CN205820938U - 臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及环境工程废水的治理领域，特别涉及臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置。包括烟气脱氮水箱、水泵、pH计、循环水停留箱、紫外线发生管、石英套管、隔板。所述的烟气脱氮水箱经由水泵连接至循环水停留箱，所述的循环水停留箱内设有紫外线发生管、石英套管、隔板、pH计，所述的循环水停留箱回流至烟气脱氮水箱。本实用新型引入紫外线发生管，产生的光子与废水内的离子结合，生成具有强还原性的电子，利用其高的氧化还原电位，将硝酸根离子、亚硝酸根离子还原为N₂，以便回用。本实用新型无药剂的添加、无氨氮的二次污染、投资运行成本低、占地面积小、脱氮效率高。

Description

臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置

技术领域

本实用新型涉及环境工程废水的治理领域，特别涉及臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置。

背景技术

随着我国经济技术的快速发展，人民生活水平的不断提高，公众对环境质量要求也越来越高，严格控制污染物的排放，已迫在眉睫。锅炉燃烧中产生的含NOx、SOx烟气是加重环境污染的主要贡献者，特别是NOx的治理尤为棘手，目前，烟气脱硫脱硝技术当中较为先进的处理技术为臭氧法脱硫脱硝技术，其原理是利用O₃的强氧化性，将NO氧化为NO₂，再采用NaOH将其转移到水相中，烟气中的NOx得到治理，但产生大量含硝酸盐、亚硝酸盐的有毒废水，该类废水含盐量高、水量大、呈碱性，极难处理。

针对臭氧法脱硝过程中产生的这类含氮废水，有研究者认为采用蒸馏结晶法、零价铁还原法、生物处理法、化学处理法可以解决。蒸馏结晶法能够处理含硝酸盐、亚硝酸盐废水的目的，但由于循环水量大，运行成本高，且回收的盐类杂质多，残值低，还没有有效利用的方法，目前仅局限于少量工程应用。零价铁处理含氮废水的原理是，在酸性条件下，将硝酸根还原为N₂后排放，然而O₃脱硝后产生的废水为强碱性，将强碱性的废水调节为强酸性废水又要消耗大量酸性药剂，且强酸性废水再循环利用又需要再次调节PH，另外还会产生大量污泥，处理费用高昂。生物处理法的处理原理是在缺氧条件下，利用反硝化菌在降解碳源过程中同时将硝酸盐、亚硝酸盐还原为氮气的处理工艺，O₃脱硝过程中产生的废水硝酸盐及亚硝酸盐的含量较高，利用生物处理法需要培养大量反消化菌及投加有机碳源，成本极高且占地面积大，因此，生物处理法并不适用于高浓度含硝酸盐及亚硝酸盐废水的处理。化学处理法是利用水合肼、尿素等还原剂将硝酸盐氧化处理，但由于其还原效果不彻底，生成的物质中往往产生氨氮等毒性物质，后续还需要引入氨氮治理技术，增加了处理成本的同时往往还会引起二次污染。由于O₃脱硝后产生的含氮废水中硝酸盐、亚硝酸盐含量高、废水量大、碱性，使得许多脱氮技术都受到限制，目前较多的锅炉脱硫脱硝后的废水都采用直排，严重威胁了我国水资源的循环利用。因此，在推广臭氧法脱硫脱硝一体化净化系统中，研究低成本、高去除率、循环水脱氮回用的装置已迫在眉睫。

发明内容

为解决现有锅炉的臭氧法脱硫脱硝一体化净化系统中存在的高浓度含氮废水处理成本高、占地面积大、引起二次污染的难题，现提出臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置，本实用新型具有投资运行费用省、占地面积小、无二次污染、除氮效率高、循环水利用率高的特点。

本实用新型实现上述目的所采用的技术方案如下：臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置，主要包括烟气脱氮水箱、水泵、pH计、循环水停留箱、紫外线发生管、石英套管、隔板。所述的烟气脱氮水箱经由水泵连接至循环水停留箱，所述的循环水停留箱内设有紫外线发生管、石英套管、隔板、pH计，所述的循环水停留箱回流至烟气脱氮水箱。

优选的，所述的紫外线发生管采用的紫外光波长为185nm到385nm之间。

优选的，所述的紫外线发生管外设置石英套管。

优选的，所述的隔板是耐酸耐碱的不锈钢材质、或者是PPR塑料材质、或者是四氟板。

优选的，所述的隔板在循环水停留箱内采用S型排布。

臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置，其实现方案如下：

（1）烟气脱氮水箱内含有臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中产生的含氮废水；

（2）将脱氮后的废水经由水泵输送至循环水停留箱，在循环水箱内顺着隔板S型流动；

（3）循环水停留箱内，根据pH计显示的pH值，将烟气脱氮水箱内水质调节在一个范围之内；

（4）循环水停留箱内，紫外线发生管产生的光子，通过石英套管透射至循环水中，循环水内硝酸盐、亚硝酸盐被同时降解；

（5）去除了硝酸盐、亚硝酸盐的循环水回流至烟气脱氮水箱。

优选的，上述步骤（2）所述的废水在烟气脱氮水箱内S型流动，是利用了隔板的引流作用，加大了水质的停留时间，提高了循环水的脱氮效率。

优选的，上述步骤（4）所述的紫外线发生管产生的光子通过石英套管透射至循环水中，产生大量高效的电子体系，该电子体系具有强还原电位，能将硝酸盐、亚硝酸盐降解为N₂。

本实用新型的技术原理是：在臭氧法脱硫脱硝一体化净化系统中的循环水停留箱内，引入紫外线发生管，紫外线发生管发射强光子，光子与循环水内离子结合，产生强还原物质—电子，利用其高的还原电位，将硝酸根离子、亚硝酸根离子还原为氮气，以满足循环水回用的要求。

本实用新型的有益效果是：一、无药剂的添加，采用紫外线发生管产生的光子与循环水内离子结合，产生能将硝酸根、亚硝酸根离子还原为氮气的电子，无药剂的添加；二、无氨氮的二次污染，电子直接将硝酸盐还原为氮气，无氨氮等中间产物的产生，不需要后续氨氮废水处理装置；三、投资运行成本低，占地面积小；四、脱氮效率高，电子还原性强，循环水停留箱内停留时间长，能将几乎全部硝酸盐、亚硝酸盐还原为N₂，加大了循环水的利用率，减少了含氮废水的排放。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图1中，1-烟气脱氮水箱，2-进水管道，3-水泵，4-循环水停留箱，41-紫外线发生管，42-石英套管，43-隔板，44-pH计，5-循环水管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

如图1所示：本实用新型包括烟气脱氮水箱1、进水管道2、水泵3、循环水停留箱4、紫外线发生管41、石英套管42、隔板43、pH计44、循环水管道5，烟气脱氮水箱1内废水经由进水管道2后通过水泵3输送至循环水停留箱4，循环水停留箱4内pH计44将水质稳定在碱性条件下，紫外线发生管41置于石英套管42内，紫外线发生管41发射的光子通过石英套管42与废水中的离子结合，产生大量具有强还原性的电子体系，该电子体系能够将硝酸盐、亚硝酸盐降解为N₂，循环水在隔板43的引流作用下，循环水停留箱4内停留时间增加，脱氮去除率增加，降解后的水质达到循环利用的标准，最后通过循环水管道5回流至烟气脱氮水箱1。

循环水中脱氮过程涉及如下反应方程式：

R^2-+hv→R^-+e^-

NO₃ ^-+2e^-+H₂O→NO₂ ^-+2OH^-

2NO₂ ^-+4e^-+3H⁺→N₂O+3OH^-

N₂O+2e^-+H₂O→N₂+2OH^-

e^-是强还原体系，e^-通过紫外线发生管41产生的光能辐射循环水生成，硝酸盐、亚硝酸盐价态逐步降低，生成N₂O，在e^-的强还原性作用下，降解为N₂，整个脱氮过程没有氨氮等中间产物的产生，只需要消耗电能，不需要试剂的添加，也不会产生泥、氨氮等二次污染，占地面积小，投资少。

以上仅仅是对本实用新型的实施例做了简单说明，并不是对本实用新型的限制，其可以有很多的变形，任何同专业的技术人员依据本实用新型进行的变形，均认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置，其特征在于，包括烟气脱氮水箱、水泵、pH计、循环水停留箱、紫外线发生管、石英套管、隔板；所述的烟气脱氮水箱经由水泵连接至循环水停留箱，所述的循环水停留箱内设有紫外线发生管、石英套管、隔板、pH计，所述的循环水停留箱回流至烟气脱氮水箱。

2.根据权利要求1所述的臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置，其特征在于，所述的紫外线发生管采用的紫外光波长为185nm到385nm之间。

3.根据权利要求1所述的臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置，其特征在于，所述的紫外线发生管外设置石英套管。

4.根据权利要求1所述的臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置，其特征在于，所述的隔板是耐酸耐碱的不锈钢材质、或者是PPR塑料材质、或者是四氟板。

5.根据权利要求1所述的臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮装置，其特征在于，所述的隔板在循环水停留箱内采用S型排布。