[发明专利]处理废气和污水的方法

说明书

本发明涉及处理废气和生产肥料时的含氨污水的方法。

废物的焚烧设备、锅炉和其它类型的燃烧设备的废气根据废物的性质及燃料类型和焚烧或燃烧条件常含较高的SO_X、NO_X和其它对人、动物和家禽有潜在危险的空气污染物。含SO_X废气通常用使用熟石灰作为吸收剂的干法或湿法处理。含NO_X废气通常用使用氨作为将NO_X分解成无害水和氮气的还原剂的技术来处理。

按照近来的成场(field-proven)法，含SO_X或NO_X废气用电子束来处理以产生活性物(OH，O和HO₂)，活性物氧化SO_X和NO_X分子分别成为硫酸和硝酸，由于伴生的氨而生成铵化合物(硫酸铵和硝酸铵)，它们随后从废气中分离出来。该方法不仅能同时除去SO_X和NO_X而且也能生产用作肥料的付产物硫酸铵和硝酸铵。因为这些优点，该方法作为防止空气污染的全新技术而引起人们的注意。但该方法的问题在于氨的高需求量，因为氨是处理SO_X及NO_X必需的。

在处理含SO_X和/或NO_X废气方法的先有技术中，该方法包括在氨存在下用电子束辐照废气以生产(NH₄)₂SO₄和/或NH₄NO₃，对上述方法的改进建议在技术“在辐照后的废气上喷冷却水，以调节灰尘收集器出口处的废气温度”(US Patent NO.4,882,020)；在技术“将反应器的废气以不高于10m/Sec的流速加入，直至到达付产品收集器，以抑制付产品在管内的粘接”(US Patent No.4,961,830)；在技术“将所得的含细颗粒产品的气体流过静电沉淀器并将由静电沉淀器除去颗粒的气体加到机械过滤器”(US Patent No.4,969,984)；在技术“为降低氨的泄漏，加除氨以外的粉末碱性物质，其中加入的碱性物的量等于或大于根据由于缺乏氨而未反应的SO_X和NO_X浓度确定的量”(US PatentNo.5,041,271)；和在技术“废气在两个相邻电子束辐照区之间的非辐照区的停留时间为0.01-0.5秒”(US Patent NO.5,244,552)。

当热废气用电子束处理时，它们必须用适当的方式如冷却水冷到规定的温度，因此上述方法对工业水不能获得或很昂贵地获得的地区实际上是不可行的。

含氨废气以两种形式产生：无机液体废物如由制备肥料或颜料产生的和有机液体废物如生产焦炭产生的废水，人类尿，家畜或家禽产生的为水，食品加工废水和发酵工业废水。在这些类型的废水中的氮是过肥化的起因(“红潮”(red  tide)或“蓝潮”(blue tide)，它引起了水封闭体相当大的破坏，因而需除去这些地区的废水中的氮，因此在几个地区已建造了有除氮能力的废水处理设备。

具体地说，有机液体废物如人类尿，家畜或家禽产生的废水，食品加工废水和发酵工业废水含高含量的有机物且有较高的BOD含量，因而对水接收体施加了过分的污染负担。除了氮之外，有机液体废物含高含量的磷，它是加速过肥化过程的因素。

生物脱氮在日本常用作除氮方法。另一种有效地除氮方法是氨汽提法，与生物脱氮方法相比，氨汽提需要简单的汽提设备且能在极短时间内从水中分离氨。尽管有这些优点，氨汽提法在实践中很少使用，理由如下：在生物脱氮法中，氨最终分解成无害的氮和水，但在氨汽提法中，氨仅仅从水中分离出来，因此必须用另一个需巨额投资和高操作费用的系统随后来分解。

教导了氨汽提法的一份先有技术文献是G.Saracco和G Genoh，High Temperature Ammonia Stripping and Recovery From ProcessLiquid wastes，Journal of Hazardous Materials，37(1994)，191-206，它公开了氨被排出并从含氨废水中除去，和排出后的氨作为硫酸铵回收。