口温度为100~280℃。
5、根据权利要求1所述的腐殖酸治理含硫和重金属废气并副产复合肥料的方法,其特征是,所述的磺化腐殖酸盐颗粒肥料,其粒径为1~20mm。
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