[发明专利]基于燃煤烟气净化径流湿地系统及利用其进行烟气净化的方法

说明书

技术领域

本发明属于大气污染生态治理与修复技术领域，涉及一种针对燃煤烟气生态净化的径流湿地系统及利用该系统进行烟气净化的工艺。

背景技术

我国是以煤炭为主要能源形式的国家，煤炭在能源中的占比达到70%，因此燃煤烟气污染是重要的大气环境污染成因，是雾霾天气的祸首。随着城市化水平的提高，人们对环境质量要求也越来越高，但是2013年城市大气污染形势极为严峻，高污染的雾霾天气严重影响了人们的生活。其中大气污染物SO₂、NO_x、PM都严重超标。

传统的燃煤烟气治理技术包括：

1、烟气除尘：去除烟气中的颗粒物（PM）。（1）物理方法：在烟气尾部增加袋式除尘器；水击除尘脱硫，但是袋式除尘成本高对PM2.5没有效果，水击除尘效率低；（2）静电除尘：在烟气尾部增加静电除尘器，效率高成本高，但是对PM2.5去除效率低。

2、烟气脱硫：除去烟气中的SO₂。（1）化学方法：投加脱硫剂—干法炉内脱硫，在燃煤中按比例添加脱硫剂，在燃烧过程脱硫，但是成本高对高硫煤去除效果差。湿法脱硫：在烟气尾部增加脱硫塔，含硫烟气通过湿雾状的脱硫剂，雾状脱硫剂对SO₂形成高效化学吸收，脱硫效果好，成本高，会形成含新的含硫化合物、脱废水等后续处理问题，增加工程造价。

3、烟气脱硝：去除烟气总的氮氧化物的过程。

4、电化学方法同步脱硫脱硝：CAEB－EPS技术是利用高能电子束（0.8~1MeV）辐照烟气，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物转化成硫酸铵和硝酸铵的一种烟气脱硫脱硝技术。该技术的工业装置一般采用烟气降温增湿、加氨、电子束辐照和副产物收集的工艺流程。

以上烟气净化技术除了在烟气尾部增加的必要处理设施外还需要对净化后的烟气进行除湿等处理，降低烟气的含水率，保证烟气的抬升高度。建设和运行成本高，尤其是脱硝的运行成本极高，难以实施。为此提出径流湿地生态方法同步除尘、脱硫脱硝，CO₂减排的生态烟气净化技术。

径流湿地是污水处理的常规成熟技术，能够有效的去除水体中的N、P、COD、重金属等污染物，为了能有有效的净化烟气中的PM、SO₂、NO_x、CO₂、重金属等，燃煤烟气首先通过热交换器降温后，通过布气管道通入湿地水体中，在湿地的基质形成吸附和水体中形成有效的溶解，由于SO₂、CO₂本身都具有很好的亲水性，易溶于水，溶于水后即可以采用湿地生态净化技术，去除烟气中的污染物。同时为了提高湿地的处理效率，对湿地的基质进行改良，形成高效的基质吸附层、同时在水体中增加仿生水草，仿生水草成为微生物、藻类生长的载体材料，提高湿地系统的有效生物量，充分利用反硝化细菌、硫化细菌、藻类的附着生长特定，增加微生物的密度，提高径流湿地的处理效率。形成基质吸附同步湿地微生物同化异化作用，湿地植物吸收、分解净化烟气中的污染物。

传统用于污水处理的径流湿地，壤土、沙石等基质对烟气的各类污染物的吸收固定化效果差，水体中针对烟气中的净化的特效微生物如硫化细菌、反硝化细菌、藻类浓度低，不能有效净化烟气。故针对烟气净化的目的，对传统的径流湿地进行改良，提出了基于燃煤烟气净化径流湿地系统。

发明内容

针对传统用于污水处理的径流湿地，壤土、沙石等基质对烟气的各类特征污染物的吸收固定化效果差，水体中针对烟气中的净化的特效微生物如硫化细菌、反硝化细菌、藻类浓度低，不能有效净化烟气的功能，本发明提供了一种针对燃煤烟气净化的径流湿地系统及利用其进行径流湿地净化烟气的方法，从技术上解决了这些问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种基于燃煤烟气净化径流湿地系统，包括湿地生态系统、湿地水力系统、湿地烟气进气布气系统三个部分，其中：

所述湿地生态系统包括由坝体和底板构成的湿地、湿地基质层、湿地仿生水草填料和湿地植物，湿地主体为由坝体的坝面围成的水池，在湿地底板上铺设湿地基质层，水池内设置有湿地仿生水草填料和湿地植物；

所述湿地水力系统包括进水干管、进水水平支管组、出水水平支管组、汇水槽和排水干管，进水干管从湿地前端顶部进入，进入湿地主体后转向为与坝面平行，沿坝面伸入湿地底部，在底部转向平行于底板后与进水水平支管组相连，出水水平支管组位于湿地末端的顶部，出水水平支管组直接插入位于坝体外部的汇水槽，汇水槽与排水干管相连；