公布日：2023.08.15
申請日：2023.06.29
分類號(hào)：B01D53/78(2006.01)I;B01D53/96(2006.01)I;B01D53/60(2006.01)I;B01D53/64(2006.01)I;B01D53/68(2006.01)I;C02F1/70(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F3/
00(2023.01)I;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，包括以下步驟：(1)將污泥焚燒煙氣輸入吸收塔，并與吸收液在吸收塔內(nèi)充分混合反應(yīng)，煙氣凈化后排放，吸收液變成酸性廢水進(jìn)入下一步處理；(2)酸性廢水進(jìn)入催化鐵反應(yīng)器，在催化鐵反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)；(3)催化鐵反應(yīng)器出水直接作為吸收液返回吸收塔回用，或者進(jìn)入后續(xù)生化處理后排放。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可有效去除污泥焚燒后煙氣中的污染物和重金屬，提高后續(xù)污水生化處理的能力，并且恢復(fù)吸收液的吸收能力使其可以循環(huán)利用，從而節(jié)省大量水資源。
權(quán)利要求書
1.一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)將污泥焚燒煙氣輸入吸收塔，并與吸收液在吸收塔內(nèi)充分混合反應(yīng)，煙氣凈化后排放，吸收液變成酸性廢水進(jìn)入下一步處理；(2)酸性廢水進(jìn)入催化鐵反應(yīng)器，在催化鐵反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)；(3)催化鐵反應(yīng)器出水直接作為吸收液返回吸收塔回用，或者進(jìn)入后續(xù)生化處理后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，步驟(1)中污泥焚燒煙氣從吸收塔底部輸入，吸收液從頂部向下噴淋，液氣比為1:(5～100)，反應(yīng)時(shí)間為10-20min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，所述的液氣比為1：(8～12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，所述的吸收液為城鎮(zhèn)生活污水處理廠生化出水，其pH值為7～8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，所述的催化鐵反應(yīng)器采用固定床的形式，其中催化鐵堆積密度為100～350kg/m3，孔隙率90～99％，反應(yīng)時(shí)間為3～5h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，所述的催化鐵由鐵刨花和銅刨花組成，鐵銅質(zhì)量比為90～120:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，所述的催化鐵經(jīng)過稀鹽酸活化后裝填在催化鐵反應(yīng)器中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，所述的稀鹽酸活化是指10wt％稀鹽酸浸泡24h，除去表面的鐵銹，并用自來水反復(fù)沖洗以洗去表面的鹽酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，所述的催化鐵中的零價(jià)鐵被氧化形成亞鐵鹽，酸性廢水中H+被還原為H2；亞鐵鹽在酸性廢水pH上升和溫度下降的作用下變成結(jié)晶析出，從而去除污染物，同時(shí)，在催化鐵的作用下，廢液中重金屬、氯代有機(jī)物、硝基類難降解物質(zhì)被還原為小分子易降解物質(zhì)，使吸收液的B/C比得到提升，廢水可生化性加強(qiáng)，亞鐵鹽定期排出后回收。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，步驟(3)中后續(xù)生化處理包括懸浮填料生物膜法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，提高后續(xù)污水生化處理的能力，并且恢復(fù)吸收液的吸收能力使其可以循環(huán)利用，從而節(jié)省大量水資源，具有較為廣泛的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種利用催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的循環(huán)利用工藝，包括以下步驟：
(1)將污泥焚燒煙氣輸入吸收塔，并與吸收液在吸收塔內(nèi)充分混合反應(yīng)，煙氣凈化后排放，吸收液變成酸性廢水進(jìn)入下一步處理；
(2)酸性廢水進(jìn)入催化鐵反應(yīng)器，在催化鐵反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
(3)催化鐵反應(yīng)器出水直接作為吸收液返回吸收塔回用，或者進(jìn)入后續(xù)生化處理后排放。
進(jìn)一步地，步驟(1)中污泥焚燒煙氣從吸收塔底部輸入，吸收液從頂部向下噴淋，液氣比為1:(5–100)，反應(yīng)時(shí)間為10-20min。
更進(jìn)一步地，所述的液氣比為1：(8-12)。
進(jìn)一步地，所述的吸收液為常規(guī)城市生活污水處理廠排出的生化出水，其pH值為7～8，同時(shí)，還含有少量未經(jīng)深度處理的有機(jī)物、氨氮等，其COD一般為60mg/L左右，氨氮20mg/L左右。
進(jìn)一步地，所述的催化鐵反應(yīng)器采用固定床的形式，其中催化鐵堆積密度為100～350kg/m3，孔隙率90～99％，反應(yīng)時(shí)間為3～5h。
進(jìn)一步地，所述的催化鐵由鐵刨花和銅刨花組成，鐵銅質(zhì)量比為90～120:1。
催化鐵內(nèi)Fe與Cu構(gòu)成原電池，鐵是陽極，銅是陰極，銅的加入擴(kuò)大了兩極的電位差，電化學(xué)反應(yīng)的效率得到進(jìn)一步提高，使更多的重金屬離子及難降解的有機(jī)污染物在電極上反應(yīng)得到去除，無需曝氣，既節(jié)約了能源，又減少了鐵與水中溶解氧的反應(yīng)，鐵的損耗量大為降低。
進(jìn)一步地，所述的催化鐵經(jīng)過稀鹽酸活化后裝填在催化鐵反應(yīng)器中，填充高度為150～200cm，下端距吸收塔的進(jìn)水分布板10～20cm，上端距泥水分離器20～30cm。
進(jìn)一步地，所述的稀鹽酸活化是指10wt％稀鹽酸浸泡24h，除去表面的鐵銹，并用自來水反復(fù)沖洗以洗去表面的鹽酸。
進(jìn)一步地，所述的催化鐵中的零價(jià)鐵被氧化形成亞鐵鹽，酸性廢水中H+被還原為H2；亞鐵鹽在酸性廢水pH上升和溫度下降的作用下變成結(jié)晶析出，從而去除污染物，同時(shí)，在催化鐵的作用下，廢液中重金屬、氯代有機(jī)物、硝基類難降解物質(zhì)被還原為小分子易降解物質(zhì)，使吸收液的B/C比得到提升，廢水可生化性加強(qiáng)，亞鐵鹽定期排出后回收。
進(jìn)一步地，步驟(3)中后續(xù)生化處理包括懸浮填料生物膜法。
催化鐵處理污泥焚燒煙氣吸收液的原理：吸收了污泥焚燒煙氣中SO2和NOx等氣體后的吸收液呈現(xiàn)酸性，可以腐蝕催化鐵，將零價(jià)鐵變?yōu)?/span>Fe2+，形成硫酸亞鐵、氯化亞鐵等亞鐵鹽，從而去除吸收液中的SO2和氯化物。同時(shí)，隨著零價(jià)鐵市區(qū)電子變成亞鐵鹽，酸性吸收液中的H+得到電子被還原為H2后，吸收液的pH值升高，并且隨著吸收液溫度下降，溶液中的亞鐵鹽開始飽和并形成結(jié)晶析出。在此過程中，吸收液中的鹵代有機(jī)物、硝基類等難被降解的有機(jī)物被催化鐵還原，部分總金屬也被置換并隨著亞鐵鹽一起析出，降低了溶液的毒性，提高了吸收液的可生化性。最終的出水恢復(fù)了吸收容量，可以進(jìn)行下一步的生化處理或者直接回用至前端用于污泥焚燒的煙氣吸收。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
1、催化鐵處理煙氣吸收液，有效的降低了吸收液中的重金屬和其他難降解的有機(jī)物濃度，提高了廢水B/C比(即BOD5與CODCr的比值)，有利于吸收液后續(xù)進(jìn)行生化處理。
2、利用的污水廠生化出水具有堿度，其對煙氣的吸收屬于化學(xué)吸收，提升了煙氣吸收的效率。
3、經(jīng)過催化鐵反應(yīng)器處理后的吸收液pH值升高，恢復(fù)了煙氣吸收容量，吸收液可回用，能節(jié)省大量的水資源。
4、亞鐵鹽結(jié)晶析出后可以回收資源。
（發(fā)明人：劉杏;沈鵬飛;李旭芳;劉鳴燕;涂倩倩）
