CN106517575B - 一种scr脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，SCR脱硝催化剂在高压水以及第一至第五清洗槽中的清洗产生废水，其中：第一清洗槽和第二清洗槽的废水排至第一废水收集槽中；第三清洗槽、第四清洗槽和第五清洗槽的废水排至第二废水收集槽中；第二废水收集槽中的废水静置后，上清液回用至第三清洗槽、第四清洗槽或第五清洗槽中；第二废水收集槽中的废水经5~7次回用后，废水回用至第一清洗槽或第二清洗槽中，第一废水收集槽内的废水经加药、中和、沉降、过滤得到清水。本发明基于满足SCR脱硝催化剂清洗的清洗方法，针对清洗流程，合理安排废水的收集，分类回用和处理，使得本发明的废水处理方法简单、可靠、高效，节约了水资源。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法。
背景技术
随着国家最新的《火电厂大气污染物环保标准GB13223-2011》的颁布，大部分火电厂机组锅炉都安装了SCR脱硝装置，SCR催化剂是SCR装置运行关键的一部分。由于运行条件较为恶劣，催化剂会随着运行逐渐失效，目前已产生了大量的失效SCR催化剂需要更换，用新催化剂更换失效催化剂，势必增加脱硝成本，而一种经济有效的方法就是对失效催化剂进行清洗，使其恢复活性。
授权号为CN101574671B的发明专利公开了一种SCR脱硝催化剂再生液，采用酸、表面活性剂及催化剂活性物质前驱体混合而成的清洗液对催化剂进行清洗与再生，其中，酸为草酸、醋酸、柠檬酸中的一种。这种清洗液的特点是可以在清洗的同时补充活性成分。但专利所述的清洗液中含有包括柠檬酸、JFC、OP-10等在内的难降解有机物和大量偏钒酸铵、仲钨酸铵，废水处理困难；且一般工程实际中清洗液在清洗10-20块催化剂模块后品质会大幅下降，清洗剂难以长期使用。授权号为CN103433081B的发明专利提出了一种蜂窝型SCR脱硝催化剂的再生方法，其中采用1-2wt.％的稀硫酸和溶液，在超声波条件下对催化剂进行酸洗0.5-1.5h。但直接采用单个步骤将催化剂在超声波条件下酸洗会使清洗液因为很快积累大量泥沙而失效，需频繁更换清洗液，且水资源无法循环利用。上述两个专利中提到的催化剂再生方法均未针对再生废水的处理问题对催化剂再生工艺进行合理安排、优化，造成了清洗剂有效成分以及水资源的浪费，且废水处理具有很大难度。
对于某些催化剂，宏观孔道和少量微观孔道的堵塞是引起失活的主要原因。对于这些催化剂，可以采用物理手段和简单的化学手段进行处理，恢复催化剂的活性。活性恢复过程包括铲除覆盖在催化剂模块表面的大块积灰，采用压缩空气吹扫，采用高压除盐水对催化剂进行冲洗，以及采用除盐水或简单的无机清洗剂对催化剂进行浸泡清洗。在上述方法中，高压水冲洗步骤以及浸泡清洗步骤会产生一定量的废水，这些废水呈酸性，且含有一定量从催化剂中清洗下来的以燃煤灰分为主的固体悬浮物，一般情况下不符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)要求的废水直接或间接排放的标准，需要进行处理然后排放。
目前已有专利提出了催化剂清洗再生过程中产生的废水进行处理的方法例如，申请号公布号为CN104528893A的中国专利中，提到了一种烟气脱硝催化剂再生工艺废水的电化学处理方法，通过将废水通入电化学反应装置并加入双氧水，来处理高COD的催化剂再生废水。申请公布号为CN104591460A的中国专利中，提到了一种脱硝催化剂再生废水废渣的处理装置及处理工艺，通过废水旋流器和超声波雾化喷嘴将废水雾化后，再用烟气热量将雾滴气化，然后通过除尘器去除其中的杂质。但这些方法一般针对含有高浓度有机物的清洗废水，处理过程中耗能较多；或者装置较为复杂，降低了使用过程中的可靠性。
因此，提出一种能够在满足催化剂清洗要求前提下以合理安排的步骤分步清洗，且废水易于处理的清洗方法，并以一种高效、节约的方法分类收集、回用以及处理清洗产生的废水是尤为必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、可靠、高效节约且成本低的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，包括如下步骤：
步骤(1)、将待清洗的SCR脱硝催化剂用高压水冲洗以除去所述的SCR脱硝催化剂宏观孔道内堵塞的积灰；
步骤(2)、将经步骤(1)清洗后的SCR脱硝催化剂在第一清洗槽中，用除盐水以鼓泡方式进行清洗以除去所述的SCR脱硝催化剂蜂窝孔道及表面的积灰，将所述的第一清洗槽清洗10～20块所述的SCR脱硝催化剂后的废水排至第一废水收集槽中；
步骤(3)、将经步骤(2)清洗后的SCR脱硝催化剂在第二清洗槽中，用除盐水或稀硫酸以鼓泡方式进行清洗以进一步除去所述的SCR脱硝催化剂蜂窝孔道及表面的积灰，将所述的第二清洗槽清洗10～20块所述的SCR脱硝催化剂后的废水排至所述的第一废水收集槽中；
步骤(4)、将经步骤(3)清洗后的SCR脱硝催化剂依次在第三清洗槽、第四清洗槽和第五清洗槽中，用除盐水以超声波的方式进行清洗以除去所述的SCR脱硝催化剂微孔内的积灰，得到清洗后的SCR脱硝催化剂；将所述的第三清洗槽、所述的第四清洗槽和所述的第五清洗槽清洗10～40块所述的SCR脱硝催化剂后的废水排至第二废水收集槽中；
步骤(5)、将所述的第二废水收集槽中的废水静置20小时以上，然后将所述的第二废水收集槽中的上清液回用至所述的第三清洗槽、所述的第四清洗槽或所述的第五清洗槽中；所述的第二废水收集槽中的废水经5～7次回用于所述的第三清洗槽、所述的第四清洗槽或所述的第五清洗槽后，将所述的废水回用至所述的第一清洗槽或所述的第二清洗槽中。
优选地，步骤(4)中，将所述的第三清洗槽、所述的第四清洗槽和所述的第五清洗槽清洗20～40块所述的SCR脱硝催化剂后的废水排至第二废水收集槽中。
优选地，步骤(5)中，所述的第二废水收集槽中的废水静置24小时后回用。
具体地，所述的第一废水收集槽中的废水的处理方法为：采用氢氧化钠对所述的第一废水收集槽中的废水进行中和处理，将所述的废水的pH调节至6～9，然后静置20小时以上，将上清液排入连续处理装置，向所述的连续处理装置中加入聚合氯化铝和阴离子型或阳离子型聚丙烯酰胺进行絮凝处理，然后经沉降、过滤得到合格的清水。
优选地，所述的聚合氯化铝的用量为800～1500ppm，所述的阴离子型或阳离子型聚丙烯酰胺的用量为5～10ppm。
进一步地，在斜管进行所述的沉降后，依次经细砂、活性炭进行所述的过滤以去除废水中的细小悬浮物及微量重金属离子，得到所述的清水。
优选地，步骤(2)中，所述的第一清洗槽有两个且并排运行。
优选地，步骤(3)中，所述的第二清洗槽有两个且并排运行。
优选地，步骤(4)中，所述的第二废水收集槽分为相互独立设置的左侧收集槽和右侧收集槽，所述的左侧收集槽和所述的右侧收集槽轮换使用。
优选地，步骤(2)中，所述的SCR脱硝催化剂在所述的第一清洗槽中清洗20～40min。
优选地，步骤(3)中，所述的SCR脱硝催化剂在所述的第二清洗槽中清洗20～40min。
优选地，步骤(4)中，所述的SCR脱硝催化剂分别在所述的第三清洗槽、所述的第四清洗槽和所述的第五清洗槽中清洗10～20min。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明基于满足SCR脱硝催化剂清洗的清洗方法，针对清洗流程，合理安排废水的收集，分类回用和处理，使得本发明的废水处理方法简单、可靠、高效，节约了水资源。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图；
附图2为本发明的结构示意图；
其中，1、第一清洗槽；2、第二清洗槽；3、第三清洗槽；4、第四清洗槽；5、第五清洗槽；6、第一废水收集槽；7、第一回流管；8、第二回流管；9、连续处理装置；10、阀门；11、进水总管；12、第一进水支管；13、第二进水支管；21、左侧收集槽；22、右侧收集槽；31、第一管；32、第二管；33、第三管；34、第四管；35、第五管；36、第六管；41、第一回流支管；42、第二回流支管；51、单向阀。
具体实施方式
通过如图2所示的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理系统进行清洗和废水处理。SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理系统包括进水管，分别与进水管相连通的两个第一清洗槽1、两个第二清洗槽2、第三清洗槽3、第四清洗槽4和第五清洗槽5，分别与第一清洗槽1和第二清洗槽2相连通的第一排液管，与第一排液管相连通的第一废水收集槽6，分别与第三清洗槽3、第四清洗槽4和第五清洗槽5相连通的第二排液管，与第二排液管相连通的第二废水收集槽，进口端与第二废水收集槽相连通、出口端分别与第三清洗槽3、第四清洗槽4、第五清洗槽5相连通的第一回流管7，进口端与第二废水收集槽相连通、出口端分别与第一清洗槽1、第二清洗槽2相连通的第二回流管8，与第一废水收集槽6相连通用于对废水进行处理的连续处理装置9。
本实施例中，进水管包括进水总管11，进口端与进水总管11相连通、出口端分别与第一清洗槽1和第二清洗槽2相连通的第一进水支管12，进口端与进水总管11相连通、出口端分别与第三清洗槽3、第四清洗槽4和第五清洗槽5相连通的第二进水支管13。第一回流管7的出口端与第二进水支管13相连通，第二回流管8的出口端与第一进水支管12相连通。第一进水支管12和第二进水支管13上分别设置有单向阀51，单向阀51可以防止使用过的水逆流至清水中，防止清水被污染，第一进水支管12上的单向阀51位于第二回流管8的出口端和进水总管11之间，第二进水支管13上的单向阀51位于第一回流管7的出口端和进水总管11之间。
第二废水收集槽包括独立设置的左侧收集槽21和右侧收集槽22；第二排液管包括与第三清洗槽3相连通的第一管31，与第四清洗槽4相连通的第二管32，与第五清洗槽5相连通的第三管33，进口端分别与第一管31、第二管32、第三管33相连通的第四管34，分别与第四管34的出口端和左侧收集槽21相连通的第五管35，分别与第四管34的出口端和右侧收集槽22相连通的第六管36。
SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理系统还包括与左侧收集槽21相连通的第一回流支管41、与右侧收集槽22相连通的第二回流支管42，第一回流管7和第二回流管8的进口端分别与第一回流支管41和第二回流支管42相连通。
第一清洗槽1、第二清洗槽2、第三清洗槽3、第四清洗槽4、第五清洗槽5、第一废水收集槽6和第二废水收集槽的进口和出口处分别设置有阀门10，进水管上设置有阀门10。当然本系统其他需要用到阀门10的地方均可安装阀门10。
一种SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，除盐水或稀硫酸清洗SCR脱硝催化剂的工艺为：首先采用高压水冲洗，清除催化剂宏观孔道内堵塞的积灰；然后采用鼓泡辅助的除盐水或稀硫酸浸泡清洗，进而去除催化剂蜂窝孔道及表面的积灰；最终采用超声波辅助的除盐水对催化剂进行清洗，去除微孔内的积灰。
如图1所示，鼓泡清洗分两步，第一步在第一清洗槽1中采用除盐水清洗20～40min，第一清洗槽1有两个，两个第一清洗槽1并排运行；第二步在第二清洗槽2中根据催化剂的实际情况采用稀硫酸或除盐水清洗20～40min，第二清洗槽2有两个，两个第二清洗槽2并排运行。超声波清洗分三步，第一步在第三清洗槽3中用除盐水进行清洗10～20min；第二步在第四清洗槽4中用除盐水进行漂洗10～20min；第三步在第五清洗槽5中用除盐水进行漂洗10～20min。
由于机械手段未能将宏观孔道积灰完全清除，且微观表面上及孔道内积灰尚未得到清洗，所以第一清洗槽1和第二清洗槽2中积累的灰尘较多；而且由于催化剂在运行中沉积了部分酸性物质，这些酸性物质进入第一清洗槽1后大部分会溶于水并产生酸，清洗用除盐水会较快成为酸性；而第二清洗槽2若采用除盐水，同步骤1原因相同，清洗用除盐水会较快成为酸性，若采用稀硫酸，也会呈现酸性。第三清洗槽3、第四清洗槽4、第五清洗槽5中产生的清洗废水中的积灰和溶解的酸大幅减少，可与前两步骤的废水分开进行处理。
一种SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，所述废水分类方法为：两个第一清洗槽1分别清洗10～20块催化剂模块后将废水排放至第一废水收集槽6；两个第二清洗槽2分别清洗10～20块催化剂模块后将废水排放至第一废水收集槽6；第三清洗槽3、第四清洗槽4和第五清洗槽5分别清洗20～40块催化剂后将清洗废水排放至第二废水收集槽。
一种SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，所述废水回用方法为：第三清洗槽3、第四清洗槽4和第五清洗槽5三个清洗槽pH值下降很慢且能够稳定在5左右，因此第二废水收集槽的废水不需要调节pH值，仅需在槽内经过24小时静置，即可抽取上清液回用于第三清洗槽3、第四清洗槽4和第五清洗槽5；经过5-7次回用之后可将水抽至第一清洗槽1和第二清洗槽2进行使用。第一废水收集槽6的废水pH可能低至2左右，且泥沙较多，需要进行处理，而中和产生的废水中含有对催化剂活性有害的碱金属离子，因此废水处理后产生的清水不能重复利用，只能将废水处理成为符合标准的清水后做排放处理。
第二废水收集槽分为相互独立设置的左侧收集槽21和右侧收集槽22，左侧收集槽21和右侧收集槽22轮换使用以方便左侧收集槽21和右侧收集槽22中的废水静置24小时。
一种SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，所述第一废水收集槽6中的废水处理方法为：首先采用氢氧化钠，在第一废水收集槽6内对酸性废水进行中和处理，将废水的pH调节至6-9后静置24小时，然后抽取上清液排入连续处理装置9，加入聚合氯化铝(PAC)进行混凝，加入阴离子型或阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)助凝，最终经过斜管沉淀和细砂、活性炭的过滤，去除废水中含有的细小悬浮物及微量重金属离子，得到合格的清水，直接或间接排放。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
第五清洗槽5清洗12块催化剂之后，记为时间点1，将废水排入第二废水收集槽的左侧收集槽21，然后注入新的除盐水继续催化剂模块的流水线清洗。第二废水收集槽的左侧收集槽21的废水经24小时静置沉降后，实测上清液pH值为5.9，浊度为13NTU。第四清洗槽4清洗24块催化剂之后，记为时间点2，将废水排入第二废水收集槽的右侧收集槽22，然后注入左侧收集槽21的上清液回用，并将不足部分以除盐水代替补充，继续催化剂模块的流水线清洗。第二废水收集槽的右侧收集槽22的废水经24小时静置沉降后，实测上清液pH值为5.6，浊度为21NTU。第三清洗槽3清洗36块催化剂后，将废水排入第二废水收集槽的左侧收集槽21，然后注入右侧收集槽22的上清液回用，并将不足部分以除盐水代替补充，继续催化剂模块的流水线清洗。第二废水收集槽的左侧收集槽21的废水经24小时静置沉降后，实测上清液pH值为5.2，浊度为48NTU。
用这种方法进行循环，可实现第三清洗槽3、第四清洗槽4和第五清洗槽5的废水的高效回用。
实施例2
第一清洗槽1和第二清洗槽2清洗20块催化剂后，将废水排入第一废水收集槽6。实测废水pH值为3.1，浊度超过仪器量程(>1000NTU)。向第一废水收集槽6中加入适量氢氧化钠并曝气进行中和。反应2小时后静置沉降24小时。上清液实测pH值为8.6，浊度113NTU。抽取上清液排至废水连续处理装置9，在线加入PAC和PAM，PAC用量为800-1500ppm，PAM用量为5-10ppm。然后经过后续的斜管沉降和细砂、活性炭的过滤，得到清水。清水pH值8.3，浊度14，重金属元素含量如表1所示。
表1
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）、将待清洗的SCR脱硝催化剂用高压水冲洗以除去所述的SCR脱硝催化剂宏观孔道内堵塞的积灰；
步骤（2）、将经步骤（1）清洗后的SCR脱硝催化剂在第一清洗槽中，用除盐水以鼓泡方式进行清洗以除去所述的SCR脱硝催化剂蜂窝孔道及表面的积灰，将所述的第一清洗槽清洗10~20块所述的SCR脱硝催化剂后的废水排至第一废水收集槽中；
步骤（3）、将经步骤（2）清洗后的SCR脱硝催化剂在第二清洗槽中，用除盐水或稀硫酸以鼓泡方式进行清洗以进一步除去所述的SCR脱硝催化剂蜂窝孔道及表面的积灰，将所述的第二清洗槽清洗10~20块所述的SCR脱硝催化剂后的废水排至所述的第一废水收集槽中；
步骤（4）、将经步骤（3）清洗后的SCR脱硝催化剂依次在第三清洗槽、第四清洗槽和第五清洗槽中，用除盐水以超声波的方式进行清洗以除去所述的SCR脱硝催化剂微孔内的积灰，得到清洗后的SCR脱硝催化剂；将所述的第三清洗槽、所述的第四清洗槽和所述的第五清洗槽清洗10~40块所述的SCR脱硝催化剂后的废水排至第二废水收集槽中；
步骤（5）、将所述的第二废水收集槽中的废水静置20小时以上，然后将所述的第二废水收集槽中的上清液回用至所述的第三清洗槽、所述的第四清洗槽或所述的第五清洗槽中；所述的第二废水收集槽中的废水经5~7次回用于所述的第三清洗槽、所述的第四清洗槽或所述的第五清洗槽后，将所述的废水回用至所述的第一清洗槽或所述的第二清洗槽中。
2.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，其特征在于：所述的第一废水收集槽中的废水的处理方法为：采用氢氧化钠对所述的第一废水收集槽中的废水进行中和处理，将所述的废水的pH调节至6~9，然后静置20小时以上，将上清液排入连续处理装置，向所述的连续处理装置中加入聚合氯化铝和阴离子型或阳离子型聚丙烯酰胺进行絮凝处理，然后经沉降、过滤得到合格的清水。
3.根据权利要求2所述的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，其特征在于：所述的聚合氯化铝的用量为800~1500ppm，所述的阴离子型或阳离子型聚丙烯酰胺的用量为5~10ppm。
4.根据权利要求2所述的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，其特征在于：在斜管进行所述的沉降后，依次经细砂、活性炭进行所述的过滤以去除废水中的细小悬浮物及微量重金属离子，得到所述的清水。
5.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的第一清洗槽有两个且并排运行。
6.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的第二清洗槽有两个且并排运行。
7.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，其特征在于：步骤（4）中，所述的第二废水收集槽分为相互独立设置的左侧收集槽和右侧收集槽，所述的左侧收集槽和所述的右侧收集槽轮换使用。
8.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的SCR脱硝催化剂在所述的第一清洗槽中清洗20~40min。
9.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的SCR脱硝催化剂在所述的第二清洗槽中清洗20~40min。
10.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂清洗废水的分类收集回用及处理方法，其特征在于：步骤（4）中，所述的SCR脱硝催化剂分别在所述的第三清洗槽、所述的第四清洗槽和所述的第五清洗槽中清洗10~20min。
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