CN210133954U - 一种处理湿法脱硫废水的连续式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种处理湿法脱硫废水的连续式反应器，适用于各类湿法脱硫废水处理工艺的技术领域，旨在解决湿法脱硫废水中CODCr超标问题，是一种集成高效的连续式反应器，为脱硫废水处理装置提供应用依据。所述连续式反应器包括连续设立的空气催化氧化一级反应区、氧化剂催化反应区、空气催化氧化二级反应区，多个反应区串联运行。所述废水进水口设置于空气催化氧化一级反应区，出水口设置于空气催化氧化二级反应区末端。通过多种氧化方式的优化组合，控制各级反应条件，提高化学反应速率，增强各区域的反应效率，实现完全氧化。以分段反应的方式，提高供氧设备的利用率，降低氧化剂的用量，节约能耗和运行成本。

Description

一种处理湿法脱硫废水的连续式反应器

技术领域

本实用新型适用于各类湿法脱硫废水处理工艺的技术领域，是一种集成高效的连续式反应器，为脱硫废水处理装置提供应用依据。

背景技术

湿法烟气脱硫工艺是工业行业中解决烟气排放污染的主要途径，具有原料来源丰富、脱硫效率高、运行可靠等特点，在全世界范围内取得了广泛的应用，但在生产运行过程中随之会产生大量脱硫废水。

脱硫废水(desulphurization waste water)，指湿法脱硫过程中排放的废水，废水中含有的杂质主要包括悬浮物、高浓度的无机盐及重金属，主要来源于烟气和脱硫剂。

随着环境问题日益加重，环保要求愈加严格，脱硫废水处理的重要性不容忽视，已成为工业设计、生产和科研中的关键问题。

现阶段国内在此方面的研究和生产还存在一些不足，主要表现为着力于此的研究机构较少；设备国产化的集成度不够；对有机污染物处理研究不够等问题。脱硫废水中，表观化学耗氧量与通常废水不同，形成化学耗氧量的主要因素不是有机物，而是还原态的无机物，主要为亚硫酸盐。该类物质既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，性质不稳定，不仅其本身会对水体形成污染，且分解后可能重新释放出SO₂。因此，脱硫废水的COD处理工艺与通常的生化处理工艺不同。亚硫酸盐的氧化是其中重要的化学过程，而曝气装置是其中的关键环节。

国内一般脱硫废水处理采用“调节pH—沉降—絮凝—澄清”的工艺流程，出水pH值、悬浮物、氟化物和重金属等指标都能达到国家规定的排放标准，但并没有解决废水中COD_Cr超标的问题。部分工程采用蒸发浓缩、反渗透浓缩法和结晶浓缩法等特殊系统处理，系统复杂，投资、运行成本高，并且对运营管理水平要求高，难以实现系统长期稳定运行。

实用新型内容

本实用新型旨在解决湿法脱硫废水COD_Cr超标问题，提供一种经济高效的处理装置。所述连续式反应器包括连续设立的空气催化氧化一级反应区、氧化剂催化反应区、空气催化氧化二级反应区，多个反应区串联运行。各个反应区侧重功效不同，空气催化氧化一级反应区发挥主要的氧化作用，将曝气和填料有机结合，通过优选填料，切割气泡，提高充氧效率，发挥催化作用，加快亚硫酸盐与氧气的反应速率，提高氧化效率，并且改善反应器内的介质流向，防止短流；串联设置氧化剂催化反应区，通过往此区域内投加氧化剂，强化氧化效果，进一步去除废水中其他还原性物质，节省药剂用量，并且消除废水中离子对反应效果的影响。废水再进入空气催化氧化二级反应区，保障完全氧化亚硫酸盐等还原性物质，降低废水COD_Cr浓度。

本实用新型通过多种氧化方式的优化组合，提高化学反应速率，增强各区域的反应效率，实现完全氧化。以分段反应的方式，提高供氧设备的利用率，降低氧化剂的用量，节约能耗和运行成本。连续式反应器将主要单元集成布置，节省中间连接管路，节省占地，降低基建投资，便于操作管理。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种处理湿法脱硫废水的连续式反应器，其特征在于，所述连续式反应器为一体化处理装置，包括连续设立的空气催化氧化一级反应区、氧化剂催化反应区、空气催化氧化二级反应区。所述废水进水口设置于空气催化氧化一级反应区，出水口设置于空气催化氧化二级反应区末端。

本实用新型所述连续式反应器的用途，用于处理湿法脱硫废水。

优选地，所述连续式反应器包括多个串联的反应区。

优选地，所述连续式反应器材质为玻璃钢，或者钢衬橡胶，或者钢衬玻璃鳞片，或者钢衬玻璃钢，或者钢衬塑等。

更优选地，所述连续式反应器是由中间隔墙分隔而成多个串联的反应区。

优选地，还包括以下特征中的任一项或多项：

1)所述处理湿法脱硫废水的连续式反应器设有三个或多个反应区，多个反应区串联布置；

2)连续式反应器实现多级反应区的有机组合；

3)每个反应区之间设有中间隔墙，隔墙上交错布置布水口，废水在各反应区内上下流动；

4)每个空气催化氧化反应区内设置曝气装置，上部空间设置填料；

5)氧化剂催化反应区内设置药剂投加装置，实现氧化剂和废水充分接触；

优选地，所述空气催化氧化一级反应区包括曝气装置，所述曝气装置为射流曝气器，或者潜水曝气机，或者散流曝气器，或者微孔曝气器。

优选地，所述空气催化氧化一级反应区包括填料，优选活性炭蜂窝填料，所述填料为悬挂式填料，或者悬浮填料。

优选地，所述氧化剂催化反应区包括药剂投加装置，采用穿孔管，用于投加氧化剂，实现均匀分配。

优选地，所述氧化剂为双氧水，或者臭氧，或者次氯酸钠。

优选地，所述空气催化氧化二级反应区与一级反应区设备配置类型相同，依据各区域处理要求，优化设备数量。

优选地，所述连续式反应器设置过程仪表接口，安装pH分析仪，检测废水pH值。

优选地，所述连续式反应器采用系统集中控制，实现自动运行。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、所述连续式反应器集空气氧化、催化氧化于一体，具有调节pH值的功能，用于处理湿法脱硫废水。

2、所述连续式反应器为一体式装置，集成程度高，适用于各种生产规模。

3、所述连续式反应器采用分段串联反应，控制各级反应条件，提高氧化速率，强化各级氧化效果。

4、所述连续式反应器将空气氧化、催化氧化有机结合，节省能耗和药耗，降低运行成本。

5、所述连续式反应器的控制设备满足就地控制和远程监控要求，实现系统自动运行，操作简单。

6、所述连续式反应器主要用于解决湿法脱硫废水中COD_Cr超标的问题，为废水直接排放或间接排放提供水质保障。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型：

图1连续式反应器工艺结构示意图；

图中Ⅰ空气催化氧化一级反应区；Ⅱ氧化剂催化反应区；Ⅲ空气催化氧化二级反应区；1进水；2出水；3射流循环泵；4曝气装置；5填料；6氧化剂；7药剂投加装置；8鼓风机。

具体实施方式

以处理国内工业废物资源化利用处置中心的烟气洗涤塔废水为例，结合附图和实施方式作以下说明：

参见图1，焚烧线烟气采用“急冷塔+干法脱酸+布袋除尘+两级湿法”进行烟气净化工艺，其中湿法脱硫工艺用于净化烟气中HCl及SO₂气体，洗涤烟气中重金属。由此产生的烟气洗涤塔废水具有高盐(氯化钠、亚硫酸钠)、含挥发性重金属(汞、砷)、高COD_Cr的性质。

湿法脱硫废水水温高，偏碱性，总溶解性固体(TDS)含量高，因亚硫酸钠含量高，造成表观COD_Cr值为108～3421mg/L，平均值为1611mg/L。采用本专利所述的连续式反应器处理该股废水，达到《污水排入城镇下水道水质标准》(DB31/445-2009)的间接排放要求，出水COD_Cr小于500mg/L。

1、设计水质水量

装置设计水量为325m3/d(13.5m3/h)，设计水质为水温60℃，pH为7～10， CODCr为2000mg/L，TDS为33000mg/L，盐含量平均在3％。

2、设计流程

烟气脱硫废水首先进入空气催化氧化一级反应区(Ⅰ)，利用射流曝气系统充氧，包括射流曝气器、射流循环泵，并辅以活性炭纤维填料，提高反应效率，氧化废水中的亚硫酸盐。经过一级反应后，再进入氧化剂催化反应区(Ⅱ)，通过投入氧化剂强化对亚硫酸盐的氧化反应，防止水中其他离子对反应效果的影响。最后通过空气催化氧化二级反应区(Ⅲ)，利用空气充氧，进行完全氧化，保证出水水质。随着氧化反应进行，水中pH值将下降，最后一级投加碱液来调节pH值。连续式反应器顶部设置尾气收集接口，收集废气集中处理。

连续式反应器的控制设备满足就地控制和远程监控要求，进水、进气管路上装设流量计，根据流量计输出的信号实现系统自动调节的要求。装设pH 测量仪表，根据pH值调整酸、碱的加药量。

3、设计参数

A.空气催化氧化一级反应区(Ⅰ)

水力停留时间：2h

标况下需氧量：660kgO2/d

平均曝气量：1090m3/h(60℃，充氧效率20％)

设备配置：

1)超声波液位计：1台

2)射流曝气器：2台，9喷嘴，材质为PP工程塑料

3)射流循环泵：3台，2用1备

4)催化填料：活性炭蜂窝填料

5)曝气鼓风机：1台，类型为空气悬浮离心鼓风机，同时供气至空气催化氧化二级反应区(Ⅲ)

B.氧化剂催化反应区(Ⅱ)

水力停留时间：1h

氧化剂投加量：1.5％

设备配置：

1)氧化剂储罐：1套，储存时间2d，材质为PE，含卸料泵

2)加药计量泵：2台，1用1备

3)穿孔管：1套

C.空气催化氧化二级反应区(Ⅲ)

水力停留时间：1h

标况下需氧量：330kgO2/d

平均曝气量：545m3/h(60℃，充氧效率20％)

设备配置：

1)超声波液位计：1台

2)pH分析仪：1台

3)射流曝气器：1台，9喷嘴，材质为PP工程塑料

4)射流循环泵：2台，1用1备

5)催化填料：活性炭蜂窝填料

4、处理效果

采用本专利所述的连续式反应器处理该湿法脱硫废水，出水CODCr小于500mg/L，达到《污水排入城镇下水道水质标准》(DB31/445-2009)的间接排放要求。

Claims (8)

1.一种处理湿法脱硫废水的连续式反应器，其特征在于，所述连续式反应器为一体化处理装置，包括连续设立的空气催化氧化一级反应区(Ⅰ)、氧化剂催化反应区(Ⅱ)、空气催化氧化二级反应区(Ⅲ)、废水进水口(1)、出水口(2)，所述废水进水口(1)设置于空气催化氧化一级反应区(Ⅰ)，出水口(2)设置于空气催化氧化二级反应区(Ⅲ)末端。

2.如权利要求1所述的连续式反应器，其特征在于，所述反应器包括三个或多个串联的反应区。

3.如权利要求2所述的连续式反应器，其特征在于，所述每个反应区之间设有中间隔墙，隔墙上交错布置布水口。

4.如权利要求1所述的连续式反应器，其特征在于，所述反应器材质为玻璃钢，或者钢衬橡胶，或者钢衬玻璃鳞片，或者钢衬玻璃钢，或者钢衬塑等。

5.如权利要求1所述的连续式反应器，其特征在于，所述空气催化氧化一级反应区(Ⅰ)和空气催化氧化二级反应区(Ⅲ)内设置曝气装置(4)，上部空间设置填料(5)。

6.如权利要求5所述的连续式反应器，其特征在于，所述曝气装置为射流曝气器，或者潜水曝气机，或者散流曝气器，或者微孔曝气器。

7.如权利要求5所述的连续式反应器，其特征在于，所述填料(5)采用悬挂布置，或者悬浮布置，采用包括但不限于活性炭蜂窝填料。

8.如权利要求1所述的连续式反应器，其特征在于，所述氧化剂催化反应区(Ⅱ)内设置药剂投加装置(7)，所述药剂投加装置(7)内置有氧化剂(6)，所述氧化剂(6)为双氧水，或者臭氧，或者次氯酸钠。

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