CN109078479A - 一种复合生物法处理污水站废气装置及废气处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种复合生物法处理污水站废气装置及废气处理方法，包括筒体，筒体内上部安装有除雾系统，除雾系统顶部的筒体上设置有排出口，除雾系统下部安装有生物吸收系统，生物吸收系统的下方安装有生物过滤系统，位于筒体的一侧壁下方位置设置开口，开口处通过管路连接进气系统，筒体内底部安装有储液系统。通过采用一体式气液两相多级生物净化处理装置。将石化行业副产的石油焦作为生物填料填入一体式气液两相多级生物净化处理装置中，通过微生物的附着和吸附，去除污水站废气中含硫类的恶臭物质及VOCs。同时，一体式气液两相多级生物净化处理的独特结构设计解决了传统生物法占地大，能效低的问题，实现了对污水站废气的环保，无害，节能化治理。

Description

一种复合生物法处理污水站废气装置及废气处理方法
技术领域
本发明涉及废气处理设备技术领域，尤其是一种复合生物法处理污水站废气装置及废气处理方法。
背景技术
工业的发展带来的大气的污染日趋严重。其中，废水处理过程中会产生大量的恶臭物质，这些污染物逸散到空气中会污染环境，危害人体健康，因此在排放前需要采取适当的技术手段进行处理。废水产生的恶臭物质主要包括H2S及硫醇、羰基硫等含硫VOCs，这些污染因子浓度低，嗅阈值低，可生化性强，适用于生物法净化。与常规的物理、化学方法相比，生物处理技术具有高效、成本低廉、操作简便、清洁、无二次污染等特点。目前，传统生物法具有一次投资大，占地大，运维复杂，微生物活性不高，处理效率低等问题，在废水除臭处理中的实际应用较为缺乏，具有改进空间。
现有技术中，主要公开的有两种废气处理装置：
(一)一种石化废气脱臭化学吸收剂，其应用是在磺化酞菁钴作为催化剂的作用下，对石化废气进行脱硫净化；可针对不同硫化物，设计了不同的脱硫剂，该吸收剂具有不燃不爆，无毒无害，针对性强，安可靠等优点，吸收剂处理后废气达到国家《恶臭污染排放标准》。
但是该工艺催化剂出成本较高，且对硫化物浓度有一定限制和要求，不能同时处理废气中的有机物。
(二)一种生物法脱除烟气中SO2和NOx的双塔串联装置及方法。烟道中的烟气通过引风机依次进入降温除尘塔、填料塔Ⅰ和填料塔Ⅱ，填料塔Ⅰ和填料塔Ⅱ均设有循环液储存装置，在循环液储存装置中设有曝气装置和搅拌装置。该装置可以避免循环液液位的变化同时更避免了循环液pH值的波动，从而进一步提高了对烟气中的SO2和NOx的去除效果。
但是该工艺采用直径为5-8厘米的高效陶瓷粒作为生物填料，成本较高，且更换后的废弃填料为二次污染，需要额外处理。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种复合生物法处理污水站废气装置及废气处理方法，从而将石化行业的副产物，海绵或球状石油焦作为生物填料填入生物处理系统中，通过微生物的吸附和分解，去除污水站废气中含硫类的恶臭物质。对于这种含水量高，恶臭浓度高，硫化物含量显著的废气源强，传统的吸附法和水洗法无法将其彻底治理，可用石油焦作为生物填料的生物过滤法结合生物吸收法将其进行完整、有效、无害化处理。
本发明所采用的技术方案如下：
一种复合生物法处理污水站废气装置，包括筒体，所述筒体内上部安装有除雾系统，除雾系统顶部的筒体上设置有排出口，所述除雾系统下部安装有生物吸收系统，生物吸收系统的下方安装有生物过滤系统，位于筒体的一侧壁下方位置设置开口，所述开口处通过管路连接进气系统，所述筒体内底部安装有储液系统。
其进一步技术方案在于：
所述生物过滤系统的结构为：包括与进气系统连通的通道，所述通道上部为生物过滤层，所述生物过滤层的上方安装有溢流喷淋系统，溢流喷淋系统与上方的生物吸收系统的溢流口连通。
所述生物过滤层采用生物填料制作，通过石油焦乱堆形成。
生物填料为海绵状或球状石油焦，为延迟焦化后的直接产物，所述生物填料成分为：灰份含量≤0.5％，挥发量≤8％，水分≤5％，硫含量≤3％，粒径：30-50mm，有机物含量≥20％。
所述生物吸收系统的结构为：包括一层或多层生物吸收单元，单层生物吸收单元的结构为：包括横向安装在筒体内部的塔板，所述塔板为带有泪孔和升气管的多孔筛板，在塔板上部积存液层，形成液封；所述塔板的升气管上连接有泡罩，并在泡罩上方形成有生物吸收层，生物吸收层上方安装有循环喷淋系统。
所述储液系统的结构为：包括蒸汽盘管保温系统和PH监控，在筒体的顶部安装排泥管道。
所述除雾系统为折流板、钩形板或丝网。
一种复合生物法处理污水站废气装置的废气处理方法，包括如下操作步骤：
第一步：废气通过进气系统进入筒体内部；
第二步：废气进入生物过滤系统1中，对废气进行过滤；
第三步：过滤后的废气进入生物吸收系统中，去除废气中的VOCs；
第四步：已经去除了VOCs的废气通过除雾系统后在排出口排出，此时排出的为净化的气体。
进入生物过滤系统1的截面流速为0.1-0.8m/s，停留时间＞5s，填料高度＞0.5m，压阻＜2000pa。
生物过滤系统的生物过滤层在填料之前进行挂膜，挂膜的方式为：在石油焦中掺入PH缓冲剂，N、P等营养元素并接种微生物，然后装填，加入pH缓冲剂10％-15％，NH4NO35％-8％，K2HPO4 1％-2％，其余微量物质＜1％。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过采用一体式气液两相多级生物净化处理装置。将石化行业副产的石油焦作为生物填料填入一体式气液两相多级生物净化处理装置中，通过微生物的附着和吸附，去除污水站废气中含硫类的恶臭物质及VOCs。同时，一体式气液两相多级生物净化处理的独特结构设计解决了传统生物法占地大，能效低的问题，实现了对污水站废气的环保，无害，节能化治理。
本发明使用的生物填料为石化厂工艺生产过程中的副产品海绵状或球状的石油焦，节省了额外购买生物填料的成本，填料废弃后可直接当作燃料燃烧，减少二次污染生成，实现了对污水站除臭的环保，无害，循环，节能化治理。
本发明采用多层生物处理系统的并联，菌液的循环流动，使有机物的处理效果得到提升，因此生物处理系统的截面流速和所需停留时间均可降低要求，大大降低了设备的占地面积。
本发明所述的生物吸收系统的溢流液和渗漏液能有效对生物滤床系统进行润湿，因此无需额外加设预洗塔，设备尺寸有效减小，大大降低了生物法的投资成本。
本发明所述的富含有机质的副产石油焦作为填料，可直接为微生物提供营养物质，无须在运行过程中投加额外的营养物质，减少了运维难度，后期运行无须进行专人照看，操作简单，运行费用低、适用范围广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1、生物过滤系统；11、进气系统；12、生物过滤层；13、溢流喷淋系统；2、生物吸收系统；21、塔板；22、泡罩；23、生物吸收层；24、循环喷淋系统；3、除雾系统；4、储液系统；41、pH监控；42、蒸汽盘管保温系统；43、排泥管道；5、筒体。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施例的复合生物法处理污水站废气装置，包括筒体5，筒体5内上部安装有除雾系统3，除雾系统3顶部的筒体5上设置有排出口，除雾系统3下部安装有生物吸收系统2，生物吸收系统2的下方安装有生物过滤系统1，位于筒体5的一侧壁下方位置设置开口，开口处通过管路连接进气系统11，筒体5内底部安装有储液系统4。
生物过滤系统1的结构为：包括与进气系统11连通的通道，通道上部为生物过滤层12，生物过滤层12的上方安装有溢流喷淋系统13，溢流喷淋系统13与上方的生物吸收系统2的溢流口连通。
生物过滤层12采用生物填料制作，通过石油焦乱堆形成。
生物填料为海绵状或球状石油焦，为延迟焦化后的直接产物，生物填料成分为：灰份含量≤0.5％，挥发量≤8％，水分≤5％，硫含量≤3％，粒径：30-50mm，有机物含量≥20％。
生物吸收系统2的结构为：包括一层或多层生物吸收单元，单层生物吸收单元的结构为：包括横向安装在筒体5内部的塔板21，塔板21为带有泪孔和升气管的多孔筛板，在塔板21上部积存液层，形成液封；塔板21的升气管上连接有泡罩22，并在泡罩22上方形成有生物吸收层23，生物吸收层23上方安装有循环喷淋系统24。生物吸收层23为含有微生物菌体的微生物菌液层，可吸收废气中的可溶性物质并分解，分解不完全的有机物随着菌液通过溢流喷淋系统13或塔板21进入生物过滤系统1进行二次处理。溢流或渗漏的菌液通过循环喷淋系统23进行及时补充。
生物吸收单元间距为350-450mm，其中塔板21开孔率为10％-20％，生物吸收层液面高度为50-100mm，循环喷淋量为1-5m3/(m2·h)，漏液率＜10％。
储液系统4的结构为：包括蒸汽盘管保温系统42和PH监控41，在筒体5的顶部安装排泥管道43。
储液系统4为循环菌液的储槽，设有蒸汽盘管保温系统42和PH监控41，保证微生物的活性。底部有排泥管道43可定期对储槽里的污泥进行清理。设置蒸汽盘管保温为25-35℃，pH要求为6.5-7.5，并及时排出底泥，保证微生物的活性。
除雾系统3为折流板、钩形板或丝网。将废气中带出的微生物、水滴和石油焦粉拦截，并通过重力回流至生物吸收系统2中。
塔内微生物从储液系统4喷淋至生物吸收系统2中，吸收废气中的污染物后，流入生物过滤系统1中，最后回到储液系统4中，实现多次循环处理。
一种复合生物法处理污水站废气装置的废气处理方法，包括如下操作步骤：
第一步：废气通过进气系统11进入筒体5内部；
第二步：废气进入生物过滤系统1中，对废气进行过滤；
第三步：过滤后的废气进入生物吸收系统2中，去除废气中的VOCs；
第四步：已经去除了VOCs的废气通过除雾系统3后在排出口排出，此时排出的为净化的气体。
进入生物过滤系统1的截面流速为0.1-0.8m/s，停留时间＞5s，填料高度＞0.5m，压阻＜2000pa。
生物过滤系统(1)的生物过滤层(12)在填料之前进行挂膜，挂膜的方式为：在石油焦中掺入PH缓冲剂，N、P等营养元素并接种微生物，然后装填，加入pH缓冲剂10％-15％，NH4NO3 5％-8％，K2HPO4 1％-2％，其余微量物质＜1％。
实施例一：
某污水站生化池、收集池和厌氧池产生的气体混合后(气量为5000Nm3/h，非甲烷总烃浓度为58mg/Nm3(以碳计)，硫化氢浓度为56mg/Nm3)，通过管道收集后，进入气液两相多级生物净化处理装置。本项目设计废气截面流速0.4m/s，停留时间5s，填料高度2m，填料为该厂区副产物海绵状石油焦颗粒，指标均满足要求。生物吸收系统设计两层，喷淋密度2m3/(m2·h)，废气通过多级生物净化处理后，经除雾器将微生物滴和水滴除去后排出。出口测得非甲烷总体浓度为8mg/Nm3，硫化氢浓度为1.5mg/Nm3。
该污水站的废气通过本发明的设备处理后，满足恶臭和VOCs达标排放要求，VOCs气体的总去除率为90％以上，硫化氢的去除率达95％以上。
实施例二：
某污水站收集池、生化池和污泥浓缩池产生的气体混合后(气量为3000Nm3/h，非甲烷总烃浓度为112mg/Nm3(以碳计)，部分有机物为硫化有机物，硫化氢浓度为91mg/Nm3)，通过管道收集后，进入气液两相多级生物净化处理装置。本项目设计废气截面流速0.3m/s，停留时间6s，填料高度1.8m，填料为该厂区副产物海绵状石油焦颗粒，指标均满足要求。生物吸收系统设计3层，喷淋密度3m3/(m2·h)。废气通过多级生物净化处理后，经除雾器将微生物滴和水滴除去后排出。出口测得非甲烷总体浓度为15mg/Nm3，硫化氢浓度为2.2mg/Nm3。运行1年后，生物填料废弃，更换填料后，废弃生物填料作为燃料直接进行燃烧，无二次污染。
该污水站的废气通过本发明工艺处理后，满足恶臭和VOCs达标排放要求，VOCs气体的总去除率为90％以上，硫化氢的去除率达95％以上。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种复合生物法处理污水站废气装置，其特征在于：包括筒体(5)，所述筒体(5)内上部安装有除雾系统(3)，除雾系统(3)顶部的筒体(5)上设置有排出口，所述除雾系统(3)下部安装有生物吸收系统(2)，生物吸收系统(2)的下方安装有生物过滤系统(1)，位于筒体(5)的一侧壁下方位置设置开口，所述开口处通过管路连接进气系统(11)，所述筒体(5)内底部安装有储液系统(4)。
2.如权利要求1所述的一种复合生物法处理污水站废气装置，其特征在于：所述生物过滤系统(1)的结构为：包括与进气系统(11)连通的通道，所述通道上部为生物过滤层(12)，所述生物过滤层(12)的上方安装有溢流喷淋系统(13)，溢流喷淋系统(13)与上方的生物吸收系统(2)的溢流口连通。
3.如权利要求2所述的一种复合生物法处理污水站废气装置，其特征在于：所述生物过滤层(12)采用生物填料制作，通过石油焦乱堆形成。
4.如权利要求3所述的一种复合生物法处理污水站废气装置，其特征在于：生物填料为海绵状或球状石油焦，为延迟焦化后的直接产物，所述生物填料成分为：灰份含量≤0.5％，挥发量≤8％，水分≤5％，硫含量≤3％，粒径：30-50mm，有机物含量≥20％。
5.如权利要求1所述的一种复合生物法处理污水站废气装置，其特征在于：所述生物吸收系统(2)的结构为：包括一层或多层生物吸收单元，单层生物吸收单元的结构为：包括横向安装在筒体(5)内部的塔板(21)，所述塔板(21)为带有泪孔和升气管的多孔筛板，在塔板(21)上部积存液层，形成液封；所述塔板(21)的升气管上连接有泡罩(22)，并在泡罩(22)上方形成有生物吸收层(23)，生物吸收层(23)上方安装有循环喷淋系统(24)。
6.如权利要求1所述的一种复合生物法处理污水站废气装置，其特征在于：所述储液系统(4)的结构为：包括蒸汽盘管保温系统(42)和PH监控(41)，在筒体(5)的顶部安装排泥管道(43)。
7.如权利要求1所述的一种复合生物法处理污水站废气装置，其特征在于：所述除雾系统(3)为折流板、钩形板或丝网。
8.一种利用权利要求1所述的复合生物法处理污水站废气装置的废气处理方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
第一步：废气通过进气系统(11)进入筒体(5)内部；
第二步：废气进入生物过滤系统(1)中，对废气进行过滤；
第三步：过滤后的废气进入生物吸收系统(2)中，去除废气中的VOCs；
第四步：已经去除了VOCs的废气通过除雾系统(3)后在排出口排出，此时排出的为净化的气体。
9.如权利要求8所述的复合生物法处理污水站废气装置的废气处理方法，其特征在于：进入生物过滤系统(1)的截面流速为0.1-0.8m/s，停留时间＞5s，填料高度＞0.5m，压阻＜2000pa。
10.如权利要求8所述的复合生物法处理污水站废气装置的废气处理方法，其特征在于：生物过滤系统(1)的生物过滤层(12)在填料之前进行挂膜，挂膜的方式为：在石油焦中掺入PH缓冲剂，N、P等营养元素并接种微生物，然后装填，加入pH缓冲剂10％-15％，NH4NO35％-8％，K2HPO4 1％-2％，其余微量物质＜1％。
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