SCR脱硝催化剂水洗再生废水处理实践
SCR脱硝催化剂再生试验研究
SCR脱硝催化剂再生试验研究王海军;阳鹏飞;王宏青【摘要】The ash deposition in the waste SCR catalysts were completely removed by these method of screening, washing and purging, and the SCR catalysts with no dust were ob-tained.The use of acid,alkali and other methods to remove the catalyst surface residual trace impurities,the waste SCR catalyst in the arsenic,aluminum,iron,sodium,potassium,sulfur,calcium,silicon and other harmful components decreased to the level of new prod-ucts.The catalysts for the above treatment were added to the vanadium experiment,and the chemical composition of the waste SCR catalyst could reach the level of the new SCR cata-lyst through the regeneration treatment.%采用筛分、洗涤、吹扫等方法彻底清除废旧SCR催化剂中的积灰，得到基本不含灰尘的SCR催化剂，利用包括酸洗、碱洗等方法除去催化剂表面残存的微量杂质，将废SCR催化剂中的砷、铝、铁、钠、钾、硫、钙、硅等有害成分降低至新产品水平。
对上述处理的催化剂进行补钒实验，通过再生处理，废SCR催化剂化学成分可以达到新产SCR催化剂水平。
SCR烟气脱硝催化剂再生过程中的环境问题及处理措施
SCR烟气脱硝催化剂再生过程中的环境问题及处理措施关键词：SCR 脱硝催化剂脱硝催化剂再生工业污染源排放的氮氧化物是燃煤过程产生的,控制措施包括燃烧过程控制和燃烧后NOX治理。
SCR 烟气脱硝催化剂是减少NOX排放行之有效的方法。
我国燃煤火电厂、钢铁行业等企业数量较多,都逐步加装了SCR烟气脱硝装置,未来几年内,我国将产生大量的废旧烟气脱硝催化剂。
目前,国家已将其纳入危险废物进行管理,企业按照有关法律法规依法处理处置废烟气脱硝催化剂,并采取有效措施,防止造成环境污染和资源浪费。
本文就当前SCR烟气脱硝催化剂再生过程中产生的环境问题展开分析,就其再生技术的改进措施进行研究,就如何处理环境问题提出具体措施。
关键词：SCR烟气脱硝催化剂;再生;三废;环境问题;技术改进选择性催化还原(SCR)是目前国内外用于火电厂氮氧化物排放控制的主要技术,作为燃煤电厂脱硝系统的重要组成部分,脱硝催化剂费用占据了脱硝工程总投资近50%的比例,催化剂作为SCR系统核心在使用一段时间后需进行更换,从而加剧了电厂运行成本。
随着脱硝装置的广泛应用,成本的增加在“十三五”新形势下将尤为突出。
另外,废弃的钒钛基SCR催化剂中含有钒等有毒物质,将造成环境污染问题。
研究表明,对可逆性中毒的和脱硝活性降低的烟气脱硝催化剂进行再生工艺处理后,其脱硝活性可恢复至正常水平,再生工程费用仅仅为火电厂更换新的脱硝催化剂工程费用的40%左右,大大降低了燃煤火电厂运行成本。
因此,脱硝催化剂企业通过积极采取有效措施,加大对失活脱硝催化剂的再生力度投入,提高脱硝催化剂在火电厂脱硝装置中的循环综合利用效率,将是降低燃煤火电厂脱硝装置运行投入费用的重要突破口。
从“降低运行费用,提高综合利用效率”角度来看,再生必将成为处理失效催化剂的首选方式。
工厂对失活SCR烟气脱硝催化剂,进行再生处理,不仅有利于环境保护,有利于节约原材料,还实现资源的循环再利用。
随着人们意识的提升,SCR烟气脱硝催化剂再生所产生的环境问题也逐渐受到人们的重视。
SCR脱硝催化剂再生工艺浅析
SCR脱硝催化剂再生工艺浅析SCR脱硝催化剂再生工艺浅析摘要：脱硝系统已成为燃煤电厂的重要组成部分，脱硝催化剂占脱硝工程投资比例较高，加大对失效催化剂的再生力度，成为降低燃煤电厂脱硝运行费用的重要突破口。
同时脱硝催化剂再生具有显著的社会效益和环保效益。
本文将结合本公司再生生产简单介绍脱硝催化剂的工厂再生工艺以及如何选择合适的化学清洗液。
关键词：SCR;催化剂;再生;清洗液引言催化剂是SCR系统的核心部件，一般催化剂使用3年左右就会出现失活现象。
造成失活的原因主要有催化剂的烧结、砷中毒、钙中毒、碱金属中毒、SO3 中毒以及催化剂空隙积灰堵塞等。
对失活催化剂更换或是再生将直接影响SCR系统的运行成本[1-3]。
因此，研究SCR催化剂的失活与再生，具有很重要的现实意义。
我国催化剂研究已有好多年，目前比较成熟的有V2O5-WO3/TiO2、V2O5-MoO3/TiO2 及V2O5-WO3-MoO3/TiO2，它们都是以TiO2为载体，V2O5、WO3、、MoO3、为活性物质负载在其上。
具有较好的活性、高选择性以及强抗中毒性，在商业上已经投入生产。
据统计，2012年新投运火电厂烟气脱硝机组容量约为9000kW，其中，采用SCR工艺的脱硝机组容量占当年投运脱硝机组总容量的98%。
一、失活SCR催化剂的再生技术在实际应用领域，脱硝催化剂失效后主要采用现场再生及工厂再生两种方式。
由于现场再生易对现场环境和水质造成污染，且现场再生的催化剂的质量和性能较差，所以工厂再生是发展方向。
经过再生后的SCR催化剂，活性和使用寿命等能够达到运行要求，可以实现再利用，达到节省火电厂环保投入和运行成本的目的[4-6]。
SCR催化剂工厂再生工艺首先使用超声水洗清除废旧催化剂表面的溶解性碱金属物质和堵塞在SCR催化剂孔道中的灰尘颗粒沉积物，超声水洗过程中使用渗透促进剂、表面活性剂等有机高分子清洗剂提高清洗能力，特别是对硫酸盐等污垢的去除，为了进一步提高SCR催化剂的活性，应用超声浸渍法在催化剂表面负载钒、钨、钼等活性组分，以满足提高脱硝催化活性的要求。
SCR脱硝催化剂再生过程废水处理工艺设计
SCR脱硝催化剂再生过程废水处理工艺设计田帅慧（九江南大环保创新中心有限公司，江西九江332000）【摘要】SCR脱硝废催化剂的再生过程中主要产生的工艺废水有催化剂再生处置废水以及金属回收处置废水，废水中COD、氨氮、总钒、总钨、总钛浓度较高，结合工艺废水的特点，通过对两股废水采用分类收集分类处理的原则进行设计，再生废水通过三级反应沉淀以及氨氮吹脱预处理后，与经过三级反应沉淀预处理后的回收废水进行混合后进入AO生化系统处理后达到污水综合排放标准（GB8978—1996）中三级标准。
【关键词】SCR脱硝催化剂；再生；废水处理；工艺设计【中图分类号】X773【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2020）06-0025-020引言SCR脱硝技术是燃烧后烟气脱硝中常用的技术,催化剂是SCR脱硝技术中的关键部件。
对废弃催化剂进行妥善处理,避免金属成分造成环境污染与资源浪费,SCR脱硝催化剂的再生、资源化发展对于环境保护、实现氮氧化物减排具有重要意义,同时也是满足市场需求、发掘潜在商机的重要方式。
但同时需要对SCR脱硝催化剂再生过程中产生的废水进行合理有效处置,避免二次污染。
1工程概况某企业主要是对SCR脱硝危废催化剂再生处理,项目生产过程中主要产生的工艺废水包括催化剂再生处置废水、金属回收处置废水,因此需要对废水进行分类收集并分质处理。
配套污水站处理系统规模为150m3/d。
污水站主要进水水质参数如表1所示。
废水经过处理后纳管排放,排放指标执行污水综合排放标准(GB8978—1996)中三级标准,出水水质指标见表2。
2废水污染因子特点分析及处理工艺确定废水中包含部分原辅料及中间产物,具有成分复杂、污染物浓度高、氨氮浓度高、重金属元素种类多且浓度高、可生化性低等特点,处理难度较大。
需要运用多种工艺进行组合处理,具体采用个工艺如下:废水中有机物的去除方面,因为废水中有机物的浓度较高,可生化性低,因此需要通过芬顿氧化提高废水的可生活性,达到去除一定比例有机物的目的。
SCR脱硝催化剂再生技术及工程应用
SCR脱硝催化剂再生技术及工程应用摘要：本文系统综述了脱硝催化剂的物理及化学中毒机制、再生方法及工艺，并结合安徽元琛环保科技SCR催化剂再生工程，详细介绍了失活催化剂的再生工艺流程在实际工程中的应用，其再生催化剂的相对活性恢复到原来的98%，SO2氧化率为2.3%，且各项指标达到了新鲜催化剂的水平，对延长催化剂使用寿命和制定废弃催化剂再生工艺具有重要指导意义。
关键词：脱硝催化剂；再生工艺；失活；引言环保部2014年8月正式发布《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》和《废烟气脱硝催化剂危险废物经营许可证审查指南》，将废烟气脱硝催化剂纳入危险废物进行管理[1]。
更换下来的废催化剂若随意堆存或不当处置，将造成环境污染和资源浪费。
废催化剂的再生处理正是解决这些问题的最佳途径，具有显著的社会效益和经济效益。
催化剂再生是指把失去活性具有再生价值的催化剂通过物理吹扫、水洗、微观超声波清洗和化学作用酸、碱洗去使催化剂中毒的碱金属、积碳和积尘，最后经过浸渍补充催化剂活性成分，干燥后能恢复催化剂脱硝效率85%以上[2]。
国内SCR再生技术起步比较晚，本文结合SCR再生技术应用案例，介绍其应用经验，对现场再生过程中遇到的问题进行了深入分析，且有针对性地提出解决方案。
1 SCR再生技术1.1催化剂失活机理催化剂的失活可分为物理失活和化学失活，典型的SCR催化剂化学失活主要是碱金属、碱土金属和As等引起的催化剂中毒，物理失活主要是指高温烧结、磨损和堵塞而引起的催化剂活性破坏[3]。
1、碱金属引起的催化剂中毒失活飞灰中的可溶性碱金属主要包括Na+与K+这两种物质，直接与催化剂活性颗粒反应，使酸位中毒以降低其对NH3的吸附量和吸附活性，继而降低催化剂活性[4]。
碱金属元素被认为是对催化剂毒性最大的一类元素，因此，碱金属是对催化剂毒性最大的一类元素。
随着催化剂表面K2O含量的增加，NO转化率急剧下降，当K2O质量分数达到1％时，催化剂活性几乎完全丧失。
SCR脱硝催化剂再生清洗液的制备和应用
以及 Ｘ－射线光电子能谱分析仪（ＸＰＳ）三个方面对催化剂活性 有较好的效果，对于催化剂的活性恢复能够起到很大的促进作
进行表征。
用。
收稿日期：２０１８－０７－０３ 基金项目：安徽高校自然科学研究项目（ＫＪ２０１７Ａ４４７），巢湖学院学校科研启动基金项目（ＫＹＱＤ－２０１７１３） 作者简介：许小兵（１９８８—），安徽合肥人，工程师，主要从事复合材料制备和性能研究；通讯作者：徐小勇（１９７９—），教授，博士， 研究方向：功能复合材料的研究。
本文运用简单可操作且成效显著的水洗再生的办法制备 ＳＣＲ脱硝催化剂再生清洗液，并探究不同浓度的硫酸浓度以及 偏钒酸铵浓度对催化剂活性再生的影响，以及催化剂活性再生 前后催化剂中的主要组成成分变化。
１ 实验过程
１．１ 实验溶液的配制
（１）清洗液的配制：分别将 ０．１ｍｏｌ／Ｌ、０．５ｍｏｌ／Ｌ、０．８ｍｏｌ／ Ｌ浓硫酸与质量分数为 ０．５％的十二烷基硫酸钠、水进行混合， 并在磁力搅拌器上进行机械搅拌 ２０ｍｉｎ，待用。
本文实施水洗再生的方法通过配制催化剂清洗液对活性较低或已经失活的催化剂进行清洗，再通过配制好的孔径修复液对催化剂 进行孔径修复，最终得出再生清洗液对可再生的失活催化剂的再生效果显著，为工业上催化剂活性恢复提供了指导根据和实践基础。 关键词：脱硝催化剂；活性；失活；再生 中图分类号：Ｘ７０１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１８－０１７３－０２
图 １ 催化清洗过程
Ｆｉｇ．１ Ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｌｅａｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ
１．３ 催化剂表征方法
２ 实验结果与讨论
随着对 ＳＣＲ脱硝催化剂的再生清洗的深入探究，对于催化 ２．１ ＳＥＭ形貌表征
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
燃煤电厂SCR脱硝催化剂再生及处理技术
80一、SCR脱硝催化剂的种类SCR脱硝催化剂是燃煤电厂进行脱硝技术应用时常用的一类催化剂。
在电厂脱硝技术应用的过程中，进行选择性催化换元法能够针对脱硝的效率进行有下坡保障，并且在进行脱硝反应的过程中，具有不会出现副产物；脱硝装置安装、操作都较为简单；进行维护的过程也较为简单等优势，因此在国内外燃煤电厂进行脱硝处理的过程中都得到了非常广泛的应用。
按照结构来进行划分可以将SCR脱硝催化剂划分为三类。
第一类是蜂窝状催化剂，第二类是波纹式催化剂，第三类是平板式催化剂。
这三种催化剂在进行应用的过程中各有优劣，例如波纹式催化剂能够针对自身与烟气的接触面积进行增加，而蜂窝状催化剂则使用周期较长，平板式催化剂能在使用过程中有效防止飞灰堵塞，并且更加耐磨等等。
二、SCR脱硝催化剂进行再生的意义1.促进环保事业发展。
随着我国环保意识的不断增强，我国环保部已经接连发布了许多有关于环境保护的规定，其中就有与SCR脱硝催化剂相关的内容。
在这些规定中，已经将废烟气脱硝催化剂纳入了危险废物的范畴内，这也就意味着在燃煤电厂进行脱硝处理的过程中，如果不针对废烟气脱硝催化剂进行有效处理，而是再像以前一样进行随意丢弃或是掩埋，那么不仅会对环境造成污染，还有可能会面临相应的处罚。
因此在进行废弃催化剂处理的过程中，许多企业会选择针对废弃催化剂进行再生，通过这样的方式，能够做到物尽其用，还能够针对我国的环保事业做出一定的贡献。
2.避免资源浪费。
目前我国大多数燃煤电厂在进行脱硝操作的过程中，通常会应用选择性催化还原技术。
一般情况下，催化剂的使用寿命约为2.4万小时。
而如果我国燃煤电厂在针对脱硝催化剂进行应用的过程中能够针对废催化剂进行再生操作，使废催化剂能够从新投入应用，就能够有效保证我国的资源再利用，不仅针对原材料进行了节约，同时也节约了购进新原材料的成本。
最后还能够有效迎合我国资源有效利用的口号，避免了资源浪费的情况发生。
3.能够针对企业生产成本进行降低。
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SCR脱硝催化剂水洗再生废水处理实践
作者：陈畅
来源：《中国科技博览》2017年第22期
[摘要]SCR脱硝催化剂水洗再生废水处理采用铁碳微电解+FeSO4沉淀法+UASB+MBR的处理工艺，满足《钒工业污染物排放标准》（GB26452-2011）及《污水综合排放标准》
（GB8978-1996）的有关要求。
实践证明，该工艺运行稳定可靠，可操作性强，具有良好的经济效益和环境效益。
[关键词]铁碳微电解；FeSO4沉淀法；UASB反应器；MBR工艺
[Abstract]Combined process of iron-carbon micro-electrolysis/ferrous sulfate/UASB/MBR was applied to wastewater treatment from regeneration of SCR denitrification catalysts by water washing. The effluent quality can meet the Discharge Standard of Pollutants for Vanadium Industry
（GB26452-2011）and the Integrated Wastewater Discharge Standard （GB 8978-1996）. The practice showed that the combined process is stable and reliable in operation which is of great economic and environmental benefits.
[Key words]iron-carbon micro-electrolysis；ferrous sulfate；UASB reactor；MBR process
中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0227-02
1 前言
本工程针对浙江浙能催化剂技术有限公司再生5000m3脱硝催化剂项目的废水进行处理。
催化剂再生工艺产生的废水，根据实验及文献资料[1]，主要污染物种类及废水重金属见表1及表2所示。
由表1及表2分析可见，第一至第三道工序废水主要污染物为悬浮物、重金属、表面活性剂、氨氮等。
根据上述各道工序废水的性质及污染物种类，拟将前三道工序废水收集后统一处理后达标排放。
2 废水水量及水质分析
2.1 废水水量
催化剂再生工艺涉及水洗的主要有由四个步骤，分为预清洗、酸清洗、化学清洗、活性组分负载等，其中活性组分负载不产生废水，其余每一道工序产生的废水水量及水质均有所不同，每天排放1-2次，每次每道工序排放6.4 m3。
由相关运行数据，得出处理水量为48m3/d，连续运行。
2.2 废水水质
根据实验测试数据，得出设计进水水质。
设计出水满足以下标准：总钒、总铅、总汞、总砷、总镉、总铬、六价铬等符合《钒工业污染物排放标准》（GB26452）的有关要求；其他指标符合《污水综合排放标准》（GB8978）的有关要求。
具体进出水水质标准如表3所示。
3 工艺设计
3.1 设计思路
（1）催化剂再生废水的重金属，尤其是钒含量较高，考虑通过氧化还原反应结合混凝沉淀进行去除。
（2）催化剂再生废水水量较小，废水COD高，且可生化性较差，首先考虑改善废水可生化性。
在预处理段采用铁碳微电解，生化部分再采用厌氧水解等工艺将废水中难降解的大分子有机物分解成易降解的小分子有机物。
（3）催化剂再生废水构成复杂，是可生化性较好的物质与难降解物质同时存在的废水，拟采用MBR工艺，利用高污泥浓度和丰富的生物相，有效去除废水中难降解COD。
3.2 相关工艺介绍
3.2.1 铁碳微电解
铁碳微电解，又称内电解、零价铁法，其基本原理是利用铁屑内部含有的铁和炭形成微原电池，是一种有效的难降解有机污染物预处理技术[2]。
本研究采用新型铁碳微电解填料，即通过高温冶炼的方式将铁、碳和催化金属融合为一种铁碳的合金体。
它具有以下特点：（1）在运行过程中，不钝化、不板结、处理效果稳定；（2）活性强，比表面积大、反应速率快，一般工业废水只需要30～60分钟，长期运行稳定有效；（3）能去除难降解COD，改善废水可生化性，且作用有机污染物物质范围广，能有效去除废水毒性，显著提高生化处理能力；（4）使用寿命长、处理过程中只消耗少量的微电解剂。
3.2.2 FeSO4沉淀法
钒主要以五价存在于废水中，目前，对含钒废水的处理分物理、生物和化学三种[3]。
化学沉淀法在处理含钒废水的应用中最为广泛。
针对含钒废水的特点，本研究采用硫酸亚铁作为还原剂，使废水中的高价钒还原，其氧化产物再作为沉淀剂与还原产物反应，使废水中各种形态的钒沉淀。
在碱性条件下，生成的Fe（OH）2和Fe（OH）3，还可作为絮凝剂加速沉淀，从而达到去除钒的目的。
3.2.3 UASB反应器
UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）[4]，即上流式厌氧污泥床反应器，是一种处理污水的厌氧生物方法，包括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。
该工艺具有运行能耗低、污泥浓度高和有机负荷高等优点。
3.2.4 MBR反应器
MBR（Membrane Biological Reactor），即膜生物反应器，利用膜的固液分离原理，是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术。
其主要特点是：（1）处理能力强、效率高，操作管理简便，工艺流程简短，占地面积小；（2）污泥浓度高，污泥龄长，污泥负荷低，能有效去除工业废水中难降解COD；（3）出水水质稳定，可以完全去除水中的悬浮污泥等，对细菌和病毒也有很好的截留效果。
4 工艺流程及构筑物
4.1 工艺流程图
总体工艺流程如图1所示。
4.2 工艺流程说明
废水收集池的废水经加碱调节pH至3左右，由泵提升进入初沉池，初步去除大颗粒杂质和废水中的灰分后，经过前段铁碳微电解工艺+FeSO4混凝沉淀，可去除废水中绝大部分重金属离子及大部分悬浮物，同时改善废水的可生化性，去除部分COD。
经预处理后的废水由中间水池将污水提升至UASB厌氧反应池，利用厌氧硝化反应中的厌氧菌将结构复杂的难降解有机物发酵成甲烷的呢过小分子物质，去除废水中大部分COD。
出水经沉淀后自流进入好氧池，进一步降低废水中的COD，好氧池出水进入一体化MBR设备，利用MBR工艺污泥浓度高、生物相丰富、出水水质好等优点使最终的出水满足排放要求。
即由膜生物反应器内的高浓度微生物对废水中的有机物进行最后的降解，膜生物反应器中的废水和微生物构成的混合液由浸没在池子中的中空纤维膜过滤，净水通过膜过滤被抽至外排池中，达标排放，微生物被截留在膜生物反应器内继续进行生化处理。
这样在膜生物反应器内形成了非常高的微生物浓度，微生物种群也非常丰富，有利于高效地去除废水中的有机污染物和氨氮。
各反应器定期排放剩余污泥至污泥储池。
4.3 主要构筑物（表4）
5 结语
通过浙江浙能催化剂技术有限公司宁海SCR脱硝催化剂再生项目投入使用及连续运行发现，采用铁碳微电解+FeSO4沉淀法+UASB+MBR的处理工艺，可以有效去除SCR脱硝催化剂水洗再生产生废水的污染物，废水排放达到相关排放标准。
该工艺运行稳定可靠，废水处理效果好，可操作性强，具有良好的经济效益和环境效益。
参考文献
[1] 黄洁慧，吴俊锋，任晓鸣，等.废SCR脱硝催化剂的再生回收及环境管理[J].环境科技，2015，28（6）：74-77.
[2] 俸志荣，焦纬洲，刘有智，等.铁碳微电解处理含硝基苯废水[J].化工学报，2015，66（3）：1150-1155.。