臭氧脫硝工藝說明

臭氧方案細(xì)化臭氧低溫氧化脫硝工藝臭氧氧化吸收脫硝方法原理主要是利用氧化反應(yīng)和吸收反應(yīng)。氧化反應(yīng)主要是利用臭氧的強(qiáng)氧化性，將不可溶的低價(jià)態(tài)氮氧化物氧化為可溶的高價(jià)態(tài)氮氧化物，然后在洗滌塔內(nèi)將氮氧化物吸收，達(dá)到脫除的目的。該脫硝系統(tǒng)在不同的NOx等污染物濃度和比例下，可以同時(shí)高效率脫除煙氣中的NOx、二氧化硫和顆粒物等污染物，同時(shí)還不影響其他污染物控制技術(shù)，是傳統(tǒng)脫硝技術(shù)的一個(gè)高效補(bǔ)充或替代技術(shù)。按照O3對于NOx復(fù)雜的氧化反應(yīng)過程，實(shí)際上最后通過N的價(jià)態(tài)變化體現(xiàn)出來，主要的反應(yīng)如下：2NO+3O3=N2O5+3O22NO2+O3=N2O5+O2NO+O3=NO2+O2與氣相中的其他化學(xué)物質(zhì)如CO、SO2等相比，NOx可以很快地被臭氧氧化，這就使得NOx的臭氧氧化具有很高的選擇性。因?yàn)闅庀嘀械腘Ox被轉(zhuǎn)化成溶于水溶液的離子化合物，這就使得氧化反應(yīng)更加完全，從而不可逆地脫除了NOx，而不產(chǎn)生二次污染。經(jīng)過氧化反應(yīng)，加入的臭氧被反應(yīng)所消耗，過量的臭氧可以在噴淋塔中分解。除了NOx之外，一些重金屬，如汞及其他重金屬污染物也同時(shí)被臭氧所氧化。煙氣中高濃度的粉塵或固體顆粒物不會影響到NOx的脫除效率。吸收反應(yīng)主要是被臭氧氧化成成高價(jià)態(tài)的氮氧化物在噴淋塔中被吸收液吸收，形成硝酸鹽去除。吸收液資源化，脫硫脫硝液、渣經(jīng)強(qiáng)氧化，固液分離，溶液可蒸發(fā)結(jié)晶為復(fù)鹽，無二次污染。脫硫液中硝酸鹽經(jīng)與石膏及其他鹽類混合結(jié)晶，經(jīng)脫水隨脫硫渣一同去除，脫硫廢液經(jīng)過中和-沉淀-澄清去除重金屬鹽類后，一部分用于制漿，一部分用于生產(chǎn)沖渣用水，全部循環(huán)使用，不經(jīng)外排。改性濾料爐渣吸附重金屬及硝酸鹽類處理后無害化處理作為建筑材料，用來廠區(qū)修路，以及外銷用作建筑材料。爐渣是電廠鍋爐、各種工業(yè)及民用鍋爐,爐窯燃燒煤炭后排出的固體廢棄物。由于煤炭在燃燒過程中進(jìn)入大量空氣,冷卻后又逃逸,導(dǎo)致生成的爐渣形成多孔結(jié)構(gòu)。爐渣中含有的多種堿性氧化物(cao協(xié)LO3等)在與脫硫廢水接觸后能溶出部分堿性物,因而對脫硫廢水中的硝酸鹽、重金屬、懸浮物電廠爐渣的吸附性能非常好，鍋爐每天產(chǎn)生的爐渣xx噸，具備吸附處理脫硫脫硝廢水80噸的能力，我方脫硫系統(tǒng)每天出渣濾液月xx噸小于爐渣處理水量，中和絮凝沉淀后約xx噸用制漿，xx噸用于沖渣，爐渣吸收帶走xx的水分，經(jīng)爐渣炭粒吸附去除重金屬硝酸鹽及重金屬離子后的沖渣水經(jīng)過沉淀澄清后，用于煤場加濕，實(shí)現(xiàn)污水零排和節(jié)約用水的雙贏。臭氧低溫氧化脫硝技術(shù)特點(diǎn)是“十一五”、“十二五”以來，在國家相關(guān)科技計(jì)劃的資助下，我國在臭氧發(fā)生器放電結(jié)構(gòu)和放電介質(zhì)的設(shè)計(jì)研究、大功率變頻諧振電源與臭氧發(fā)生器的參數(shù)研究、整體結(jié)構(gòu)和放電管模塊化結(jié)構(gòu)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)研究、冷卻系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)以及臭氧發(fā)生系統(tǒng)的可靠性分析等方面取得重要進(jìn)展，大幅提高了大型臭氧發(fā)生器的制造水平，使裝置具有高效率、低能耗、體積小、壽命長、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、價(jià)格低等顯著優(yōu)點(diǎn)。全套臭氧氧化脫硝工藝系統(tǒng)簡單，容易在原有脫硫塔基礎(chǔ)上改造并實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝同時(shí)進(jìn)行;脫硝效率高(可達(dá)90%以上);根據(jù)煙氣中氮氧化物的實(shí)時(shí)監(jiān)測，可實(shí)現(xiàn)氧化劑(臭氧)投加量的精確控制，使系統(tǒng)的運(yùn)行效率不受鍋爐運(yùn)行狀態(tài)影響;系統(tǒng)運(yùn)行溫度低，可實(shí)現(xiàn)低溫脫硝處理;系統(tǒng)運(yùn)行效率不隨運(yùn)行時(shí)間增加而下降，大大減少脫硝系統(tǒng)的停機(jī)檢修時(shí)間;臭氧的氧化能力也能實(shí)現(xiàn)對煙氣中其它有害成分(如汞)的氧化脫除，能滿足將來越來越嚴(yán)的環(huán)保要求。還原法煙氣脫硝技術(shù)還原法脫硝技術(shù)按照脫除原理可以分為催化還原SCR、非催化還原SNCR等。1.3爐渣被水浸泡、淋洗后的部分化學(xué)特性

爐渣在被水（pH=7.0）浸泡、淋洗后，水中pH值變化和鋁的溶出量見表3、表4[4]和表5[5]。2爐渣處理廢水機(jī)理爐渣去除工業(yè)廢水中污染物的過程較復(fù)雜，與其物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分，廢水性質(zhì)(pH值、有機(jī)物組成等）等因素有關(guān)。根據(jù)目前的有關(guān)資料，爐渣處理廢水的主要機(jī)理為吸附、中和及絮凝沉降作用。2.1吸附過濾作用

爐渣具有多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率達(dá)50%－60%，比表面積較大，表面能高，爐渣中含有的殘?zhí)窟_(dá)10%－30%，這些殘?zhí)烤哂谢钚蕴康男再|(zhì)，因此爐渣對工業(yè)廢水中的有機(jī)物、重金屬、懸浮物具有較強(qiáng)的物理和化學(xué)吸附作用。表6為爐渣對某些廢水中污染物的吸附情況[5-7]。2.2中和作用

爐渣中含有的CaO，MgO，F(xiàn)e2O3，Al2O3，K2O，Na2O等堿性氧化物被水浸泡后進(jìn)入廢水中，能提高廢水的堿度，可用來中和酸性廢水的酸度，這在處理酸性除塵脫硫脫硝廢水，酸性礦井廢水以及某些酸性重金屬廢水方面有較好的效果。2.3絮凝沉降作用

爐渣在被中性水浸泡35－65min后，被溶出的鋁達(dá)到22.5－53mg／L。鋁在水中形成的氫氧化物是良好的絮凝劑，能對廢水中有機(jī)物硝酸鹽類、重金屬、懸浮物起絮凝作用，加強(qiáng)其澄清沉降效果，此外爐渣中的部分無機(jī)粉塵對廢水也有混凝作用。3爐渣在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用3.1對印染廢水的處理

印染廢水的特點(diǎn)是水質(zhì)復(fù)雜，含各種有機(jī)物濃度高，堿度大、色度大。近年來紡織行業(yè)不斷改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高紡織物印染性能，帶來印染廢水中難生物降解物質(zhì)日益增多。爐渣所具有的對廢水吸附和中和性能特別適宜對印染廢水中染料、漿料、助劑、色度、堿度等進(jìn)行吸附處理。表7[8-11]為國內(nèi)部分印染廠采用爐渣吸附處理印染廢水實(shí)例。3.2對脫硫脫硝廢水的處理

脫硫脫硝廢水是較難處理的難生物降解廢水，與印染廢水相比，染料生產(chǎn)廢水不僅成分復(fù)雜，而且各種污染物濃度更高。國內(nèi)一些研究者研究了利用爐渣來處理脫硫脫硝廢水。用爐渣直接過濾脫硫脫硝廢水，廢水中色度，COD，SS，S，胺基物和硝態(tài)氮去除率分別達(dá)94%，73.7%，78.5%，25%，9.4%和25.5%。如在爐渣中摻人少量粉煤灰和焦渣，在過濾廢水大于爐渣體積16.7倍情況下，對廢水中硝態(tài)氮和胺基物去除率在70%以上[12]；孫華研究了利用爐渣處理含硝氮、酞菁的廢水，在進(jìn)水ρ（COD）為251mg／L時(shí)，處理效率為44.3%，脫色率為50%[13]。3.3對制藥廢水的處理

制藥廢水不論是中藥廢水還是化學(xué)制藥廢水都是含有機(jī)物和各種化學(xué)物質(zhì)較多的工業(yè)廢水，特別是抗菌素廢水，每升廢水中含COD高達(dá)數(shù)萬毫克，是當(dāng)前國內(nèi)外都較難處理的一類工業(yè)廢水。表8[14-16]為國內(nèi)部分制藥廠（含中藥廠和化學(xué)制藥廠）利用爐渣處理制藥廢水的情況。3.4對造紙廢水的處理

同秀芝[17]等利用爐渣處理再生紙廢水，處理工藝為爐渣吸附-化學(xué)混凝沉淀，經(jīng)爐渣吸附過濾后的廢水，其水質(zhì)色度，SS，COD和BOD去除率分別達(dá)41.5%，29.6%，32.6%和30.3%。3.5對鍋爐濕法除塵廢水的處理

鍋爐濕法除塵廢水的特征是pH值低（pH=2－4），含大量懸浮物，要達(dá)到除塵廢水回用目的，需除去廢水中過高的酸度和懸浮物。表9[18]為國內(nèi)廠家利用爐渣處理鍋爐除塵廢水情況。3.6爐渣對其它工業(yè)廢水處理

爐渣直接過濾吸附二藝適用于許多工業(yè)廢水凈化處理，如對再生膠廢水，化工硝基廢水。制革廢水等。4影響爐渣處理效果因素4.1爐渣的粒徑和比表面積

爐渣的粒徑越小，同樣體積的爐渣比表面積越大，與廢水接觸面積也越大，對廢水的吸附效果也越好。因此對于鏈條爐和一些老式鍋爐爐渣（多呈塊狀）在一定條件下可將其打碎篩選后使用，而對于沸騰爐的爐渣可不需篩選直接用于廢水處理。4.2爐渣的化學(xué)成分

如果爐渣化學(xué)組分中，SiO2及Al2O3等活性物含量高，則有利于化學(xué)吸附。CaO的含量對爐渣處理效果有一定影響，當(dāng)爐渣中CaO含量較低時(shí)，應(yīng)投加一定量的石灰對爐渣進(jìn)行改性，提高爐渣處理廢水能力。4.3

廢水pH值

爐渣對于pH值較低的酸性工業(yè)廢水處理效果較好，這主要由于爐渣含堿性物質(zhì)，爐渣在處理這類廢水時(shí)既起到了吸附作用也起到了中和作用。例如爐渣處理硝基苯工業(yè)廢水，pH值是影響其吸附效果的主要因素，當(dāng)廢水pH值從1上升到3時(shí)，爐渣對硝基苯廢水中COD和NB吸附效果由42%－74%和9%－27%下降到10%－31%和1.5%－16%。4.4溫度影響

一般來說，爐渣處理廢水，溫度越低處理效果越好。4.5污染物濃度影響

爐渣處理合重金屬離子的工業(yè)廢水，對于低濃度的工業(yè)廢水，處理效果較好。如含Cr3+和Pb2+的廢水，在ρ（Cr3+）＜10mg／L，ρ（Pb2+）＜50mg/L時(shí)，經(jīng)爐渣吸附能使廢水很快達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而對于較高濃度的Cr3+、Pb2+、廢水，需加大爐渣量或采用絮凝沉淀法后再用爐渣吸附工藝處理。吸附去除硝態(tài)氮由于吸附設(shè)計(jì)簡單，操作方便，通常被用于去除廢水中不同類型的有機(jī)物和無機(jī)物．吸附技術(shù)目前已成功應(yīng)用于去除氟離子、硝酸根離子、溴離子、高氯酸根離子．需要注意的是吸附劑的選擇對達(dá)到理。山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）２０１４年想去除率非常重要．目前去除水中硝氮的吸附劑主要分以下幾類：碳基吸附劑、天然礦物吸附劑、農(nóng)業(yè)廢物類吸附劑、工業(yè)廢物類吸附劑、生物吸附劑等，見表２．表２去除硝態(tài)氮的吸附劑名稱種類碳基吸附劑粉末活性炭、碳布、碳納米管、ＺｎＣｌ２改性活性炭、鐵氧化物分散活性炭纖維天然礦物吸附劑粘土、沸石、海泡石農(nóng)業(yè)廢物吸附劑甘蔗渣、稻殼、椰子殼、麥桿、杏子殼、甜菜渣工業(yè)廢物吸附劑粉煤灰、赤泥、爐渣生物吸附劑中國蘆葦、竹粉、殼聚糖其中類滑石類吸附劑和改性殼聚糖以及對硝酸根的去除率相對于其它吸附劑最高，可以達(dá)到３0～100mｇ/ｇ農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)過表面修飾后也能達(dá)到可觀的效果（如負(fù)載Ｚｎ的甘蔗渣、化學(xué)修飾的甜菜渣能達(dá)到30～60ｍg／ｇ）一些工業(yè)廢棄物對硝氮吸附去除也有很大潛力，如爐渣（２0～6０ｍｇ／ｇ）5結(jié)語爐渣是一種良好的吸附介質(zhì)，對工業(yè)廢水中的有機(jī)物，重金屬離子、鹽類、懸浮物（SS）、酸性物、色度有良好的吸附和中和能力，可用于工業(yè)廢水的前處理和深度處理，并可在一定程度上代替活性炭，因而可降低工業(yè)廢水處理費(fèi)用，吸附飽和后的爐渣可進(jìn)焚燒爐焚燒，以消除二次污染。吸附去除硝態(tài)氮由于吸附設(shè)計(jì)簡單，操作方便，通常被用于去除廢水中不同類型的有機(jī)物和無機(jī)物．吸附技術(shù)目前已成功應(yīng)用于去除氟離子、硝酸根離子、溴離子、高氯酸根離子．需要注意的是吸附劑的選擇對達(dá)到理。山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）２０１４年想去除率非常重要．目前去除水中硝氮的吸附劑主要分以下幾類：碳基吸附劑、天然礦物吸附劑、農(nóng)業(yè)廢物類吸附劑、工業(yè)廢物類吸附劑、生物吸附劑等，見表２．表２去除硝態(tài)氮的吸附劑名稱種類碳基吸附劑粉末活性炭、碳布、碳納米管、ＺｎＣｌ２改性活性炭、鐵氧化物分散活性炭纖維天