CN106512692A - 一种光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器及其应用方法，本发明通过设置光氧催化前处理器、喷淋装置、两个不同的填料段的方式，在一号填料段的侧方设置45度导气弯头，在45度导气弯头的内部设置有光氧催化前处理器，减少了化学除臭药剂的使用量和处理难度，节约运行成本，减小了化学洗涤塔的设计停留时间，彻底解决臭氧二次污染问题，无需增加尾气处理装置，提高了处理效果的保障率。

Description

一种光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种除臭反应器及其应用方法，更具体地说，是一种光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器及其应用方法。
背景技术
市政污水、污泥处理及垃圾处置设施等是恶臭气体的重要来源。在市政污水处理种，不同的处理设施及过程会产生各种不同的恶臭气体。污水处理厂的进水提升泵房产生的主要臭气为硫化氢，初沉池污泥厌氧消化过程中产生的臭气以硫化氢及其它含硫气体为主，污泥消化稳定过程中会产生氨气和其它易挥发物质。垃圾堆肥过程中会产生氨气、胺、含硫化合物、脂肪酸、芳香族和二甲基硫等臭气。好氧消化及污泥风干过程可能产生很少量的硫化氢，但主要有硫醇和二甲基硫气体产生。
针对市政污水处理厂产生的恶臭气体物质种类多，成份复杂，处理气量大等特点，化学洗涤塔除臭反应器凭借其处理气量大、工艺简洁、效果稳定等优势，得到了广泛的工程应用。常规的化学洗涤塔为一种喷淋药液，在单层/双层填料上进行循环喷淋。为了消除致臭的碱类物质，需要用酸性物质进行化学洗涤；为了消除致臭的有机物和硫化物，经常用碱性和氧化性物质进行化学洗涤；为了消除前两段的过量的药剂(碱洗塔pH值超过11，属于危废品)和醛类物质，在碱洗塔的后端增加一级中和洗涤塔。因此，一般的化学洗涤除臭工艺需要3台洗涤塔，占地面积大、运行操作复杂、建设和运行成本较高。
光氧除臭反应器以其快速反应、占地小，对硫化氢的键能低的物质处理效果较好的优势，在市政污水处理厂除臭工程中也有广泛的应用。但是其氨气这类键能较高的物质处理效果不佳。且会产生臭氧副产物，须经进一步处理才可向环境空气排放。并且，该技术方法耐冲击负荷能力较差，耗电量大。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器及其应用方法，减少了化学除臭药剂的使用量和处理难度，节约运行成本，减小了化学洗涤塔的设计停留时间，彻底解决臭氧二次污染问题，无需增加尾气处理装置，提高了处理效果的保障率。
为实现上述技术目的，本发明的具体技术方案为：提供一种光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器，反应器整个整体呈现圆筒状设计，底部为一体化支撑的碳钢底座18，在底座18的上方是一号水箱2和二号水箱3，一号水箱2和二号水箱3通过实心隔板17隔开，一号水箱2设置高水位和低水位，在水箱的上部是设置有塑料丝网15和玻璃钢支撑格栅板16，塑料丝网15位于玻璃钢支撑格栅板16的上方；
位于塑料丝网15的上部是一号填料段4，在一号填料段4的侧方设置45度导气弯头20；在45度导气弯头20的内部设置有光氧催化前处理器1，
位于一号填料段4的上方是一号喷淋层5，一号喷淋层5的上部设置有螺旋塑料实心锥喷头21；
第一层喷淋管路22与二号水箱3通过一号水泵进行连接，在一号喷淋层5的上部设置有二号水 箱中转箱6，其设置有实心的隔板；
二号水箱中转箱6的下部设置有二号水箱回流喷淋管14，其插入二号水箱3的下部；
在二号水箱中转箱6的上部设置有二号填料段7，其和二号水上中转箱6之间设置有另一组塑料丝网12和玻璃钢支撑格栅板13；
在二号填料段7的上方设置有二号喷淋层8，其上部设置有第二号喷淋嘴；在上部设置有除雾层9；在二号填料段7的右方设置有密封区10；
在整个除雾层9的上部设置有出风口11，出风口11处设置有与自控箱通讯的臭氧检测仪24以及硫化氢检测仪23；
更进一步地，光氧催化前处理器内设置有二氧化钛催化剂层25、由UV锐线紫外灯管层26、高效HDPE丝网除尘层27组成。
更进一步地，在一号水箱2和二号水箱3内，设置ph计、ORP计，控制水里加药的系统和排水；同时还设有液体加热器和温度探头，防止冬季喷淋冻结；同时还设置两台水泵，分别放在两个水箱中，用于两种不同药剂的循环喷淋。
更进一步地，在水箱外，设置补水阀，分为手动和自动两种；同时还设置排水阀组，分为手动和自动两种；同时还设置液位计，其信号进自控箱，控制补水和排水；同时还设置自动加药机，向水箱加药。
更进一步地，一号填料段4由塑料鲍尔环或雪花环构成。
更进一步地，臭氧检测仪24与自控箱通讯，如果超标则减少光氧化前处理器的输出功率；硫化氢检测仪23与自控箱通讯，如果超标则调整运行策略，加大光氧化前处理器的输出功率或者调整喷淋液的浓度。
更进一步地，UV锐线紫外灯管层26由多根灯管组成不同的组合方式，根据出口的硫化氢数值和臭氧的数值，由自控箱自动的选择组合方式；高效HDPE丝网除尘层27上设置维修检查板，可反复开关，便于更换除尘厂的材料。在光氧催化内部的顶部设置有臭氧检测仪28，其与自控箱相通讯，实时反馈臭氧的浓度，仅做监控用处，不参与自控；在臭氧检测仪28右侧设置有压差计，压差计的作用是测量光氧催化处理器前后压差，如压差增加到一定数值，则自控箱报警提示更换除尘层。
更进一步地，一种利用上述权利要求之一的光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器的应用方法，该设备的处理过程为：首先，在光氧催化前处理器1现将恶臭气体进行除尘处理，再利用光氧催化技术，对恶臭气体进行初步的分解和去除，然后，未被彻底降解的恶臭物质和副产物臭氧一同被输送到双液双喷淋洗涤塔的一号喷淋层5之中，在2号喷淋层8中，进行化学药剂的中和，以及恶臭气体的进一步处理。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
1)减少了化学除臭药剂的使用量和处理难度，节约运行成本。减小了化学洗涤塔的设计停留时间，塔内停留时间可缩短为1s。
2)光氧催化技术仅作为预处理系统，设备中的停留时间约为3s，较传统的8-10s的停留时间，大大缩短。彻底解决臭氧二次污染问题，无需增加尾气处理装置。
3)联合处理将光氧催化和化学洗涤的优势结合在一起，扩大了恶臭气体治理的适用范围，提高了处理效果的保障率。
4)化学洗涤塔为双层喷淋，水箱也为两个，内装的化学药剂不同，每层单独设置水泵，独立控制。如果需要，可以在一座化学洗涤塔中同步实现碱洗和中和双层洗涤，特别适用于臭气浓度高、气量小、占地受限的场合。
5)全自动控制、无人值守，自控系统根据设备排口的检测数据自动调整设备运行参数。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明具体实施例的结构示意图。
图2是光氧催化内部结构图
图中：
1、光氧催化前处理器
2、一号水箱
3、二号水箱
4、一号填料段
5、一号喷淋层
6、二号水箱中转箱
7、二号填料段
8、二号喷淋层
9、除雾层
10、密封层
11、出风口
12、塑料丝网
13、玻璃钢支撑格栅板
14、二号水箱回流喷淋管
15、塑料丝网
16、玻璃钢支撑格栅板
17、实心隔板
18、底座
19、筒体
20、45度导气弯头
21、螺旋塑料实心锥喷头
22、第一号喷淋层管路
23、硫化氢检测仪
24、臭氧检测仪
25、二氧化钛催化剂层
26、UV锐线紫外灯管
27、高效HDPE丝网除尘层
28、臭氧检测仪
29、压差计
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，本发明的光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器，反应器整个整体呈现圆筒状设计，底部为一体化支撑的碳钢底座18，高度集成所有设备为一体，其为整个容器19的底部部分，在底座18的上方是一号水箱2和二号水箱3，一号水箱2和二号水箱3通过实心隔板17隔开，一号水箱2设置高水位和低水位，在水箱内，(1)设置ph计、ORP计，控制水里加药的系统和排水；(2)设有液体加热器和温度探头，防止冬季喷淋冻结；(3)设置两台水泵，分别放在两个水箱中，用于两种不同药剂的循环喷淋。在水箱外，(1)设置补水阀，分为手动和自动两种；(2)设置排水阀组，分为手动和自动两种；(3)设置液位计，其信号进自控箱，控制补水和排水；(4)设置自动加药机，向水箱加药。在水箱的上部是设置有塑料丝网15和玻璃钢支撑格栅板16，塑料丝网15位于玻璃钢支撑格栅板16的上方，塑料丝网15的作用是防止填料漏下。位于塑料丝网15的上部是一号填料段4，在一号填料段4的侧方设置45度导气弯头20，其作用是让气流的通畅不出死角。在45度导气弯头20的内部设置有光氧催化前处理器1，进风口的气体流向45度导气弯头20进入到一号填料段4和水箱中，一号填料段4由塑料鲍尔环或雪花环构成，其起到平衡体液分布的作用。位于一号填料段4的上方是一号喷淋层5，一号喷淋层5的上部设置有螺旋塑料实心锥喷头21，其作用是喷洒均匀气液，可获得接触面大的技术效果。第一层喷淋管路22与二号水箱3通过一号水泵进行连接，在一号喷淋层5的上部设置有二号水箱中转箱6，其设置有实心的隔板，承接二号填料段7路漏下的喷淋液，二号水箱中转箱6的下部设置有二号水箱回流喷淋管14，其插入二号水箱3的下部。在二号水箱中转箱6的上部设置有二号填料段7，二号填料段7同一号填料段4同样设置。在二号填料段7和二号水上中转箱6之间设置有另一组塑料丝网12和玻璃钢支撑格栅板13，其作用是防止填料漏下。在二号填料段7的上方设置有二号喷淋层8，二号喷淋层8的上部设置有同一号喷淋层5相同的第二号喷淋嘴。在上部设置有除雾层9。在二号填料段7的右方设置有密封区10，其作用是在主反应器中隔离出的单独空间，可作为备品备件的储存空间，不参与除臭的反应。在整个除雾层9的上部设置有出风口11，出风口11处设置有臭氧检测仪24以及硫化氢检测仪23，臭氧检测仪24与自控箱通讯，如果超标则减少光 氧化前处理器的输出功率；硫化氢检测仪23与自控箱通讯，如果超标则调整运行策略，加大光氧化前处理器的输出功率或者调整喷淋液的浓度。
下面介绍光氧催化器内部结构。其内设置有二氧化钛催化剂层25、由UV锐线紫外灯管层26、高效HDPE丝网除尘层27。二氧化钛催化剂层25的作用是紫外线在该层上和空气中的恶臭分子发生反应，UV锐线紫外灯管层26由多根灯管组成不同的组合方式，根据出口的硫化氢数值和臭氧的数值，由自控箱自动的选择组合方式；高效HDPE丝网除尘层27上设置维修检查板，可反复开关，便于更换除尘厂的材料。在光氧催化内部的顶部设置有臭氧检测仪28，其与自控箱相通讯，实时反馈臭氧的浓度，仅做监控用处，不参与自控；在臭氧检测仪28右侧设置有压差计，压差计的作用是测量光氧催化处理器前后压差，如压差增加到一定数值，则自控箱报警提示更换除尘层。
参见图2，该设备的处理过程为：首先，在光氧催化前处理器现将恶臭气体进行除尘处理，防止恶臭气体中的粉尘附着在催化剂层的表面，降低催化剂的效率。再利用光氧催化技术(催化剂层：二氧化钛TiO2)，对恶臭气体进行初步的分解和去除。光催化剂二氧化钛纳米粒子在一定波长的UV光线照射下受激生成电子—空穴对，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化—还原作用，将光催化剂表面的各种污染物摧毁。
然后，未被彻底降解的恶臭物质和副产物臭氧一同被输送到双液双喷淋洗涤塔的1号喷淋段之中，在1号喷淋段中喷淋液混合了碱性和氧化性物质，其本身就具有碱性化学中和和药剂氧化的作用，同时，气体中的臭氧溶解于喷淋液中，产生羟基自由基，也可与与气体中的恶臭物质发生化学反应，使得喷淋液的氧化性得到进一步提高，可以在较低的pH下，实现良好的氧化性能，从而处理挥发性有机物产生的恶臭。因此，光氧催化前处理器和化学洗涤塔的联用，既起到了消除光氧催化前处理器臭氧二次污染的作用，同时也减少了化学洗涤塔化学药剂的使用量。处理后的气体会残留少量的化学药剂，为了不对环境造成二次污染，在2号喷淋段中，进行化学药剂的中和，以及恶臭气体的进一步处理。化学洗涤塔为双层喷淋，水箱也为两个，内装的化学药剂不同，每层单独设置水泵，独立控制。该设计实现了除臭设备的高度集成，将以往需要串联的4级除臭反应器，集成在一个反应器中，减少了占地，同时高度集成的控制系统，保证了系统的稳定运行。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器，其特征在于：反应器整个整体呈现圆筒状设计，底部为一体化支撑的碳钢底座(18)，在底座(18)的上方是一号水箱(2)和二号水箱(3)，一号水箱(2)和二号水箱(3)通过实心隔板(17)隔开，一号水箱(2)设置高水位和低水位，在水箱的上部是设置有塑料丝网(15)和玻璃钢支撑格栅板(16)，塑料丝网(15)位于玻璃钢支撑格栅板(16)的上方；
位于塑料丝网15的上部是一号填料段(4)，在一号填料段(4)的侧方设置45度导气弯头(20)；在45度导气弯头(20)的内部设置有光氧催化前处理器(1)，
位于一号填料段(4)的上方是一号喷淋层(5)，一号喷淋层(5)的上部设置有螺旋塑料实心锥喷头(21)；
第一层喷淋管路(22)与二号水箱(3)通过一号水泵进行连接，在一号喷淋层(5)的上部设置有二号水箱中转箱(6)，其设置有实心的隔板；
二号水箱中转箱(6)的下部设置有二号水箱回流喷淋管(14)，其插入二号水箱(3)的下部；
在二号水箱中转箱(6)的上部设置有二号填料段(7)，其和二号水上中转箱(6)之间设置有另一组塑料丝网(12)和玻璃钢支撑格栅板(13)；
在二号填料段(7)的上方设置有二号喷淋层(8)，其上部设置有第二号喷淋嘴；在上部设置有除雾层(9)；在二号填料段(7)的右方设置有密封区(10)；
在整个除雾层(9)的上部设置有出风口(11)，出风口(11)处设置有与自控箱通讯的臭氧检测仪(24)以及硫化氢检测仪(23)。
2.根据权利要求1所述的光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器，其特征在于：光氧催化前处理器内设置有二氧化钛催化剂层(25)、由UV锐线紫外灯管层(26)、高效HDPE丝网除尘层(27)组成。
3.根据权利要求2所述的光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器，其特征在于：在一号水箱(2)和二号水箱(3)内，设置ph计、ORP计，控制水里加药的系统和排水；同时还设有液体加热器和温度探头，防止冬季喷淋冻结；同时还设置两台水泵，分别放在两个水箱中，用于两种不同药剂的循环喷淋。
4.根据权利要求3所述的光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器，其特征在于：在水箱外，设置补水阀，分为手动和自动两种；同时还设置排水阀组，分为手动和自动两种；同时还设置液位计，其信号进自控箱，控制补水和排水；同时还设置自动加药机，向水箱加药。
5.根据权利要求4所述的光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器，其特征在于：一号填料段(4)由塑料鲍尔环或雪花环构成。
6.根据权利要求5所述的光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器，其特征在于：臭氧检测仪(24)与自控箱通讯，如果超标则减少光氧化前处理器的输出功率；硫化氢检测仪(23)与自控箱通讯，如果超标则调整运行策略，加大光氧化前处理器的输出功率或者调整喷淋液的浓度。
7.根据权利要求6所述的光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器，其特征在于：UV锐线紫外灯管层(26)由多根灯管组成不同的组合方式，根据出口的硫化氢数值和臭氧的数值，由自控箱自动的选择组合方式；高效HDPE丝网除尘层(27)上设置维修检查板，可反复开关，便于更换除尘厂的材料。在光氧催化内部的顶部设置有臭氧检测仪(28)，其与自控箱相通讯，实时反馈臭氧的浓度，仅做监控用处，不参与自控；在臭氧检测仪(28)右侧设置有压差计，压差计的作用是测量光氧催化处理器前后压差，如压差增加到一定数值，则自控箱报警提示更换除尘层。
8.一种利用上述权利要求之一的光氧联合双液双喷淋洗涤除臭反应器的应用方法，其特征在于：该设备的处理过程为：首先，在光氧催化前处理器(1)现将恶臭气体进行除尘处理，再利用光氧催化技术，对恶臭气体进行初步的分解和去除，然后，未被彻底降解的恶臭物质和副产物臭氧一同被输送到双液双喷淋洗涤塔的一号喷淋层(5)之中，在2号喷淋层(8)中，进行化学药剂的中和，以及恶臭气体的进一步处理。
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