[发明专利]臭氧法烟气脱硫脱硝净化系统中循环水脱氮的装置及方法

说明书

技术领域

本发明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的装置及方法。

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及方法已迫在眉睫。

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的装置及方法，本发明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。

本发明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的装置，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的方法，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。