CN108654223A - 无能耗污水处理厂臭气治理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无能耗污水处理厂臭气治理系统,包括:太阳能电池板、固定框架、盖板;所述盖板用于密封覆盖污水处理厂的臭气源,所述固定框架设置在盖板周围,用于固定住盖板上方的太阳能电池板;所述盖板采用防腐材质制成。此外,还包括:光解物化除臭装置,所述光解物化除臭装置与盖板相连,或者通过抽风机与盖板相连。本发明提供的系统采用了分散收集臭气,就地处理臭气源的方式,并设置有太阳能电池板,从而能够为光解物化除臭装置提供电能,采用光解原理对臭气进行处理,结构简单,臭气处理效率高。
Description
技术领域
本发明涉及市政臭气处理装置,具体地,涉及一种无能耗污水处理厂臭气治理系统。
背景技术
近年来,随着大型城市污水处理厂的大量建成,作为污水处理厂附属产品的臭气,以及相应的臭气处理工艺也越来越受到人们的关注和研究。城市污水处理过程中产生的臭气主要集中在预处理区域(进水泵房、初沉池、曝气沉砂池)、生物反应区域(厌氧 池、缺氧池、好氧池)及污泥处理区域(储泥池、污泥浓缩池、污泥脱水机房等)。这 些处理区域的构筑物特点是:面积大、臭气浓度高、扩散面广,直接影响污水处理厂工 人工作环境及周边环境空气质量。
产生臭气主要物质有硫化氢、氨等无机物和低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃等有机物。据分析,成分中NH3的浓度最高,其次是H2S;臭气的强度中甲 硫醇最大,其次是H2S(其臭气强度达到恶臭的程度)。这些污染物具有易挥发、嗅阈 值低等特点,不仅严重污染周边居民的生活环境,危害人体健康而且对污水处理厂的设 备、管道及防护设施等具有强烈腐蚀性,因此采取除臭措施非常必要。随着社会经济的 发展、生活水平的提高和公众环境空气质量意识的日益增强,城市污水处理厂的恶臭污 染也就成为亟待解决的首要问题。因此在建设污水处理厂的过程中,除了设置必要的污 水、污泥处理与处置系统外,还需针对污水处理厂臭气物质的成分和臭气的强度,选择 合适的除臭技术。
对污水处理厂常用的几种臭气处理方法(生物法、离子法、化学洗涤法及活性炭吸附法)进行技术经济因素综合比较分析,以“分散收集,集中处理”的除臭系统技术,为 城市污水处理厂治理臭气的一种常规的方法;具体地,包括如下步骤:
1)除臭系统首先在污水处理过程中的各臭气源(粗格栅、细格栅、曝气沉砂池、 初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池、污泥浓缩池等)的大型构筑物上进行密闭加盖,目 的是:收集臭气,控制臭气扩散。目前密闭材质大部分采用防腐的阳光板、耐力板、有 机玻璃钢、膜材等轻钢结构形式,设计上主要考虑材料防腐、抗紫外线及使用寿命,在 强阳光的照射下,目前所采用的材料一般使用寿命在3-10年。臭气源的密闭加盖工程 也是污水处理厂臭气治理过程中必不可少的重要环节,密闭加盖的工程量小规模污水处 理厂也要达到几万个平方米,也是整个除臭系统投资比例最大的一部分。
2)经过密闭收集后的臭气,在风机抽风作用下通过管道将臭气输送至臭气处理装置(除臭设备)进行处理。在管道设计上材质大部分采用防腐材料如不锈钢、有机玻璃 钢、PE或PVC,选材上主要还是考虑到防腐、使用寿命。管道输送工程是污水处理厂 臭气治理过程中一项即耗能又耗材的工程,主要污水处理厂除臭区域臭气源的构筑物较 分散、构筑物池体面积大,目前除臭系统工程中臭气输送管道少则几百米甚至几千米, 由于管道长阻力大,风机的能耗就成为整个除臭系统的主要能耗。
3)臭气处理装置(除臭设备)目前主要工艺有生物法、活性炭吸附法、化学洗涤 吸收法和低温离子氧化法,各种臭气的处理工艺选型。并根据污水处理厂废水的来源的 臭气浓度要求,污水处理厂所在地区的大气环境质量要求,《城镇污水处理厂污染物排 放标准》GB18918-2002和《恶臭污染物排放标准》GB14554-1993标准要求及本地的地 方标准的要求进行臭气集中处理。目前,污水处理厂所需臭气处理量几万立方米到几十 立方米每小时,所以在目前污水处理厂臭气治理过程中除臭系统的除臭设备的占地面积 也是一个对厂区整体设计中很头疼的一个大问题。
面对城镇污水处理厂恶臭污染引发的环境和社会问题日益严重性,国家及地方政府 针对城镇污水处理厂臭气污染物排放标准的作相应提高,目前采用局部构筑物的臭气治 理方式,已不能满足现实需求,污水处理厂整体构筑物加盖除臭的方式是必然趋势,也是根本的解决之道,也是污水处理厂大规模除臭应用的要求。现状除臭系统的技术“分 散收集、集中处理”方式初建投资高、能耗大、运行成本高及臭气处理装置(除臭设备) 占地面积大等现实问题,以及大幅度增加了污水处理厂建设和运行成本,加大污水处理 厂臭气治理执行的难度。在这种形势下,迫切需要一种无能耗又无需大量占地面积的新 概念污水处理厂臭气治理方法,可以全面解决污水处理厂处理恶臭污染问题的新技术。 在这种迫切需求的形势下及现状除臭技术基础上,不是从单一考虑减排,达到恶臭污染 物排放标准为目的,而是以无能耗减排为目标,研发出一种新概念节能减排污水处理厂 臭气治理方法,发明技术核心是无能耗的“分散收集、就地处理”臭气治理方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种无能耗污水处理厂臭气治理系统。
根据本发明提供的无能耗污水处理厂臭气治理系统,包括:太阳能电池板、固定框架、盖板;所述盖板用于密封覆盖污水处理厂的臭气源,所述固定框架设置在盖板周围, 用于固定住盖板上方的太阳能电池板。
优选地,还包括:光解物化除臭装置,所述光解物化除臭装置与盖板相连,或者通过抽风机与盖板相连。
优选地,所述盖板采用防腐材质制成。
优选地,所述光解物化除臭装置包括:过滤模块和光解物化模块,所述过滤模块的一端为臭气的输入端,所述过滤模块的另一端与光解物化模块相连;经过过滤模块除尘 处理的臭气进入光解物化模块,由光解物化模块内部的紫外光进行光解后排出。
优选地,所述过滤模块包括:进气口、过滤器以及过滤段壳体,所述进气口安装在过滤段壳体的一侧,过滤器安装在过滤段壳体内部,过滤段壳体的另一侧输出经过滤器 除尘处理后的均匀臭气。
优选地,所述光解物化模块包括:光解物化段壳体、紫外灯管、出气口,所述光解物化段壳体的一侧与过滤模块的另一端相连,所述光解物化段壳体的另一侧安装有出气口;所述光解物化段壳体的内部设置有多个紫外灯管。
优选地,多个紫外灯管之间平行均匀设置在光解物化段壳体内部,且紫外灯管的方 向与臭气的气流运行方向一致。
优选地,还包括污染物检测仪器和控制装置,所述污染物检测仪器设置在进气口位 置处或者光解物化段壳体内;具体地,所述污染物检测仪器能够检测空气中臭气的污染物含量并生成相应的反馈信号传输给控制装置;控制装置是指:能够根据反馈信号控制 紫外灯管开启数量的装置,所述控制装置包括多个档次开关,分别对应开启不同数量的 紫外灯管。
优选地,所述光解物化段壳体的内表面采用抛光处理,用于增强紫外灯光反射。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明提供的无能耗污水处理厂臭气治理系统设置有太阳能电池板,从而能够为光解物化除臭装置提供电能,所述光解除臭装置包括:过滤模块和光解物化模块,过 滤模块设置高效过滤装置,去除臭气中灰尘,避免光解物化段紫外灯管因表面积灰而降 低处理效果;光解物化模块均匀设置与气流方向平行的高能紫外灯管,利用高能紫外线 光产生的强氧化性物质及紫外光的光解能力,去除臭气中有毒、有害、有异味组分,不 仅保证了处理效果的稳定性,同时避免了因气流对紫外灯管的冲击而导致的气流阻力增 大和紫外灯管寿命的降低。
2、本发明提供的光解物化除臭装置的光解物化模块的箱体内侧进行抛光处理,增强紫外光反射效果,整体结构简单合理,能够就地对臭气进行处理。
3、本发明提供的光解物化除臭装置还设置有污染物检测仪器,能够实时反馈臭气中污染物的含量,且设置控制装置根据污染物检测仪器的检测结果自动选择不同的处理强度,更加节能。
4、本发明提供的无能耗污水处理厂臭气治理系统采用了分散收集臭气,就地处理臭 气源的方式,结构简单,臭气处理效率高。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明提供的光解物化除臭装置的结构示意图。
图2为本发明提供的光解物化除臭装置的内部结构示意图。
图中:
1-进气口;
2-过滤器;
3-过滤段壳体;
4-光解物化段壳体;
5-紫外灯管;
6-出气口;
7-太阳能电池板;
8-不锈钢框架;
9-防腐盖板。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人 员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于 本发明的保护范围。
根据本发明提供的无能耗污水处理厂臭气治理系统,包括:太阳能电池板、固定框架、盖板;所述盖板用于密封覆盖污水处理厂的臭气源,所述固定框架设置在盖板周围, 用于固定住盖板上方的太阳能电池板。
所述无能耗污水处理厂臭气治理系统,还包括:光解物化除臭装置,所述光解物化除臭装置与盖板相连,或者通过抽风机与盖板相连。
所述光解物化除臭装置包括:过滤模块和光解物化模块,所述过滤模块的一端为臭 气的输入端,所述过滤模块的另一端与光解物化模块相连;经过过滤模块除尘处理的臭气进入光解物化模块,由光解物化模块内部的紫外光进行光解后排出。
所述过滤模块包括:进气口1、过滤器2以及过滤段壳体3,所述进气口1安装在过滤段壳体3的一侧,过滤器2安装在过滤段壳体3内部,过滤段壳体3的另一侧输出经 过滤器2除尘处理后的均匀臭气。
所述光解物化模块包括:光解物化段壳体4、紫外灯管5、出气口6,所述光解物化段壳体4的一侧与过滤模块的另一端相连,所述光解物化段壳体4的另一侧安装有出气 口6;所述光解物化段壳体4的内部设置有多个紫外灯管5。
多个紫外灯管5之间平行均匀设置在光解物化段壳体4内部,且紫外灯管5的方向与臭气的气流运行方向一致。
所述光解物化除臭装置还包括污染物检测仪器和控制装置,所述污染物检测仪器设 置在进气口1位置处或者光解物化段壳体4内;具体地,所述污染物检测仪器能够检测空气中臭气的污染物含量并生成相应的反馈信号传输给控制装置;控制装置是指:能够 根据反馈信号控制紫外灯管5开启数量的装置,所述控制装置包括多个档次开关,分别 对应开启不同数量的紫外灯管5。
更进一步地,例如根据传感器信号(电信号或者实际检测到的物理信号)通过单片机、微处理器等实现对多个紫外灯管5的开启或者关闭。
所述光解物化段壳体4的内表面采用抛光处理,用于增强紫外灯光反射。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图2所示,本发明的一种光解物化除臭装置包含:
进气口1、过滤器2、过滤段壳体3、光解物化段壳体4、紫外灯管5、出气口6、 控制装置。
过滤器2安装与过滤段壳体3内、紫外灯管5安装在光解物化段壳体4内。
臭气进入本发明光解物化除臭设备后,首先经设置有过滤器2的过滤段,去除臭气中的含尘组分,同时利用过滤器2的气体布气作用将进入设备内的臭气进行均匀布气。
经过过滤段有效过滤后的臭气,进入光解物化段,光解物化段利用紫外灯管5产生的高能紫外线光将恶臭物质分子结合键打断,光解形成活性分子碎片,另一方面通过光 解空气中的氧气,产生性质活跃的正负氧离子,继而产生臭氧,利用臭氧的强氧化能力 能将很多恶臭物质氧化,此外,光解氧气产生的臭氧获得复合离子光子的能量后,能极 为迅速地分解,与臭气中的水分反应生成氧化能力更强的羟基自由基(HO·)。利用臭氧、 羟基自由基等物质的强氧化性将臭气中有毒、有害、有味组分分解成二氧化成和水等无 害组分。
本发明中的光解物化除臭设备的处理能力共分为高中低三挡,利用控制装置通过外 置的污染物检测仪器反馈的检测信号,自动调整紫外灯管5的开灯数量,进而对本发明的光解物化除臭设备处理能力进行调节。
本发明中的光解物化除臭设备在光解物化处理段壳体4内部采用抛光处理,增强紫 外灯光反射。
本发明中的光解物化除臭设备整体可采用模块化设计,具体可根据处理量的大小、 停留时间的要求,增加或减少处理模块,保证处理效果。
更进一步地,利用本发明提供的无能耗污水处理厂臭气治理系统对污水处理厂的臭 气进行治理,包括如下步骤:
步骤1:分析污水处理厂臭气的主要成分;
一般污水处理厂臭气主要物质有氨、硫化氢、硫醇、挥发性脂肪酸及VOCs。
1)氨气在污水中的浓度通常不高,主要由污水中的固体颗粒经过厌氧消化和好氧消化而产生。当污水pH值升高时,氨气变得容易挥发,臭气中的氨浓度通常很高。
2)硫化氢是污水在缺氧条件下产生的。当污水中的溶解氧很少或为零时,污水中的细菌(如:脱硫苗)会将硫酸盐或硝酸盐作为它们的氧源,随后将硫酸盐还原成亚硫 酸盐和硫化物,进而产生硫化氢气体,尤其在pH值较低的情况下。
3)硫醇和其他含硫的污水气态化合物(如:二硫化碳、甲基二硫化物、二甲基二 硫化物)由于在低浓度极限时也可以产生强烈的恶臭,而成为污水处理厂恶臭控制的难 点。这些含硫气态化合物和硫化氢产生的途径相同,且存在于同样的臭气中。
4)挥发性脂肪酸(VFAs)是有机物在缺氧或厌氧条件下分解产生的,包括丁酸、 乙酸、醋酸和丙酸。它们的特点是恶臭浓度低、强度大,挥发性脂肪酸是由污泥和污水 的分解过程中产生的。
5)挥发性有机化合物(VOCs)包括一系列合成和自然生成的有机化合物,有些是恶臭的,有些是气态带有毒性物质,它们大多数来自工业污染源。
步骤2:确定臭气治理的执行标准;
本发明中采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918)2015年征求意见稿(见表1)
表1:厂界(防护带边缘)主要恶臭污染物排放最高允许浓度
项目控制 | 单位 | 一级 |
氨 | mg/m3 | 1.0 |
硫化氢 | mg/m3 | 0.03 |
臭气浓度 | OU无量纲 | 10 |
步骤3:根据污水处理厂的臭气源构筑相匹配的密封盖,用于控制臭气的扩散;
污水处理厂设计需占地面积大,各构筑物(污水池)为敞开露天的方式,目的是污水处理工艺上为了保证污水处理过程中散发出的硫化氢、甲烷等易燃易爆物质的浓度不会极具上升,同时也对污水处理厂周边环境空气造成严重的污染。所以治理污水处理厂 的臭气污染首先要对现状敞开式的污水池通过密闭加盖方式来控制臭气的扩散。
步骤3中的密封盖包括:太阳能电池板、固定框架、盖板;所述盖板用于密封覆盖污水处理厂的臭气源,所述固定框架设置在盖板周围,用于固定住盖板上方的太阳能电 池板。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上 述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改, 这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的 特征可以任意相互组合。
Claims (9)
1.一种无能耗污水处理厂臭气治理系统,其特征在于,包括:太阳能电池板、固定框架、盖板;所述盖板用于密封覆盖污水处理厂的臭气源,所述固定框架设置在盖板周围,用于固定住盖板上方的太阳能电池板。
2.根据权利要求1所述的无能耗污水处理厂臭气治理系统,其特征在于,还包括:光解物化除臭装置,所述光解物化除臭装置与盖板相连,或者通过抽风机与盖板相连。
3.根据权利要求1所述的无能耗污水处理厂臭气治理系统,其特征在于,所述盖板采用防腐材质制成。
4.根据权利要求2所述的无能耗污水处理厂臭气治理系统,其特征在于,所述光解物化除臭装置包括:过滤模块和光解物化模块,所述过滤模块的一端为臭气的输入端,所述过滤模块的另一端与光解物化模块相连;经过过滤模块除尘处理的臭气进入光解物化模块,由光解物化模块内部的紫外光进行光解后排出。
5.根据权利要求2所述的无能耗污水处理厂臭气治理系统,其特征在于,所述过滤模块包括:进气口(1)、过滤器(2)以及过滤段壳体(3),所述进气口(1)安装在过滤段壳体(3)的一侧,过滤器(2)安装在过滤段壳体(3)内部,过滤段壳体(3)的另一侧输出经过滤器(2)除尘处理后的均匀臭气。
6.根据权利要求2所述的无能耗污水处理厂臭气治理系统,其特征在于,所述光解物化模块包括:光解物化段壳体(4)、紫外灯管(5)、出气口(6),所述光解物化段壳体(4)的一侧与过滤模块的另一端相连,所述光解物化段壳体(4)的另一侧安装有出气口(6);所述光解物化段壳体(4)的内部设置有多个紫外灯管(5)。
7.根据权利要求2所述的无能耗污水处理厂臭气治理系统,其特征在于,多个紫外灯管(5)之间平行均匀设置在光解物化段壳体(4)内部,且紫外灯管(5)的方向与臭气的气流运行方向一致。
8.根据权利要求2所述的无能耗污水处理厂臭气治理系统,其特征在于,还包括污染物检测仪器和控制装置,所述污染物检测仪器设置在进气口(1)位置处或者光解物化段壳体(4)内;具体地,所述污染物检测仪器能够检测空气中臭气的污染物含量并生成相应的反馈信号传输给控制装置;控制装置是指:能够根据反馈信号控制紫外灯管(5)开启数量的装置,所述控制装置包括多个档次开关,分别对应开启不同数量的紫外灯管(5)。
9.根据权利要求6所述的无能耗污水处理厂臭气治理系统,其特征在于,所述光解物化段壳体(4)的内表面采用抛光处理,用于增强紫外灯光反射。
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