CN104437030A - 污泥臭气的综合处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污泥臭气的综合处理系统。该系统包括依次连通的污泥臭气处理装置、换热器以及垃圾焚烧炉；垃圾进料进入所述垃圾焚烧炉进行焚烧，废渣从出料口排出；污泥臭气经所述污泥臭气处理装置处理后与所述垃圾焚烧炉产生烟气在所述换热器中换热升温，进入所述垃圾焚烧炉作为垃圾焚烧用氧化剂。本发明的污泥臭气的综合处理系统，不仅实现了污泥臭气的完全去除，而且通过和垃圾焚烧炉的联用实现了整体能效的提高。

Description

污泥臭气的综合处理系统
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理领域，尤其涉及污泥臭气的综合处理系统。
背景技术
随着工业化的发展以及城镇化水平的不断提高，市政污水处理设施建设快速发展，随之而来，污水处理设施投运造成市政污泥产量也在快速增加，市政污泥含有大量的病原菌和虫卵及未分解的蛋白质，对环境造成不利影响。市政污泥的处置目前有效的只有填埋、焚烧、肥料利用、建筑材料原料。市政污泥的处理最常见的有干燥脱水和微生物发酵两种，无论是污泥处置还是处理过程都会散发大量臭气，污泥臭气的形成非常复杂，其中的主要成分分为无机和有机两大类，无机成分包含但不限于H2S、NH3、SO2等；有机成分更为复杂，包含烃类化合物、芳烃类化合物、多环芳烃类化合物、酚类、吡啶类、噻吩类、细菌尸体腐烂挥发后产生的复杂的令人不愉快的气味，在本发明中统称为污泥臭气。如不加处理直接排放，会对周围环境带来二次污染，也对人体健康产生严重威胁。伴随市政污泥的处理与处置受到各级政府部门高度重视，同时污泥处置及处理过程中产生的臭气处理也尤为重要。
专利CN102861488A公开了一种水冷除臭处理污泥干化焚烧产生的臭气的方法，采用塔形器具，分层安装喷水、添加药剂的结构，将臭气降温后进入消化层，在雾化料层中溶于雾气上升，冷却成水滴排出。该方法中，臭气的各种组分并没有被清除，溶于水的污染成分排放时依旧会造成环境污染。
专利CN102068878A公开了一种污水污泥干化产生的臭气处理方法，此专利采用水洗加酸碱法处理臭气。采用此法用水量大，吸收后产生的废液需进行再处理，存在二次污染问题，这就要求增加污水处理装置，增大了设备的投资费用；总体能耗高、运行维护费用也高，尤其适用于高浓度臭气；且臭气浓度不断变化，运行的工艺参数缺乏调整控制的手段，处理效果难于保证稳定。
专利CN103933840A公开了一种适用于污泥处理厂的污泥干燥尾气处理装置及方法，采用化学酸碱法加生物法处理污泥干燥尾气，利用污水厂中水代替系统外来水源作为吸收溶剂且吸收臭气后部分经污水处理系统再返回吸收塔，部分进入厌氧池将厌氧池反应液的温度提高，除臭基础上还节约了水资源，提高了资源综合利用率。但是，由于臭气成分复杂，上述专利臭气处理工艺无法完成臭气排放达标，且臭气处理过程能耗较大。
综上，污泥臭气的处理由于其化学成分的复杂多样性，采用单一的处理方式很难将这些引起臭味的成分全部祛除或转化，采用多种方法结合处理难以避免会产生处理过程能效高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污泥臭气的综合处理系统，其可完成复杂成分污泥臭气达标排放且综合处理系统能效高，处理过程能耗较低。
为实现上述目的，本发明提供一种污泥臭气的综合处理系统，包括依次连通的污泥臭气处理装置、换热器以及垃圾焚烧炉；垃圾进料进入所述垃圾焚烧炉进行焚烧，废渣从出料口排出；污泥臭气经所述污泥臭气处理装置处理后与所述垃圾焚烧炉产生烟气在所述换热器中换热升温，进入所述垃圾焚烧炉作为垃圾焚烧用氧化剂。
根据本发明，所述换热器中通入污泥臭气一侧填装催化剂，用于将污泥臭气在换热过程中催化氧化。
根据本发明，所述催化剂包含选自铁、钴、镍、钼、钨、铬、钛、锌、铜的过渡金属及铂、钌、金的贵金属的活性组分和选自氧化铝、氧化钛的载体，其中活性组分占催化剂的2~25wt%，贵金属占活性组分的1~10wt%。
根据本发明，所述烟气经所述换热器后，进入烟气处理装置进行处理排空。
根据本发明，所述污泥臭气处理装置包括化学除臭装置和/或生物除臭装置。
根据本发明，所述污泥臭气依次进入所述化学除臭装置和所述生物除臭装置。
根据本发明，所述化学除臭装置包括依次连通的酸洗塔和碱洗塔，其中，酸洗塔中喷淋用的碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液的任一种，所述碱洗塔中喷淋用的酸性溶液为硫酸溶液、硝酸溶液及盐酸溶液的任一种。
根据本发明，所述生物除臭装置包括喷雾塔和经细菌培养的生物除臭塔。
根据本发明，所述垃圾焚烧炉焚烧温度大于等于850度。
根据本发明，所述污泥臭气进入所述污泥臭气处理装置的停留时间为25~30秒。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的污泥臭气的综合处理系统，经过污泥臭气处理装置处理的污泥臭气包括通过引风机收集臭气时连带的大量空气，经垃圾焚烧炉烟气余热换热升温，可直接用于垃圾焚烧氧化剂，在垃圾焚烧同时，将污泥臭气直接焚烧，实现完全去除，且污泥臭气中的酸碱性物质经过污泥臭气处理装置处理，不会对垃圾焚烧炉产生腐蚀影响。经过本发明的污泥臭气的综合处理系统处理后，不仅实现了污泥臭气的完全去除，而且通过和垃圾焚烧炉的联用实现了整体能效的提高。
附图说明
图1是本发明的实施例一的污泥臭气的综合处理系统示意图。
图2是本发明的实施例二的污泥臭气的综合处理系统示意图。
图3是本发明的实施例三的污泥臭气的综合处理系统示意图。
图4是本发明的化学除臭装置示意图。
图5是本发明的生物除臭装置示意图。
具体实施方式
如下参照附图描述本发明的实施例。
参见图1，提供了本发明的污泥臭气的综合处理系统的一个实施例，其用于污泥臭气的综合处理。
在该实施例的系统中，包括依次连通的污泥臭气处理装置6、换热器2以及垃圾焚烧炉1；垃圾进料进入所述垃圾焚烧炉1进行焚烧，废渣从出料口排出；污泥臭气经所述污泥臭气处理装置6处理后与所述垃圾焚烧炉1产生烟气在所述换热器2中换热升温，进入所述垃圾焚烧炉1作为垃圾焚烧用氧化剂。
污泥臭气产自污泥处理及处置过程，通过引风机等装置产生负压，对污泥臭气进行收集，收集的污泥臭气含有大量空气，通入污泥臭气处理装置6，经污泥臭气处理装置6的处理后，污泥臭气中含有的腐蚀性物质被去除。
垃圾焚烧炉1中，垃圾进入垃圾焚烧炉进行焚烧，废渣从出料口排出，焚烧过程需要大量氧化剂，通常为空气，产生的超过850℃的烟气通入换热器2，同时经污泥臭气处理装置6的处理后的常温污泥臭气也通入换热器2，高温烟气对常温污泥臭气换热升温，升温后携带大量空气的污泥臭气进入垃圾焚烧炉1充当氧化剂，污泥臭气进入污泥臭气处理装置6的停留时间为25~30秒，在焚烧中，污泥臭气被分解为CO2、H2O等随烟气排空，剩余少量SO2随高温烟气经换热器2降温后，可通入烟气处理装置3进行处理，参见图2示意的实施例二，经处理的烟气即可达标排放。在此过程中，高温烟气余热充分预热处理后的污泥臭气，整体处理系统能效利用率提高。
进一步的，换热器2中通入污泥臭气一侧可填装催化剂，用于将污泥臭气在换热过程中催化氧化。所选用的催化剂包含选自铁、钴、镍、钼、钨、铬、钛、锌、铜的过渡金属及铂、钌、金的贵金属的活性组分和选自氧化铝、氧化钛的载体，其中活性组分占催化剂的2~25wt%，贵金属占活性组分的1~10wt%，如Ni3%Mo2%Pt0.4%/氧化铝、Fe5%Co3%Ni2%Au0.3%/氧化铝、Ni10%Mo5%Co3%Ru1%/氧化钛等。催化剂可设置成固定床形式。污泥臭气经过换热器2预热，催化剂可促进污泥臭气中的有机类成分如烃类、芳烃类化合物与氧气进行催化氧化作用。催化剂的作用在于，其有利于促进污泥臭气中的烃类、芳烃类大分子化合物首先断键，形成活性更高的自由基，在发生氧化反应时需要的能量更低，更容易在进入垃圾焚烧炉1后与氧气发生反应，氧化后转化为无害、无臭的CO2和H2O。
污泥臭气处理装置6可以为单独的化学除臭装置5或生物除臭装置4，也可以为化学除臭装置5和生物除臭装置4的联用。
图3示意了化学除臭装置5和生物除臭装置4的联用组成的污泥臭气处理装置6的实施例三。具体地，污泥臭气经收集首先进入化学除臭装置5，参照图4，化学除臭装置5可以为依次连通的酸洗塔7和碱洗塔8，酸洗塔7为喷淋设置，喷淋溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液的任一种，优选质量分数为30%的氢氧化钠溶液，污泥臭气进入碱洗塔8，与喷淋液并流或逆流接触，停留时间为2~10秒，经过氢氧化钠溶液喷淋，去除臭气中的酸性水溶性气体，如硫化氢等。随后进入同样喷淋设置的碱洗塔8，喷淋溶液为硫酸溶液、硝酸溶液及盐酸溶液的任一种，优选质量分数为30%的硫酸溶液，污泥臭气进入碱洗塔8，与喷淋液并流或逆流接触，停留时间为2~10秒，经过硫酸溶液喷淋，去除臭气中的碱性水溶性气体，如氨气、三甲胺等。
经过化学除臭装置5处理的污泥臭气，进入生物除臭装置4，参照图5，生物除臭装置4可以为依次连通的喷雾塔9和经细菌培养的生物除臭塔10，通过喷雾塔9对污泥臭气进行除尘及并调节湿度为90%~100%以适应细菌分解，生物除臭塔10中设置填料，一般填料为负载有专性细菌的载体上，该专性细菌包括硝化细菌和好氧菌的至少一种，可为芽孢杆菌、硫化杆菌、硝化杆菌、脱氮硫杆菌、嗜硫细菌的任一及任意组合，如50%芽孢杆菌及50%硝化杆菌，或者30%芽孢杆菌及30%硫化杆菌及40%硝化杆菌，或者60%硫化杆菌及40%硝化杆菌，或者30%硝化杆菌及70%脱氮硫杆菌，载体可为竹炭、海绵等，通过在载体上接种专性细菌，可控制溶解氧浓度0.2~0.5毫升/升，投加生物增殖营养素，可为80~90%腐殖酸盐和10~20%蛋白胨，在18~30℃的温度及90%~100%的湿度下控制环境7~10天，将会得到快速生长、繁殖，并在载体表面形成生物膜，当污泥臭气通过其间，有机物被生物膜表面的水层吸收后被微生物吸附和降解，污泥臭气在生物除臭塔10中的停留时间为5~10秒。经过生物除臭装置4处理后，污泥臭气中H2S、SO2、NH3及大部分挥发性有机物得到去除。至此，经过污泥臭气处理装置6处理后的污泥臭气中，去除了腐蚀垃圾焚烧炉1的成分，与所述垃圾焚烧炉1产生烟气在所述换热器2中换热升温，进入所述垃圾焚烧炉1进行焚烧处理。
采用本发明方法处理化工区污水厂污泥臭气，污泥臭气中硫化氢、苯、甲苯、 二甲苯、乙苯、苯乙烯和氯苯的浓度范围依次分别为17～40mg/m3、 0.6～12.5mg/m3、1～18.2mg/m3、0.9～57.9mg/m3、0.3～2.9mg/m3、 0.7～64.3mg/m3和0.4～37.2mg/m3，当污泥臭气流量为3000m3/h，处理停留时间为20s时，尾气中硫化氢、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯和氯苯的浓度均低于检测范围，达到了国家一级排放标准。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污泥臭气的综合处理系统，其特征在于，包括，
依次连通的污泥臭气处理装置（6）、换热器（2）以及垃圾焚烧炉（1）；垃圾进料进入所述垃圾焚烧炉（1）进行焚烧，废渣从出料口排出；污泥臭气经所述污泥臭气处理装置（6）处理后与所述垃圾焚烧炉（1）产生烟气在所述换热器（2）中换热升温，进入所述垃圾焚烧炉（1）作为垃圾焚烧用氧化剂。
2.根据权利要求1所述的污泥臭气的综合处理系统，其特征在于，
所述换热器（2）中通入污泥臭气一侧填装催化剂，用于将污泥臭气在换热过程中催化氧化。
3.根据权利要求2所述的污泥臭气的综合处理系统，其特征在于，
所述催化剂包含选自铁、钴、镍、钼、钨、铬、钛、锌、铜的过渡金属及铂、钌、金的贵金属的活性组分和选自氧化铝、氧化钛的载体，其中活性组分占催化剂的2~25wt%，贵金属占活性组分的1~10wt%。
4.根据权利要求1所述的污泥臭气的综合处理系统，其特征在于，
所述烟气经所述换热器（2）后，进入烟气处理装置（3）进行处理排空。
5.根据权利要求1所述的污泥臭气的综合处理系统，其特征在于，
所述污泥臭气处理装置（6）包括化学除臭装置（5）和/或生物除臭装置（4）。
6.根据权利要求5所述的污泥臭气的综合处理系统，其特征在于，
所述污泥臭气依次进入所述化学除臭装置（5）和所述生物除臭装置（4）。
7.根据权利要求5或6所述的污泥臭气的综合处理系统，其特征在于，
所述化学除臭装置（5）包括依次连通的酸洗塔（7）和碱洗塔（8），其中，所述酸洗塔（7）中喷淋用的碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液的任一种，所述碱洗塔（8）中喷淋用的酸性溶液为硫酸溶液、硝酸溶液及盐酸溶液的任一种。
8.根据权利要求5所述的污泥臭气的综合处理系统，其特征在于，
所述生物除臭装置（4）包括喷雾塔（9）和经细菌培养的生物除臭塔（10）。
9.根据权利要求1所述的污泥臭气的综合处理系统，其特征在于，
所述垃圾焚烧炉（1）焚烧温度大于等于850度。
10.根据权利要求1所述的污泥臭气的综合处理系统，其特征在于，
所述污泥臭气进入所述污泥臭气处理装置（6）的停留时间为25~30秒。
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Address after: 528200 Dalan Branch of Shishan Forest Farm, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province

Patentee after: Hanlan Green Electrostatic Solid Waste Treatment (Foshan) Co., Ltd.

Address before: 528225 Nanhai Green Power Renewable Energy Co., Ltd., Foshan City, Guangdong Province

Patentee before: Foshan South China Sea Green Electricity Regeneration Energy Co.,Ltd.

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