CN113582426A - 电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，具有吹脱罐、氨回收塔、尾气吸收箱、曝气风机以及吸风机，根据吹脱原理，将经过传统三联箱工艺处理后的脱硫废水，利用电厂低成本的自发电，并采用锅炉定连排疏水的余热作为加热源，脱除下来的氨气进行两级回收，回收后的氨水直接用于电厂脱硝。该工艺方法通过脱氨装置、收氨装置、尾气收集装置，将经过传统工艺处理后的脱硫废水中存在的氨氮去除并进行回收利用，特别适用于氨氮含量较高的脱硫废水，使得污水氨氮指标满足污水纳管标准，并将脱除下来的氨氮进行了资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及脱硫废水处理工艺的技术领域，尤其是一种电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法。
背景技术
目前电厂常规的脱硫废水处理工艺为三联箱工艺，工艺原理是CaO调pH→Na2S沉淀→PFS絮凝→助凝→沉淀，该工艺并未考虑对氨氮的去除,导致出水中氨氮指标偏高，常常会超过150mg/L，严重时甚至达到3000mg/L，无法达到污水纳管标准(小于35mg/L)。
脱硫废水水质一般呈酸性(pH为4～6),含有大量的悬浮物、氨氮、重金属污染物以及Ca2+、Mg2+、F-、SO42-、Cl-、S2-等，若脱硫废水无法达标排放将会存在较大的环保风险。电厂燃煤锅炉脱硝喷氨，在实际运行中，存在运行工况或脱硝装置喷氨不均匀等问题，为确保电厂锅炉烟气排放满足超低排放要求，常常会发生过量喷氨的情况，造成烟气中氨逃逸大，脱硝后逃逸的氨会随烟气进入脱硫吸收塔被洗涤，最终进入脱硫废水，从而导致较多电厂脱硫废水中氨氮超标。现有用来水处理的方法有化学沉淀法、折点氯化法和常规吹脱法。
化学沉淀法是往水中投加某种化学药剂(如镁化物和磷酸或磷酸氢盐，一般选用氯化镁和磷酸氢二钠)，与水中的溶解性物质发生反应，生成难溶于水的盐类，形成沉渣易去除，从而降低水中溶解性物质的含量。当在含有NH4+的废水中加入PO43-和Mg2+离子时，会生成难溶于水的MgNH4PO4沉淀物，从而达到去除水中氨氮的目的，废水中氨氮浓度小于900mg/L时，去除率在90％以上。然而，化学沉淀法的处理成本较高，其一般作为高浓度的氨氮废水的预处理，低浓度氨氮废水也可以处理，但该法向废水中加入了PO43-，易造成二次污染。由于受磷酸铵镁溶度积的限制，废水中的氨氮达到一定浓度后，再投入药剂量，则去除效果不明显，且会使投入成本大大增加，因此化学沉淀法需与其它适合深度处理的方法配合使用，药剂使用量大，产生的污泥较多，处理成本偏高，投加药剂时引人的氯离子和余磷易造成二次污染。
折点氯化法是利用在水中的氨与氯反应生成氮气而将水中氨去除的化学处理法，当将氯气通入废水中达到某一点时，水中游离氯含量较低，而氨的浓度降为零，氯气通入量超过该点时，水中游离氯的量就会增加，因此称该点为折点，该状态下的氯化称为折点氯化，折点氯化法的适用范围为氨氮废水浓度低于40mg/L的情形，因此折点氯化法多用于氨氮废水的深度处理。然而折点氯化法中的液氯安全使用和贮存要求高，且处理成本也较高。若用次氯酸或二氧化氯发生装置代替液氯，会更安全且运行费用可以降低，但目前国内的氯发生装置的产氯量太小，且价格昂贵，因此折点氯化法一般适用于给水的处理，不太适合处理大水量高浓度的氨氮废水，另外经氯化处理后的出水中留有余氯，还须进一步脱氯处理，副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。
常规吹脱法是首先将废水调节至碱性，然后在汽提塔中通入空气或蒸汽，通过气液接触将废水中的游离氨吹脱至大气中。通入蒸汽，可升高废水温度，从而提高一定pH值时被吹脱的氨的比率。低浓度废水通常在常温下用空气吹脱，而炼钢、石油化工、化肥、有机化工有色金属冶炼等行业的高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。但是，常规吹脱法的能耗大，且存在二次污染的问题，吹脱效率影响因子多，不容易控制，吹脱效率一般只有60％～70％，特别是温度影响比较大，低温下的吹脱效率会大大降低，对废水提温需要引入蒸汽，额外增加能耗，没有回收氨的环节，直接排放到大气中，造成大气污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，通过脱氨装置、收氨装置、尾气收集装置，将经过传统工艺处理后的脱硫废水中存在的氨氮去除并进行回收利用，特别适用于氨氮含量较高的脱硫废水，使得污水氨氮指标满足污水纳管标准，并将脱除下来的氨氮进行了资源化利用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，具有吹脱罐、氨回收塔、尾气吸收箱、曝气风机以及吸风机，根据吹脱原理，将经过传统三联箱工艺处理后的脱硫废水，利用电厂低成本的自发电，并采用锅炉定连排疏水的余热作为加热源，脱除下来的氨气进行两级回收，回收后的氨水直接用于电厂脱硝。
进一步具体地限定，上述技术方案中，将经过传统三联箱法处理后的脱硫废水用提升泵送至吹脱罐内，通过加碱***，将吹脱罐内废水PH值调整至碱性，使废水中的氨离子向氨转化，使其主要以游离氨形态存在。
进一步具体地限定，上述技术方案中，所述吹脱罐底部装有加热盘管，加热源取自电厂的锅炉定连排疏水，利用锅炉定连排疏水的热量来加热废水，通过对废水温度的提升。
进一步具体地限定，上述技术方案中，所述吹脱罐底部设置有曝气管路，曝气管路上布置多个细小孔径的曝气口，曝气口与曝气风机之间设有止回阀，防止吹脱罐内液体倒灌至曝气风机，通过吹脱罐外部的曝气风机来对吹脱罐内废水进行鼓吹曝气，经过持续的气液接触，将废水中的游离氨从废水中吹脱出来，从而达到去除废水中氨氮的目的。
进一步具体地限定，上述技术方案中，废水中吹脱出来的氨气通过吹脱罐顶部设置的第一收集管路，排至氨回收塔。
进一步具体地限定，上述技术方案中，所述氨回收塔内预先通过补水***，放置一定量的清水，作为氨气回收吸收液，氨回收塔的进氨气口布置在塔中部区域，控制清水液位低于该进气口，防止氨气通流不畅。
进一步具体地限定，上述技术方案中，在氨回收塔外设置有两台循环泵，氨回收塔的内顶部布置有两层喷淋装置，一台循环泵对应一层喷淋装置，通过循环泵将氨回收塔内清水打至喷淋装置，喷淋装置上布置有多个喷嘴，当清水经过循环泵升压，克服管道阻力和高程阻力后，利用清水的余压，通过喷嘴进行机械雾化，清水吸收液将被分散成细小的液滴，并覆盖氨回收塔的整个断面，这些液滴在与吹脱罐脱除出来的氨气发生逆流接触，当氨气与吸收液发生接触后，将迅速溶于吸收液内，实现了脱除后的氨气的收集。
进一步具体地限定，上述技术方案中，所述吹脱罐脱除下的氨气经过氨回收塔吸收后，余气通过氨回收塔顶部的第二收集管路，经过吸风机，排至尾气吸收箱，进行第二步氨气收集，尾气吸收箱内预先放置清水，吸风机出口管路埋入在清水液位下部，吸风机排出的余气，经过清水吸收液进一步吸收后，尾气通过尾气吸收箱上方排气管路排放。
进一步具体地限定，上述技术方案中，所述吹脱罐内废水经过脱氨后，定期分析水样，由废水氨氮含量的数据来决定吹脱时间，待废水脱除后的水质氨氮指标满足排放标准后，将处理后的废水打至中和池，加盐酸进行调节至中性，而后进行达标排放。
进一步具体地限定，上述技术方案中，所述氨回收塔和尾气吸收箱内的清水吸收液，随着运行处理时间的延长，含氨浓度会逐步上升，最终将变为氨水，根据含氨量情况，及时将氨水通过提升泵打至锅炉脱硝配料***，重新补入清水后，恢复整套装置的运行，期间需停运曝气风机、循环泵和吸风机。
本发明的有益效果是：本发明提供的电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，处理工艺简单可靠，运行成本低廉(用电成本低，采用电厂废弃的余热作为加热源)；脱除后的氨水作为电厂脱硝用，避免污染，实现最大资源化利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的流程图；
图2是吹脱罐的结构示意图；
图3是氨回收塔的结构示意图；
图4是尾气吸收箱的结构示意图。
图中的标号为：1、吹脱罐；2、氨回收塔；3、尾气吸收箱；4、曝气风机；5、吸风机；6、循环泵；7、提升泵；8、加热盘管；9、曝气管路；10、曝气口；11、第一收集管路；12、喷嘴；13、第二收集管路；14、出口管路；15、排气管路。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
该电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，整体可分为脱氨和氨回收两个部分，其中的脱氨部分主要用于去除脱硫废水中的氨氮，达到满足环保排放指标的目的；氨回收部分主要用于将脱出的氨气收集，防止产生二次污染，形成的氨水直接用于电厂脱硝，达到资源化利用的目的。需要说明的是：最后排放到大气中的尾气中，主要为空气成份，含有极少量的游离态的氨，但浓度小于1mg/m3。
该电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法具有吹脱罐1、氨回收塔2、尾气吸收箱3、曝气风机4及吸风机5等。其中，吹脱罐1的容积为150～200m3，吹脱罐1内废水的体积为80～100m3；氨回收塔2的容积为100～150m3，氨回收塔2内清水的体积为50～80m3；尾气吸收箱3的容积为30～50m3，尾气吸收箱3内的清水体积为15～25m3。曝气风机4的型号为BK6008，功率为22KW，风量为980m3/h，风压为70KPa；吸风机5的型号为4.5A离心式吸风机，功率为7.5KW，出口风压为2KPa；循环泵的型号为200HSW-30，流量为350t/h，扬尘为30m，功率为55KW。吹脱罐1采用碳钢防腐，氨回收塔2、尾气吸收箱3以及它们相互之间的管路均采用玻璃钢材质。
将经过传统三联箱法处理后的脱硫废水用提升泵7送至吹脱罐1内，输送完成后，通过加碱***，将罐内废水PH值调整至碱性(PH值为10～12)，使废水中的氨离子向氨转化，使其主要以游离氨形态存在。吹脱罐1底部装有加热盘管，加热源取自电厂的锅炉定连排疏水，利用锅炉定连排疏水的热量来加热废水，通过对废水温度的提升，可以确保对氨氮的脱除效率。需要说明的是：加热盘管8不需要外界加热装置对其进行加热，只是通过锅炉定连排疏水的热量来加热，电厂锅炉运行中定连排疏水是连续产生的，一般是直接排放，热量不回收，这里利用该疏水的热量，根据废水温度来调整定连排疏水阀门，通过调整疏水流量来控制废水的温度，确保水温大于25℃，加热盘管由304不锈钢制成。吹脱罐1底部设置有曝气管路9，曝气管路9上布置多个细小孔径的曝气口10，曝气口10与曝气风机4之间设有止回阀，防止罐内液体倒灌至曝气风机4，通过罐外部的曝气风机4来对罐内废水进行鼓吹曝气，经过持续的气液接触，将废水中的游离氨从废水中吹脱出来，从而达到去除废水中氨氮的目的。曝气风机4与曝气管路9的连接管路上设置有蝶阀和止回阀，蝶阀靠近曝气风机4，止回阀靠近曝气管路9。
废水中吹脱出来的氨气通过吹脱罐1顶部设置的第一收集管路11，排至氨回收塔2。氨回收塔2作为第一级氨气回收装置，绝大部分的氨气由其进行回收。利用氨气极易溶于水的特性，氨回收塔2内预先通过补水***，放置一定量的清水，作为氨气回收吸收液，氨回收塔2进氨气口布置在塔中部区域，控制清水液位低于该进气口，防止氨气通流不畅。需要说明的是：之所以将进氨气口布置在氨回收塔2中部区域，是因为氨回收塔2下部需存有一定高度的吸收液，以确保循环泵的汽蚀余量，同时氨回收塔2上部(即液面以上)需留有一定距离，以保证氨气上升时逆流与吸收液的混合时间，确保混合吸收效果。另外，需要说明的是：未投运循泵时，清水液位低于进氨气口底部0.3～0.5米，以此为液位控制标准。
在氨回收塔2外设置有两台循环泵6，塔内顶部布置有两层喷淋装置，一台循环泵6对应一层喷淋装置。通过循环泵6将塔内清水打至喷淋装置，喷淋装置上布置有多个喷嘴12，当清水经过循环泵6升压，克服管道阻力和高程阻力后，利用清水的余压，通过喷嘴12进行机械雾化，清水吸收液将被分散成细小的液滴，并覆盖氨回收塔2的整个断面，这些液滴在与吹脱罐1脱除出来的氨气发生逆流接触，由于氨气具有极易溶于水的特性，当与吸收液发生接触后，将迅速溶于吸收液内，这样就实现了脱除后的氨气的收集。
由于经氨回收塔2处理后，可能会有少量的氨逃逸，本装置后续设置有尾气吸收箱3，作为第二级氨气回收装置。吹脱罐1脱除下的氨气经过氨回收塔2吸收后，余气通过氨回收塔2顶部的第二收集管路13，经过吸风机5，排至尾气吸收箱3，进行第二步氨气收集，尾气吸收箱3内预先放置一定量的清水，吸风机5出口管路14埋入在清水液位下部(吸风机5的出口管路14的底端与尾气吸收箱3的底部位置差最好控制在0.5～0.8米)，吸风机5排出的余气，经过清水吸收液进一步吸收后，尾气通过尾气吸收箱3上方排气管路15排放，经过二级回收，确保最终排放的尾气达到环保要求，不产生二次污染。
运行中可根据吹脱罐1内氨气的脱除量和氨回收塔2处理后氨气逃逸量情况，选择循环泵6和喷淋装置投用一套还是两套，保持一定的液气比，确保氨气的回收效率。需要说明的是：当喷淋装置为两套时，两层喷淋装置的间距为0.8～1.0米，以保证最上层投用后，喷嘴12出口吸收液的雾化效果，液气比的数值范围是150～200。氨回收塔2与喷淋装置之间的连接管路上设置有蝶阀和止回阀，循环泵6位于蝶阀和止回阀两者之间，蝶阀靠近氨回收塔2的底部，止回阀靠近喷淋装置。
吹脱罐1内废水经过脱氨后，定期分析水样，由废水氨氮含量的数据来决定吹脱时间(当废水中的氨氮含量小于35mg/L后，停止吹脱。)，待废水脱除后的水质氨氮指标满足排放标准后(污水处理厂的纳管标准是小于35mg/L)，将处理后的废水打至中和池，加盐酸进行调节至中性(PH值6～9)，而后进行达标排放。氨回收塔2和尾气吸收箱3内的清水吸收液，随着运行处理时间的延长，含氨浓度会逐步上升，最终将变为氨水，根据含氨量情况，及时将氨水通过提升泵7打至锅炉脱硝配料***，当含氨量在10～15％区间范围内时，就可以将氨水通过提升泵7打至锅炉脱硝配料***，重新补入清水后，恢复整套装置的运行，期间需停运曝气风机4、循环泵6和吸风机5。如此，便实现了氨水的资源化利用，不会对环境造成污染。
该电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，根据吹脱原理，将经过传统三联箱工艺处理后的脱硫废水，利用电厂低成本的自发电，并采用锅炉定连排疏水的余热作为加热源，脱除下来的氨气进行两级回收，回收后的氨水直接用于电厂脱硝。该装置具有运行可靠、工艺简单、设备投资低、处理成本不高、实现电厂余热回收、减少电厂脱硝用氨外采购量等优点。该电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，处理工艺简单可靠，运行成本低廉(用电成本低，采用电厂废弃的余热作为加热源)；脱除后的氨水作为电厂脱硝用，避免污染，实现最大资源化利用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，其特征在于：具有吹脱罐(1)、氨回收塔(2)、尾气吸收箱(3)、曝气风机(4)以及吸风机(5)，根据吹脱原理，将经过传统三联箱工艺处理后的脱硫废水，利用电厂低成本的自发电，并采用锅炉定连排疏水的余热作为加热源，脱除下来的氨气进行两级回收，回收后的氨水直接用于电厂脱硝。
2.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，其特征在于：将经过传统三联箱法处理后的脱硫废水用提升泵(7)送至吹脱罐(1)内，通过加碱***，将吹脱罐(1)内废水PH值调整至碱性，使废水中的氨离子向氨转化，使其主要以游离氨形态存在。
3.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，其特征在于：所述吹脱罐(1)底部装有加热盘管(8)，加热源取自电厂的锅炉定连排疏水，利用锅炉定连排疏水的热量来加热废水，通过对废水温度的提升。
4.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，其特征在于：所述吹脱罐(1)底部设置有曝气管路(9)，曝气管路(9)上布置多个细小孔径的曝气口(10)，曝气口(10)与曝气风机(4)之间设有止回阀，防止吹脱罐(1)内液体倒灌至曝气风机(4)，通过吹脱罐(1)外部的曝气风机(4)来对吹脱罐(1)内废水进行鼓吹曝气，经过持续的气液接触，将废水中的游离氨从废水中吹脱出来，从而达到去除废水中氨氮的目的。
5.根据权利要求4所述的电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，其特征在于：废水中吹脱出来的氨气通过吹脱罐(1)顶部设置的第一收集管路(11)，排至氨回收塔(2)。
6.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，其特征在于：所述氨回收塔(2)内预先通过补水***，放置一定量的清水，作为氨气回收吸收液，氨回收塔(2)的进氨气口布置在塔中部区域，控制清水液位低于该进气口，防止氨气通流不畅。
7.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，其特征在于：在氨回收塔(2)外设置有两台循环泵(6)，氨回收塔(2)的内顶部布置有两层喷淋装置，一台循环泵(6)对应一层喷淋装置，通过循环泵(6)将氨回收塔(2)内清水打至喷淋装置，喷淋装置上布置有多个喷嘴(12)，当清水经过循环泵(6)升压，克服管道阻力和高程阻力后，利用清水的余压，通过喷嘴(12)进行机械雾化，清水吸收液将被分散成细小的液滴，并覆盖氨回收塔(2)的整个断面，这些液滴在与吹脱罐(1)脱除出来的氨气发生逆流接触，当氨气与吸收液发生接触后，将迅速溶于吸收液内，实现了脱除后的氨气的收集。
8.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，其特征在于：所述吹脱罐(1)脱除下的氨气经过氨回收塔(2)吸收后，余气通过氨回收塔(2)顶部的第二收集管路(13)，经过吸风机(5)，排至尾气吸收箱(3)，进行第二步氨气收集，尾气吸收箱(3)内预先放置清水，吸风机(5)出口管路(14)埋入在清水液位下部，吸风机(5)排出的余气，经过清水吸收液进一步吸收后，尾气通过尾气吸收箱(3)上方排气管路(15)排放。
9.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，其特征在于：所述吹脱罐(1)内废水经过脱氨后，定期分析水样，由废水氨氮含量的数据来决定吹脱时间，待废水脱除后的水质氨氮指标满足排放标准后，将处理后的废水打至中和池，加盐酸进行调节至中性，而后进行达标排放。
10.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水去除氨氮装置的工艺方法，其特征在于：所述氨回收塔(2)和尾气吸收箱(3)内的清水吸收液，随着运行处理时间的延长，含氨浓度会逐步上升，最终将变为氨水，根据含氨量情况，及时将氨水通过提升泵(7)打至锅炉脱硝配料***，重新补入清水后，恢复整套装置的运行，期间需停运曝气风机(4)、循环泵(6)和吸风机(5)。
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