CN106045192B - 一种烟气脱硫废水处理方法 - Google Patents

一种烟气脱硫废水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种烟气脱硫废水处理方法，包括如下步骤：（1）、采用Bio‑DESOx生物洗涤塔装置，用物理化学的方法对烟气脱硫废水进行预处理，包括：烟气脱硫废水入废水池，并用碱液调节废水池废水的pH值，然后经吸附、中和后得到预处理后的脱硫烟气；（2）、将步骤（1）中预处理后的烟气脱硫废水经生物降解处理装置、终水处理池处理后澄清，得到达标的烟气脱硫废水。采用Bio‑DESOx生物洗涤塔装置，经过对原烟气进行脱硫处理后，粉尘含量和SO2排放量均得到了显著吸收效果。并且随着脱硫烟气的中SO2的吸附，吸收液（二沉出水）pH值降低，大大节省深度处理的运行费用，实现了污水处理与含硫烟气净化同步增效，并且取得了很好的成效。

Description

一种烟气脱硫废水处理方法
技术领域
本发明涉及资源与环境保护技术领域，是一种烟气脱硫废水处理方法。
背景技术
我国钢铁冶炼工序中烧结工艺是大气的主要污染源，所排出的废气在整个钢铁厂中所占的比例为：烟尘17％、SO2 46％、NOX 20％。烧结烟气的治理成为钢铁工业SO2减排的重点。近年，国家环保对烧结机烟气排放要求也日益严格：颁发的国家标准要求现有钢铁企业烧结机SO2排放标准为600mg/Nm3，新建钢铁企业烧结机2010年排放标准为100mg/Nm3。
根据国家环保规划要求，“十一五”期间，钢铁等非电行业要形成30万吨脱硫能力。烧结烟气脱硫是钢铁行业实现二氧化硫污染减排的关键，形势严峻，任务紧迫。目前，火电经过多年的脱硫治理，已初见成效，烧结脱硫将是下一个重点治理的领域，也是政府和企业关注的减排热点和难点。
烟气脱硫方法很多，这些方法的应用主要取决于炉或窑的类型、容量、运行要求、生产工艺、物料的种类和含硫量的多少、脱硫率、脱硫剂的供应条件及项目所在地的地理位置、副产品的利用等因素。目前在我们国家主要是石灰石、氨水以及电子束脱硫工艺等等为主，这些方法工艺流程复杂，一个烟气脱硫工程，动辄上千万投资，只有重大项目、电力发电类企业等大型锅炉系统能够承受这种投资。而制浆造纸企业一般锅炉蒸发量小于100t/h，燃烧用煤种供应地多变，高硫煤使用较多等特点，难以承受常规脱硫工艺的巨大投资。中国专利200610077637.6公开了一种苛化白泥渣用于脱除烟气中二氧化硫的方法，该烟气脱硫方法采用石灰石-石膏脱硫工艺，利用苛化白泥渣作为脱硫剂，脱硫系统不稳定，而且处理高硫煤烟气效果不佳、脱硫率不符合国家生产要求。现有技术中的烟气脱硫多采用以下方法：
干法脱硫技术：使用固体吸收剂对烟气脱除的方法，常用的干法烟气脱硫技术有活性炭吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法。该方法优点是工程投资费用低，缺点是运行费用高，造成二次污染，二氧化硫去除效率低，吸收剂利用率亦低。
湿法脱硫技术：使用液体吸收剂对烟气洗涤的方法，按脱硫剂的种类主要可分为石灰石/石灰洗涤法、双碱法、氨法及海水脱硫、金属氧化物吸收法等。该种处理工艺优点是脱硫效率高，可达90%以上；缺点是投资和运行费用均很高，工艺复杂，且产生大量的固体废弃物，造成二次污染。
海水脱硫技术：利用海水具有一定的碱度，采用大流量洗涤烟气。该种处理工艺优点是脱硫效率高，可达95%以上；缺点是必须靠近海边，投资费用高，循环洗涤流量非常大，是普通脱硫循环量的10倍以上。现有传统烟气脱硫技术均存在运行费用较高，产生二次污染、受地点限制的缺点。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种烟气脱硫废水处理方法，采用Bio-DESOx生物洗涤塔结合了好氧系统，巧妙地利用污水处理厂二沉出水具有较高的碱度及pH，经济有效生物吸附和中和烟气中的二氧化硫气体，同时也能去除部分的NOx气体。
Bio-DESOx生物洗涤塔利用废纸厂排泄的二沉出水碱度高的特点进行生物洗涤，与海水脱硫的原理类似，不同点在于两者的碱度大小及Bio-DESOx的碱液再生。二沉出水的碱度是海水碱度的1020倍，再加上生物转化再生碱的能力，大大降低了循环液的洗涤量；二沉出水吸收烟道气的二氧化硫还有一个突出的优点：不产生二次污染。因为硫酸根在废水排放中并不是污染指标，只有总盐量的指标。吸收后，吸收液pH值降低，SO4 2-离子取代HCO3 -离子，盐度增加并不大，只是将暂时硬度转换为永久硬度，再通过生物转化再生碱，进行循环洗涤，用于洗涤的二沉出水通过循环泵重新泵回到洗涤塔主体中，余下部分再进入深度处理系统后达标排放。由于深度处理芬顿工艺需要在酸性条件下进行，而经过洗涤后的二沉出水pH值大幅度降低，大大节省深度处理的运行费用。
瀑气孔一和瀑气孔二的设计，增加了待处理的烟气与二沉出水的接触面积，实现最大的除硫效果。
烟气进入吸收塔再往塔顶方向与吸收液（二沉出水）逆向接触，利用生物吸附及碱度中和原理以除去烟气中二氧化硫及少部分灰含量，脱硫后的烟气可直接由烟囱排入大气，也可经除雾器除雾后排入大气。
SO2（g）+HCO3 - → HSO3 -+CO2
SO2（g）+HCO3 -+1/2O2 → H++SO4 2-+CO2
Bio-DESOx生物洗涤塔利用原有双碱法的脱硫塔，来自污水处理厂的二沉出水入洗涤塔主体，Bio-DESOx生物洗涤塔底部设置再生碱液系统，采用循环碱装置，使洗涤塔主体内的碱度得以再生，再生碱液通过循环泵回流至洗涤塔主体内，用于循环洗涤。
一种烟气脱硫废水处理方法，包括如下步骤：
（1）采用Bio-DESOx生物洗涤塔装置，用物理化学的方法对烟气脱硫废水进行预处理，包括：烟气脱硫废水入废水池，并用碱液调节废水池废水的pH值，然后经吸附、中和后得到预处理后的脱硫烟气；
（2）将步骤（1）中预处理后的烟气脱硫废水经生物降解处理装置、终水处理池处理后澄清，得到达标的烟气脱硫废水；
其中，所述Bio-DESOx生物洗涤塔装置包括洗涤塔主体，安装在洗涤塔主体上端的原烟气进口、安装在洗涤塔主体上侧壁上的净化烟气出口，所述原烟气进口通过第一管道与洗涤塔主体底部相连，所述第一管道位于伸进洗涤塔主体内的部分均匀设置有多个瀑气孔一，在所述洗涤塔主体的底部通过第二管道还连接有生物降解处理装置，所述第二管道位于伸进生物降解处理装置的部分均匀设置有多个瀑气孔二，在所述生物降解处理装置的底部和顶部侧壁上分布设置有第三管道和第四管道，所述第三管道另一端连接有终水处理池，所述第四管道的末端与洗涤塔主体的上侧壁相连，在所述第四管道上还连接有循环泵和循环碱装置，在所述洗涤塔主体的底部上方还设置有锚式搅拌桨，位于洗涤塔主体的下侧壁上还设置有与下侧壁成30°~50°的多个扰流板，所述扰流板上还设置有多个扰流孔。
扰流板、绕流孔和锚式搅拌桨的设计可以使吸附SO2后的烟气废水中的沉积物更好的排放或导入至生物降解处理装置。扰流板上还设置有多个扰流孔，一方面方便脱硫烟气的排出，；另外一方面也防止锚式搅拌桨在搅拌时，洗涤塔主体内的吸收液（二沉出水）随着吸收增加，粘度增大，吸收液与锚式搅拌桨做相对静止的层流运动的现象出现。将扰流板的位置安装于与洗涤塔主体下侧壁成30°~50°的角度，可以使本Bio-DESOx生物洗涤塔装置中的扰流板具有最好的扰流效果。
优选的，所述步骤（1）中废水的pH值为9.55~10，所述烟气脱硫废水优选为造纸厂排出的二沉出水废水。
优选的，所述步骤（1）中用来调节废水PH值的碱液为氢氧化钠溶液。
优选的，所述氢氧化钠溶液的浓度为5~15mol/L。
事实上，处于pH调节的作用，在合理范围内选用氢氧化钠溶液的浓度并无特殊要求，但是考虑到如果氢氧化钠溶液浓度过低的话，将会导致洗涤塔主体内部容量大小与实际废水容量匹配的问题。此外，由于造纸厂出来的二沉出水一般pH值较高，基本不需要调节，若为其它种类的酸性废水，则根据需要调节pH值至合理范围。
进一步，所述原烟气进口至少有一个。
进一步，所述净化烟气出口的末端还设置有除雾器，所述除雾器的雾滴浓度小于65mg/Nm3。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种烟气脱硫废水处理方法，按照以废治废的原则，利用较高碱度的纸厂二沉出水对含硫烟气进行处理，一方面利用较高的碱度对SO2进行吸附，使得SO2吸收后，SO4 2-离子取代HCO3 -离子，盐度增加并不大，只是将暂时硬度转换为永久硬度；另一方面，也能将含硫烟气中的灰尘除去。随着脱硫烟气的中SO2的吸附，吸收液（二沉出水）pH值降低，通过循环碱装置，进行循环洗涤，用于洗涤的二沉出水通过循环泵重新泵回到洗涤塔主体中，余下部分再进入深度处理系统后达标排放。由于深度处理芬顿工艺需要在酸性条件下进行，而经过洗涤后的二沉出水pH值大幅度降低，大大节省深度处理的运行费用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：
图1是本发明中Bio-DESOx生物洗涤塔装置的结构示意图；
图2是本发明中扰流板的结构示意图。
图中：1-洗涤塔主体；11-锚式搅拌桨；12-扰流板；121-扰流孔；2-原烟气进口；3-净化烟气出口；31-除雾器；41-第一管道；411-瀑气孔一；42-第二管道；421-瀑气孔二；43-第三管道；44-第四管道；5-生物降解处理装置；6-终水处理池；7-循环泵；8-循环碱装置。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“上侧壁”、“底部”、“顶部”、“内”、“外”、“末端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
参照图1，本发明中采用的Bio-DESOx生物洗涤塔装置，包括洗涤塔主体1，安装在洗涤塔主体1上端的原烟气进口2、安装在洗涤塔主体1上侧壁的净化烟气出口3，所述原烟气进口2通过第一管道41与洗涤塔主体1的底部相连，所述第一管道41位于伸进洗涤塔主体1内的部分均匀设置有多个瀑气孔一411，在所述洗涤塔主体1的底部通过第二管道42还连接有生物降解处理装置5，所述第二管道42位于伸进生物降解处理装置5的部分均匀设置有多个瀑气孔二421，在所述生物降解处理装置5的底部和顶部侧壁上分布设置有第三管道43和第四管道44，所述第三管道43另一端连接有终水处理池6，所述第四管道44的末端与洗涤塔主体1的上侧壁相连，在所述第四管道44上还连接有循环泵7和循环碱装置8，在所述洗涤塔主体1的底部上方还设置有锚式搅拌桨11，位于洗涤塔主体1的下侧壁上还设置有与下侧壁成30°~50°的多个扰流板12。
参照图2所示，所述扰流板12上还设置有多个扰流孔121，一方面方便脱硫烟气的排出，；另外一方面也防止锚式搅拌桨11在搅拌时，洗涤塔主体1内的吸收液（二沉出水）随着吸收增加，粘度增大，吸收液与锚式搅拌桨11做相对静止的层流运动的现象出现。
Bio-DESOx生物洗涤塔利用废纸厂排泄的二沉出水碱度高的特点进行生物洗涤，与海水脱硫的原理类似，不同点在于两者的碱度大小及Bio-DESOx的碱液再生。二沉出水的碱度是海水碱度的1020倍，再加上生物转化再生碱的能力，大大降低了循环液的洗涤量；二沉出水吸收烟道气的二氧化硫还有一个突出的优点：不产生二次污染。因为硫酸根在废水排放中并不是污染指标，只有总盐量的指标。吸收后，吸收液pH值降低，SO4 2-离子取代HCO3 -离子，盐度增加并不大，只是将暂时硬度转换为永久硬度，再通过生物转化再生碱，进行循环洗涤，用于洗涤的二沉出水通过循环泵重新泵回到洗涤塔主体中，余下部分再进入深度处理系统后达标排放。由于深度处理芬顿工艺需要在酸性条件下进行，而经过洗涤后的二沉出水pH值大幅度降低，大大节省深度处理的运行费用。
瀑气孔一411和瀑气孔二421的设计，增加了待处理的烟气与二沉出水的接触面积，实现最大的除硫效果。
所述净化烟气出口3的末端还设置有除雾器31。
烟气进入吸收塔再往塔顶方向与吸收液（二沉出水）逆向接触，利用生物吸附及碱度中和原理以除去烟气中二氧化硫及少部分灰含量，脱硫后的烟气通过吸收塔内除雾器，然后直接由烟囱排入大气。
SO2（g）+HCO3 - → HSO3 -+CO2
SO2（g）+HCO3 -+1/2O2 → H++SO4 2-+CO2
Bio-DESOx生物洗涤塔利用原有双碱法的脱硫塔，来自污水处理厂的二沉出水入洗涤塔主体，Bio-DESOx生物洗涤塔底部设置再生碱液系统，采用循环碱装置，使洗涤塔主体内的碱度得以再生，再生碱液通过循环泵回流至洗涤塔主体内，用于循环洗涤。
以下实施例均采用Bio-DESOx生物洗涤塔装置进行烟气脱硫处理。
实施例1：
一种烟气脱硫废水处理方法，包括如下步骤：
（1）采用Bio-DESOx生物洗涤塔装置，用物理化学的方法对烟气脱硫废水进行预处理，包括：烟气脱硫废水入废水池，并用5mol/L的氢氧化钠溶液调节废水池废水的pH值为9.55，然后经吸附、中和后得到处理后的脱硫烟气；
（2）将步骤（1）中预处理后的烟气脱硫废水经生物降解处理装置、终水处理池处理后澄清，得到达标的烟气脱硫废水。
实施例2：
一种烟气脱硫废水处理方法，包括如下步骤：
（3）采用Bio-DESOx生物洗涤塔装置，用物理化学的方法对烟气脱硫废水进行预处理，包括：烟气脱硫废水入废水池，并用8mol/L的氢氧化钠溶液调节废水池废水的pH值为9.7，然后经吸附、中和后得到处理后的脱硫烟气；
（4）将步骤（1）中预处理后的烟气脱硫废水经生物降解处理装置、终水处理池处理后澄清，得到达标的烟气脱硫废水。
实施例3：
一种烟气脱硫废水处理方法，包括如下步骤：
（5）采用Bio-DESOx生物洗涤塔装置，用物理化学的方法对烟气脱硫废水进行预处理，包括：烟气脱硫废水入废水池，并用12mol/L的氢氧化钠溶液调节废水池废水的pH值为9.8，然后经吸附、中和后得到处理后的脱硫烟气；
（6）将步骤（1）中预处理后的烟气脱硫废水经生物降解处理装置、终水处理池处理后澄清，得到达标的烟气脱硫废水。
实施例4：
一种烟气脱硫废水处理方法，包括如下步骤：
（7）采用Bio-DESOx生物洗涤塔装置，用物理化学的方法对烟气脱硫废水进行预处理，包括：烟气脱硫废水入废水池，并用15mol/L的氢氧化钠溶液调节废水池废水的pH值为10，然后经吸附、中和后得到处理后的脱硫烟气；
（8）将步骤（1）中预处理后的烟气脱硫废水经生物降解处理装置、终水处理池处理后澄清，得到达标的烟气脱硫废水。
对实施例1-4的烟气脱硫废水处理方法的运行结果如表1所示。
表1 实施例1-4运行结果
从上表数据可以看出，用Bio-DESOx生物洗涤塔装置，经过对原烟气进行脱硫处理后，粉尘含量和SO2排放量均得到了显著吸收效果。并且随着脱硫烟气的中SO2的吸附，吸收液（二沉出水）pH值降低，而深度处理芬顿工艺需要在酸性条件下进行，大大节省深度处理的运行费用。本发明提供的一种烟气脱硫废水处理方法，按照以废治废的原则，实现了污水处理与含硫烟气净化同步增效，并且取得了很好的成效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作出的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种烟气脱硫废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用Bio-DESOx生物洗涤塔装置对烟气脱硫废水进行预处理，包括：烟气脱硫废水入废水池，并用碱液调节废水池废水的pH值，然后经吸附、中和后得到预处理后的粉尘含量得到降低的脱硫烟气；
(2)将步骤(1)中预处理后的烟气脱硫废水经生物降解处理装置、终水处理池处理后澄清，得到达标的烟气脱硫废水；
其中，所述Bio-DESOx生物洗涤塔装置包括洗涤塔主体，安装在洗涤塔主体上端的原烟气进口、安装在洗涤塔主体上侧壁上的净化烟气出口，所述原烟气进口通过第一管道与洗涤塔主体底部相连，所述第一管道位于伸进洗涤塔主体内的部分均匀设置有多个曝 气孔一，在所述洗涤塔主体的底部通过第二管道还连接有生物降解处理装置，所述第二管道位于伸进生物降解处理装置的部分均匀设置有多个曝 气孔二，在所述生物降解处理装置的底部和顶部侧壁上分布设置有第三管道和第四管道，所述第三管道另一端连接有终水处理池，所述第四管道的末端与洗涤塔主体的上侧壁相连，在所述第四管道上还连接有循环泵和循环碱装置，在所述洗涤塔主体的底部上方还设置有锚式搅拌桨，位于洗涤塔主体的下侧壁上还设置有与下侧壁成30°～50°的多个扰流板，所述扰流板上还设置有多个扰流孔；
所述步骤(1)中用来调节废水p H值的碱液为氢氧化钠溶液；
所述步骤(1)中的烟气脱硫废水为污水处理厂的二沉出水。
2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫废水处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中废水的pH值为9.55～10。
3.根据权利要求 1所述的一种烟气脱硫废水处理方法，其特征在于：所述氢氧化钠溶液的浓度为5～15mol/L。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种烟气脱硫废水处理方法，其特征在于：所述原烟气进口至少有一个。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种烟气脱硫废水处理方法，其特征在于：所述净化烟气出口的末端还设置有除雾器。
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