CN110052131A - 一种同时处理烟气和有机废水的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同时处理烟气和有机废水的装置,包括处理塔,在处理塔的中心设置气管,将烟气导入塔内并从气管底端的喇叭口溢出,在处理塔的下端设置进水口用于通入废水,在上端设置出水口,出水口连接厌氧生物反应器,在顶端设置出气口,底端设置排污口,在处理塔内部自下而上设置有三层带孔隔板,在下中上层隔板上分别堆填有二氧化锰颗粒层、二氧化锰颗粒层和石灰石颗粒层。烟气中污染物在处理塔内与废水接触,并依次与二氧化锰、石灰石反应,同时降解废水中有机污染物,从而实现同时处理烟气和有机废水,处理效率高,简化了设备,节省了成本,适合推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及环境污染控制领域,尤其涉及一种同时处理烟气和有机废水的装置。
背景技术
在大规模的现代化工生产中,烟气和废水是最主要的两种排放物。通常,这两种排放物都会对环境造成一定程度的污染。随着我国对于大气环境保护以及水体生态环境保护的严格要求,越来越多的企业开始重视起对烟气和废水的处理。
烟气中的污染物主要有颗粒物(灰尘)、氮氧化物、硫氧化物等。
烟气除尘(颗粒物)的装置很多,目前国内外常用的有:机械式除尘器、过滤式除尘器、电式除尘器。机械式除尘器以重力、惯性力和离心力作为除尘作用力,制成了重力除尘器、惯性除尘器和离心除尘器。通常6μm以上的粉尘颗粒都可吸入,效率可达80%。用于多级净化时的初步处理。过滤式除尘器工作原理是把粉尘先收集起来,再使用过滤材料,把大颗粒粉尘过滤下来,可分为空气除尘器、袋式除尘器和颗粒层除尘器。除尘效率能高达99%,因效率高、性能好、操作容易一直受到市场青睐,但滤料需定期更换,从而增加了设备的运行维护费用,劳动条件也差。电式除尘器工作原理是用静电力把粉尘颗粒从气流中分离出来,特点是能量损耗小,受到的阻力也小。电式除尘器的优点有:工作容量大;粉尘处理效率高可达到99%,节约能源损耗,花费少;适用于高温和腐蚀性高的烟气。电式除尘器通常用来收集颗粒细小的粉尘,但装置投资费用较高,应用范围也较小。
烟气脱硫按脱硫过程可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫和煤转化中脱硫四类方法。燃烧前脱硫技术一般是采取物理、化学或微生物方法把煤中含有的多余硫成分去除。燃烧中脱硫一般是在燃烧时放入适量的脱硫剂,边燃烧、边脱硫。燃烧后脱硫是对燃烧排放气体的烟气脱硫,是目前应用的最广、规模最大,也是最行之有效的税硫方法。烟气脱硫还有很多其他分类方式,按脱硫产物的回收状况分为回收法和丢弃法;按脱硫剂的应用不同分为可再生法和不可再生法;按脱硫剂和脱硫产物的干湿状态又分为湿法、干法和半干半湿法。
烟气中NOx污染控制主要有燃烧前燃料脱氮、燃烧中改进燃烧方式和烧后烟气脱氮三种方法。其中,燃料脱氮技术在锅炉NOx控制领域目前仍未很好开发利用,有待今后进一步研究。燃烧中改进燃烧方式和生产工艺脱氮技术国内外已做了大量研究,其在锅炉NOx控制技术实现大规模商业化应用的主要为低氮燃烧技术,包括低NOx燃烧器技术(LNBs)空气分级燃烧技术和燃料分级燃烧技术等。燃烧中脱硝一般采用对燃烧过程进行控制,以减少NOx生成。如采用低氮燃烧器、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧、烟气再循环、空气分级燃烧、燃料分级燃烧(再燃烧)等。它是用抑制燃烧过程中NOx的产生或造成缺氧富燃烧的燃烧区,使已生成的NOx部分还原。先进的再燃烧技术可降低85%氮氧化物。燃烧后处理是指对排放出的烟气进行脱硝处理,主要包括干法的有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)和湿法的氧化吸收法、吸附法等,其在锅炉NOx控制技术实现大规模商业化应用的主要为还原法烟气脱硝技术,主要有选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术和选择性非催化还原法(SNCR)烟气脱硝技术。选择性非催化还原法(SNCR)的特点是反应温度范国较穿,效率一般在50-80%,不需要使用催化剂,费用较低,但温度不容易控制在脱硝有效范围,而不在该温度范围内,氨气容易氧化或逃逸,造成NOx浓度增加或氨污染。选择性催化还原法(SCR)的特点是技术成熟,需要催化剂,增加了装置和占用空间,投资和操作费用大,未反应的还原剂有二次污染问题,烟气中SO2易与NH3、N2发生反应生成硫酸铵,造成催化剂堵塞和中毒,其普遍使用的还原剂是氨,近年来也使用尿素氨水。其脱硝效率高,脱硝率可达80%-90%。
有机废水的处理目前主要是生物法和化学法,生物法以其经济性和较高的处理效率成为目前使用广泛的、能使污染物最终无机化、矿物化的方法,但它只能有效地处理生物相容的有机物。当废水中含有难降解有机物或生物毒性污染物时(如许多芳香烃及其衍生物),直接利用生物法处理该废水就暴露出其局限性,当COD过高或毒性较大时,细菌就会无法生存或者急剧死去,细菌的生存环境是15-30℃,当温度不在该范围内时,细菌无法存活,或者需要花费大的资金保证其所需温室环境。化学法一般要添加化学药剂,否则效率会降低,使得该方法成本大大提高,并可能会造成二次污染。近年来,高级氧化技术,即利用光、声、电、磁或试剂催化氧化技术处理有机废水,已成为当前世界水处理相当活跃的领域。但高级氧化技术需要提供一部分能量(比如电力)或物质(如氧化性物质双氧水等)。
此外,现有的烟气处理或有机废水处理多为单一的处理系统,不能有效地将烟气处理和有机废水处理结合起来,导致很多设备的重复设置,增加了企业的设备及人员的投入。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供了一种同时处理烟气和有机废水的装置,在同一个装置中同步完成烟气和有机废水的处理,简化了设备,节省了开支。
为实现以上目的,本发明采用以下的技术方案:
一种同时处理烟气和有机废水的装置,包括:处理塔,其中,
所述处理塔的下端设置有倒锥形的污泥收集罐,所述污泥收集罐的底端设置有排污口,所述排污口设置有开关阀门;
所述处理塔的下端侧壁上还设置有进水口,所述进水口连接水泵,所述水泵与待处理的废水管道连接;
所述处理塔的顶端设有出气孔,所述处理塔的上端侧壁上设有出水口,所述出水口通过管道连接有厌氧生物反应器,所述厌氧生物反应器内有生物填料,所述厌氧生物反应器远离管道的一端设有排水口;
在所述处理塔的内部自下而上设置有三层隔板,在每个所述隔板上开设有若干通孔,上层所述隔板上堆填有石灰石颗粒层,中层所述隔板上堆填有二氧化锰颗粒层,下层所述隔板上堆填有二氧化锰颗粒层;所述石灰石颗粒层位于所述出水口的下方,所述下层隔板位于所述污泥收集罐的上方;
在所述处理塔的中心沿轴线设置有气管,所述气管的上端延伸至所述处理塔的外部并与待处理的烟气通道连接,所述气管的下端设置有喇叭口,所述喇叭口位于下层所述隔板的下方。
优选的技术方案中,所述处理塔的上端为圆柱形。
优选的技术方案中,所述石灰石颗粒层的厚度为20~50cm。
优选的技术方案中,所述二氧化锰颗粒层的厚度为10~60cm。
优选的技术方案中,所述石灰石颗粒层中,石灰石颗粒大小为0.5~2cm。
优选的技术方案中,所述二氧化锰颗粒层中,二氧化锰颗粒大小为0.5~2cm。
优选的技术方案中,所述通孔在所述隔板上分布的密度为50~100个/m2。
优选的技术方案中,所述通孔的直径为0.2~0.6cm。
上述同时处理烟气和有机废水的装置的工作原理如下:
利用水泵将有机废水泵入处理塔中,水一直上流,从设在处理塔上端的出水口流出;同时,将烟气从气管导入到处理塔中,烟气气体从喇叭口逸出,烟气和水接触,烟气中所含的颗粒物在水中形成沉淀物,下沉到污泥收集罐中,烟气中气体向上通过带孔隔板,向上的过程中,烟气所含的硫氧化物和氮氧化物溶解于水中,和水反应生成亚硫酸和亚硝酸,依次流经下层隔板和中层隔板上的二氧化锰颗粒层时,在二氧化锰颗粒表面发生氧化还原反应,生成Mn3+离子,对有机污染物进行降解,再流经上层隔板上的石灰石颗粒层时,在石灰石颗粒表面发生氧化还原反应,对有机污染物进行二次降解,最后,被处理的有机废水和溶解的烟气流入厌氧生物反应器,经过微生物厌氧反应,含氮离子经过微生物反应被还原为氮气逸出,被处理的水可以直接排放;通入的烟气中没有溶解的部分,向上运动,到达处理塔的顶端,从出气孔逸出,主要是氧气、氮气以及水汽。当底端的排污口积聚沉积物过多,则可以打开开关阀门,排掉沉积物。
在该过程中,二氧化硫首先和水生成亚硫酸根,再和二氧化锰反应,生成硫酸根;二氧化碳和石灰石反应,生成碳酸氢钙,碳酸氢钙和硫酸根离子结合生成硫酸氢钙;二氧化氮和水生成亚硝酸,同时生成一氧化氮,这部分一氧化氮和烟气中原来含有的一氧化氮在处理塔内和氧气发生反应,生成二氧化氮,继续和水反应。生成的亚硝酸一部分被氧化为硝酸,在流动的过程中,亚硝酸和硝酸和二氧化锰、碳酸钙反应,生成二氧化碳随着其他气体逸出,水中的溶解氧浓度大大降低,有利于后续的厌氧生物处理。当石灰石颗粒层被消耗至只剩下初始的一半时,可以从出气孔添加石灰石。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
(1)本发明装置可以同时处理有机废水和燃烧烟气,处理效率高。
(2)本发明装置所用材料物美价廉,无二次污染。
(3)本发明装置结构简单,制造容易,成本低廉,适合推广应用
本发明的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现,并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
附图说明
图1是本发明的同时处理烟气和有机废水的装置的一具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下,结合附图和实施例对本发明的实施方式进行详细说明,以更清楚地理解本发明的技术内容。
如图1所示,本发明的一具体实施例中,一种同时处理烟气和有机废水的装置,包括:处理塔1,其中,
处理塔1的下端设置有倒锥形的污泥收集罐2,污泥收集罐2的底端设置有排污口3,排污口3设置有开关阀门17;
处理塔1的下端侧壁上还设置有进水口10,进水口10连接水泵11,水泵11与待处理的废水管道连接;
处理塔1的顶端设有出气孔9,处理塔1的上端侧壁上设有出水口12,出水口12通过管道13连接有厌氧生物反应器14,厌氧生物反应器14内有生物填料15,厌氧生物反应器14远离管道13的一端设有排水口16;
在处理塔1的内部自下而上设置有三层隔板6,在每个隔板6上开设有若干通孔,上层隔板6上堆填有石灰石颗粒层8,石灰石颗粒大小为0.5~2cm,中层隔板6上堆填有二氧化锰颗粒层7,二氧化锰颗粒大小为0.5~2cm,下层隔板6上堆填有二氧化锰颗粒层7,二氧化锰颗粒大小为0.5~2cm;上层隔板6及其堆填的石灰石颗粒位于出水口12的下方,下层隔板6位于倒锥形的污泥收集罐2的上方;
在处理塔1的中心沿轴线设置有气管4,气管4的上端延伸至处理塔1的外部并与待处理的烟气通道连接,气管4的下端设置有喇叭口5,喇叭口5位于下层隔板6的下方。
上述实施例中,处理塔1的上端为圆柱形。
上述实施例中,石灰石颗粒层的厚度为20~50cm。
上述实施例中,二氧化锰颗粒层的厚度为10~60cm。
上述实施例中,通孔在隔板6上分布的密度为50~100个/m2。
上述实施例中,通孔的直径为0.2~0.6cm。
上述实施例中的同时处理烟气和有机废水的装置的使用方法和工作原理如下:
利用水泵11将有机废水泵入处理塔1中,水一直上流,从设在处理塔1上端的出水口12流出;同时,将烟气从气管4导入到处理塔1中,烟气气体从喇叭口5逸出,烟气和水接触,烟气中所含的颗粒物在水中形成沉淀物,下沉到污泥收集罐2中,烟气中气体向上通过带孔隔板6,向上的过程中,烟气所含的硫氧化物和氮氧化物溶解于水中,和水反应生成亚硫酸和亚硝酸,依次流经下层隔板6和中层隔板6上的二氧化锰颗粒层7时,在二氧化锰颗粒表面发生氧化还原反应,生成Mn3+离子,对有机污染物进行降解,再流经上层隔板6上的石灰石颗粒层8时,在石灰石颗粒表面发生氧化还原反应,对有机污染物进行二次降解,最后,被处理的有机废水和溶解的烟气流入厌氧生物反应器14,经过微生物厌氧反应,含氮离子经过微生物反应被还原为氮气逸出,被处理的水可以直接排放;通入的烟气中没有溶解的部分,向上运动,到达处理塔1的顶端,从出气孔9逸出,主要是氧气、氮气以及水汽。当底端的排污口3积聚沉积物过多,则可以打开开关阀门17,排掉沉积物。
在该过程中,二氧化硫首先和水生成亚硫酸根,再和二氧化锰反应,生成硫酸根;二氧化碳和石灰石反应,生成碳酸氢钙,碳酸氢钙和硫酸根离子结合生成硫酸氢钙;二氧化氮和水生成亚硝酸,同时生成一氧化氮,这部分一氧化氮和烟气中原来含有的一氧化氮在处理塔内和氧气发生反应,生成二氧化氮,继续和水反应。生成的亚硝酸一部分被氧化为硝酸,在流动的过程中,亚硝酸和硝酸和二氧化锰、碳酸钙反应,生成二氧化碳随着其他气体逸出,水中的溶解氧浓度大大降低,有利于后续的厌氧生物处理。当石灰石颗粒层被消耗至只剩下初始的一半时,可以从出气孔9加石灰石。
上述的同时处理烟气和有机废水的装置,能够同时处理有机废水和燃烧烟气,处理效率高,并且,装置中所用到的材料物美价廉,无二次污染。
由此可见,本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明,在不背离所述原理的情况下,实施方式可作任意修改。所以,本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种同时处理烟气和有机废水的装置,包括:处理塔,其特征在于,
所述处理塔的下端设置有倒锥形的污泥收集罐,所述污泥收集罐的底端设置有排污口,所述排污口设置有开关阀门;
所述处理塔的下端侧壁上还设置有进水口,所述进水口连接水泵,所述水泵与待处理的废水管道连接;
所述处理塔的顶端设有出气孔,所述处理塔的上端侧壁上设有出水口,所述出水口通过管道连接有厌氧生物反应器,所述厌氧生物反应器内有生物填料,所述厌氧生物反应器远离管道的一端设有排水口;
在所述处理塔的内部自下而上设置有三层隔板,在每个所述隔板上开设有若干通孔,上层所述隔板上堆填有石灰石颗粒层,中层所述隔板上堆填有二氧化锰颗粒层,下层所述隔板上堆填有二氧化锰颗粒层;所述石灰石颗粒层位于所述出水口的下方,所述下层隔板位于所述污泥收集罐的上方;
在所述处理塔的中心沿轴线设置有气管,所述气管的上端延伸至所述处理塔的外部并与待处理的烟气通道连接,所述气管的下端设置有喇叭口,所述喇叭口位于所述下层隔板的下方。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述处理塔的上端为圆柱形。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述石灰石颗粒层的厚度为20~50cm。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述二氧化锰颗粒层的厚度为10~60cm。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述石灰石颗粒层中,石灰石颗粒大小为0.5~2cm。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述二氧化锰颗粒层中,二氧化锰颗粒大小为0.5~2cm。
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述通孔在所述隔板上分布的密度为50~100个/m2。
8.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述通孔的直径为0.2~0.6cm。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190726 |
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