CN103041692B - 污水处理场排放废气的处理装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理场排放废气的处理装置及处理方法，处理装置包括废气处理塔，塔的下部设置除雾段，塔的上部从下至上依次设置脱硫段和烃浓度均化段，脱硫段与除雾段之间设置分隔板，除雾段上方与分隔板之间的塔体上设置气体引出口，脱硫段下方与分隔板之间的塔体上设置气体引入口，上述气体引出口和气体引入口之间设置气体输送设备；除雾段包括上部的填料除雾层和填料除雾层下部的旋片分布器构成；脱硫段装填脱硫剂，烃浓度均化段装填烃类浓度均化剂。废气处理方法使用本发明的废气处理装置。本发明废气处理装置和方法具有处理效率高，装置运行稳定、操作条件温和简便等优点，适宜处理各种生化曝气式污水处理场排放废气的净化处理。

Description

污水处理场排放废气的处理装置及处理方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理场排放废气的处理装置及污水处理，特别是生化曝气污水处理装置排放废气的处理装置和该废气的处理方法。

背景技术

污水处理场是炼油厂、市政设施中的重要污水处理设施。生化处理技术具有成本低、处理效果好等优点，是污水处理的重要步骤，其中好氧生化处理需要在污水中通入大量空气，加上污水的蒸发等原因，造成污水处理场向大气排放大量废气。此类废气气量大但有害组分浓度较低，正常情况下总烃浓度一般为几个mg/m³，符合排放标准，但遇到非正常工况时，总烃浓度可以达到几十到几百个mg/m³。此类废气需要治理的主要原因在于具有恶臭味道，严重影响周围环境，对人体健康造成威胁，恶臭味道主要来自于其中含有的活性污泥飞沫、微量硫化氢和其它含硫化合物。

污水处理场排放废气因气量大，污染物浓度低，因此适宜的处理技术有限。传统的废气治理方法如吸附法、焚烧法、催化燃烧法、冷凝法、吸收法等处理这类废气并不经济。吸附法吸附剂用量大，再生困难，操作不稳定。焚烧法和催化燃烧法均需补充大量燃料，能耗高，经济性差。冷凝法和吸收法更不适用于此类低浓度废气。生物法净化这类废气具有运行费用低，无二次污染优点，是此类废气的理想处理方法，然而，生物净化法一般需要多级处理，装置规模大，净化效率不稳定。

CN200710031286.X提出采用吸收-生物联合处理方法，吸收采用通常的吸收设备，生物法也采用常用的滴滤设备，该方法可使硫化氢和氨去除率达99％以上。该方法设备占地较大，对烃类物质去除率有限，不能处理非正常工况下超标的有机烃类污染物。CN01127539.1介绍了一种净化硫化氢的方法，CN1133568介绍了一种吸收方法去除硫化氢的方法。上述方法均仅能去除硫化氢。CN200910204294公开了一种多组分恶臭废气的处理方法，采用预处理-微生物法联合处理，同样具有微生物法技术的不足。

CN01114172.7采用预处理-催化燃烧的方法，将含复杂组分的废气净化，该方法净化效率高，可满足苛刻的环保标准要求，当废气中污染物浓度很低时，需要靠电加热达到反应温度或补充燃料，能耗较大，对于环保装置而言，经济性较差。CN200610046441公开了一种恶臭废气的综合净化方法，对污水处理场排放废气进行洗涤-吸附处理，吸附装置再生气进行催化燃烧处理。该方法需要结合其它高浓度有机废气的催化燃烧处理，同时吸附装置具有规模大，操作不稳定等不足。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种污水处理场排放废气的处理装置及该废气的处理方法，本发明装置结构简单，处理污水处理场排放废时具有处理效率高，成本低，装置运行稳定等优点。

本发明污水处理场排放废气的处理装置结构如下：设置废气处理塔，塔的下部设置除雾段，塔的上部从下至上依次设置脱硫段和烃浓度均化段，脱硫段与除雾段之间设置分隔板，除雾段上方与分隔板之间的塔体上设置气体引出口，脱硫段下方与分隔板之间的塔体上设置气体引入口，上述气体引出口和气体引入口之间设置气体输送设备，塔的顶部设置气体排放口，塔的低部设置排液口；除雾段包括上部的填料除雾层和填料除雾层下部的旋片分布器构成，旋片分布器下方的塔体上设置废气入口；脱硫段装填脱硫剂，烃浓度均化段装填烃类浓度均化剂。

本发明装置中，废气处理塔可以采用常规的立式塔结构，可以根据废气量和性质设计塔的规模。填料除雾层可以装填塑料填料，填料除雾层的高度可以为100～800mm。旋片分布器为圆形，由中心向塔壁方向的叶片均匀分布构成，叶片个数为32-58，叶片具有适宜的倾斜角度，倾斜角度一般为20°～60°（与水平方向夹角），旋片分布器可以有效捕集水雾和拦截微生物污泥雾沫、尘粒等固体物，不易堵塞。旋片分布器上方的塑料填料可以进一步去除的水雾和尘粒等固体物，确保去除废气中的水雾和杂质。

本发明装置用于污水处理场排放废气的处理过程，废气进入该装置之后，首先经过塔底部的旋片分布器和塑料填料除雾层，废气中的水雾被脱除，微生物污泥雾沫、尘粒等固体物被拦截；除雾后的废气经过气体输送装置进入脱硫段，脱硫段内装填有脱硫剂，将废气中的硫化物脱除；脱硫后的废气进入烃浓度均化段，浓度均化段中装填有烃类浓度均化剂，将废气浓度均化处理后，使废气总烃浓度满足排放标准后排放。

本发明中，污水处理场是生化曝气式污水处理场。除雾层需定期冲洗，冲洗水可使用污水处理场净化回用水。除雾层使用的冲洗水中可以定期加入有效量的杀菌剂，如次氯酸钠、活性溴杀菌剂等。

本发明中，脱硫段可以使用本领域中常用的固体脱硫剂，固体脱硫剂的活性组分为氧化铁、氧化锌、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化铜、羟基氧化铁等中的一种或几种，优选低温（80℃以下）脱硫活性高的组分，如羟基氧化铁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁等中的一种或几种，固体脱硫剂中可以同时含有其它适宜组分，如粘合剂、增强剂、载体等。废气通过脱硫段的体积空速一般为200~10000h^-1，优选300~5000 h^-1。具体可以根据废气中硫化物的浓度、脱硫剂的性能和期望的运转周期等情况确定。

本发明中，具有浓度均化作用的物质是活性炭、分子筛、硅胶、氧化铝、硅藻土中的一种或几种的组合，废气通过烃浓度均化段的体积空速一般为200~20000h^-1，优选500~10000 h^-1。具体可以根据废气的组成、浓度变化情况等确定，一般来说，空速大时所需的装置规模小，但浓度均化效果略差；空速小时，装置规模大，浓度均化效果好。

本发明中，脱硫剂失效后需更换新的脱硫剂，脱硫剂的使用寿命与废气中硫化物浓度以及脱硫剂的性能及用量有关。烃类浓度均化物质的使用寿命较长，不需更换，失效后也可以通过加热、抽真空或通入热物流等方式恢复浓度均化性能。

经过研究发现，污水处理场排放废气一定周期内的平均烃类浓度是符合排放标准的，只有在较少的非正常状态下，烃类排放不符合排放要求。本发明装置通过设置烃浓度均化段，将浓度不稳定的烃类均化为稳定均衡的浓度，不需其它处理，就可以达到排放标准。浓度均化段起浓度均化作用的原理是：吸附剂对烃类有吸附与解吸作用，如果废气中烃类物质稳定，并且吸附剂对烃类物质的吸附与解吸处于平衡状态，那么，废气通过吸附剂床层后，烃类浓度没有变化；假设在这种状态，废气中的烃类浓度突然升高，那么，原有的吸附与解吸平衡被破坏，吸附剂开始增加烃类的吸附量，因此，通过吸附剂床层，废气中的烃类浓度会有所降低；反之，废气中的烃类浓度突然降低，吸附剂开始解吸烃物质，通过吸附剂床层后的废气中的烃类物质浓度会有所增加。因此，产生了均化排放气中烃类浓度的效果。

采用普通的固体脱硫剂和吸附剂对污水处理场排放气进行处理时，经过一段时间后，固体脱硫剂及吸附剂经常发生微生物生长产生粘泥的现象，造成脱硫剂及吸附剂的使用性能下降，严重时会发生床层堵塞的现象，使固体脱硫剂和吸附剂失效，废气处理装置不能长周期稳定运转。本发明装置使用旋片分布器上分布塑料球填料作为除雾层，在拦截废气中水蒸汽的同时，能够有效拦截废气中带有的微生物污泥雾沫和尘粒等固体杂质，进而保证本发明主废气处理装置长周期稳定运转。在该除雾层上方有喷淋装置，使用工艺回用水定期对除雾床层进行清洗，避免床层堵塞。如果废气中夹带微生物量较大时，可适量加入一些杀菌剂，避免微生物粘泥影响废气处理装置的运行。本发明装置中的除雾床层，可以有效拦截废气中水蒸汽和微生物等固体杂质，避免了微生物生长造成的脱硫剂和吸附剂失效的现象产生。

附图说明

图1是本发明污水处理场低浓度废气处理装置结构示意图；

图2是旋片分布器的结构示意图。

其中：1-污水处理场排放的低浓度废气，2-旋片分布器，3-塑料填料层，4-除雾段冲洗水，5-除雾段冲洗喷头，6-除雾段与脱硫段隔板，7-引风机，8-脱硫剂床层隔板，9-脱硫剂床层，10-烃类浓度均化剂床层，11-净化气排气筒，12-烟囱帽，13-冲洗水排凝\排污，14-人孔。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明处理装置的技术内容和效果。

如图1所示，污水处理场排放废气1首先采用旋片分布器2及塑料填料层3共同构成的除雾段进行除雾除杂，脱除废气中夹带的水蒸汽和污泥雾沫等固体杂质，除雾段上方设有冲洗喷头5，定期清洗除雾段，防止堵塞，冲洗用水可使用污水处理场净化回用水，冲洗水从排污口13排出返回至污水处理场；除雾段和上方的脱硫均化段由隔板6分隔，废气经过除雾后，经过引风机7进入脱硫段；脱硫段为脱硫剂床层隔板8上分布脱硫剂床层9；经脱硫后的废气进入烃类浓度均化剂床层10进行浓度均化，最后由净化气排气筒11排出。下面结合实施例进一步说明本发明装置的方案和效果。

实施例1

某炼油企业污水处理场活性污泥曝气池逸散废气中含硫化物10mg/m³左右，烃类物质10~180 mg/m³左右（正常值为30mg/m³以下，非正常工况时会达到150 mg/m³左右），气量为5000Nm³/h左右。该曝气池经过加盖封闭后，采用如图1所示的装置处理。

脱硫段使用的脱硫剂是以无定形多羟基氧化铁为主要成分，添加特殊助剂而成的球形脱硫产品（按CN200810112428.X所述的方法制备），脱硫段体积空速为1500 h^-1。

烃浓度均化段使用的烃类浓度均化剂是由优质炭原料并添加一定的粘合剂、助剂，经筛选成型、炭化、活化、浸渍、干燥等工艺制备的活性炭，烃浓度均化段体积空速1000 h^-1。

除雾段使用污水处理场净化回用水喷洒清洗，每15天清洗一次，每次清洗30分钟，清洗用水量为10 m³/h。

经过长周期（超过6个月）试验表明，虽然发生过非正常工况，但经过本发明装置处理后排放气的硫化物浓度均低于1 mg/m³，烃浓度均低于20 mg/m³，排放气没有明显恶臭味道，废气处理装置压降没有上升，试验结束后脱硫段和浓度均化段均没有产生明显的微生物粘泥。

实施例2

某石化污水处理场有4个生化曝气池排放废气，对这4个曝气池加盖封闭处理后，将废气引出汇总后使用如图1所示的装置处理，废气中硫化物10mg/m³左右，烃类浓度一般为10~200 mg/m³（正常值为50mg/m³以下，非正常工况时会达到180 mg/m³左右）。

脱硫段使用羟基氧化铁脱硫剂（按CN200810112428.X实施例1所述的方法制备），脱硫段体积空速为1800 h^-1。

烃浓度均化段使用的烃类浓度均化剂是由优质炭原料并添加一定的粘合剂、助剂，经筛选成型、炭化、活化、浸渍、干燥等工艺制备的活性炭，烃浓度均化段体积空速1600 h^-1。

除雾段使用污水处理场净化回用水喷洒清洗，每15天清洗一次，每次清洗30分钟，清洗用水量为15 m³/h。在清洗水中定期加入少量活性溴杀菌剂，浓度为0.8%。

经过长周期（超过6个月）试验表明，虽然发生过非正常工况，但经过本发明装置处理后排放气的硫化物浓度均低于1 mg/m³，烃浓度均低于30 mg/m³，排放气没有明显恶臭味道，废气处理装置压降没有上升，试验结束后脱硫段和浓度均化段均没有产生明显的微生物粘泥。

Claims (10)

1.一种污水处理场排放废气的处理装置，包括废气处理塔，其特征在于：塔的下部设置除雾段，废气中的水雾被脱除，微生物污泥雾沫、尘粒固体物被拦截，塔的上部从下至上依次设置脱硫段和烃浓度均化段，脱硫段与除雾段之间设置分隔板，除雾段上方与分隔板之间的塔体上设置气体引出口，脱硫段下方与分隔板之间的塔体上设置气体引入口，上述气体引出口和气体引入口之间设置气体输送设备，塔的顶部设置气体排放口，塔的低部设置排液口；除雾段包括上部的填料除雾层和填料除雾层下部的旋片分布器构成，填料除雾层装填塑料填料，可以进一步去除水雾，旋片分布器下方的塔体上设置废气入口；脱硫段装填脱硫剂，烃浓度均化段装填烃类浓度均化剂。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：填料除雾层的高度为100～800mm。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：旋片分布器为圆形，由中心向塔壁方向的叶片均匀分布构成，叶片个数为32-58。

4.一种污水处理场排放废气的处理方法，使用权利要求1所述的装置，废气进入该装置之后，首先经过塔底部的旋片分布器和塑料填料除雾层；除雾后的废气经过气体输送装置进入脱硫段，脱硫段内装填有脱硫剂，将废气中的硫化物脱除；脱硫后的废气进入烃浓度均化段，浓度均化段中装填有烃类浓度均化剂，将废气浓度均化处理后，使废气总烃浓度满足排放标准后排放。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：脱硫段使用固体脱硫剂，固体脱硫剂的活性组分为氧化铁、氧化锌、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化铜、羟基氧化铁中的一种或几种。

6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：废气通过脱硫段的体积空速为200~10000h-1。

7.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：烃类浓度均化剂是活性炭、分子筛、硅胶、氧化铝、硅藻土中的一种或几种的组合，废气通过烃浓度均化段的体积空速为200~20000h-1。

8.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：废气通过烃浓度均化段的体积空速为500~10000 h-1。

9.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：除雾层需定期冲洗，冲洗水使用污水处理场净化回用水。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：除雾层使用的冲洗水中加入有效量的杀菌剂。