CN110124488A - 一种用于生化处理中VOCs治理及尾气再利用工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于生化处理中VOCs治理及尾气再利用工艺，该工艺生化处理产生的尾气经集气罩收集后进入VOCs处理单元，VOCs处理后的尾气进入吸收槽处理得到碳酸钠溶液，吸收槽处理剩余尾气进入变压吸附处理，得到的氮气回收利用，氧气经臭氧发生器处理后回用于臭氧催化氧化处理；该发明工艺将生化处理池中尾气收集，有效对VOCs处理，减少空气污染；将生化处理池中尾气收集，并分离尾气中氮气、氧气、二氧化碳，分别回用于气浮除油、臭氧催化氧化和化学软化，充分将尾气资源化再利用，降低运行成本。

Description

一种用于生化处理中VOCs治理及尾气再利用工艺
技术领域
本发明属于废水深度处理领域，尤其涉及一种用于生化处理中VOCs治理及尾气再利用工艺。
背景技术
随着中国社会经济持续高速发展，煤化工行业也占据了重要地位。煤化工行业生产废水具有有机物浓度高、盐度高、成分复杂等特点，废水的肆意排放会污染地表水、地下水、河流湖泊等，从而污染土地、破坏生态系统，间接的威胁到人类的生活健康，在水资源匮乏的情况下，废水处理回用十分必要。
煤化工废水成分复杂，含有油类、氨氮、酚类化合物及其他高浓度有机物和大量无机盐，废水可生化性差。目前煤化工废水处理工艺常采用的技术包括：酚氨回收技术、除油技术、生化处理技术、软化技术、高级氧化技术、膜浓缩等技术，针对有机物的去除工艺也成为了研究热点，多采用生化处理技术组合联用或高级氧化技术等，但处理过程中常伴有尾气生成，臭氧催化氧化中产生的尾气得到良好的处理并回收利用，但生化处理过程中挥发性有机物以及二氧化碳、氮气、氧气等气体，因浓度不高并未得到足够的重视，但长久以此对环境同样会造成污染和损害，因此尾气处理是十分必要的。
CN103288299B公开了一种煤化工废水的生化处理方法，包括预处理、厌氧处理、一级好氧处理、缺氧处理、二级好氧处理、混凝沉淀、砂滤。该技术方案优化了生化处理单元，提高了有机物降解能力，但多级好氧及缺氧处理的设置，并未对尾气进行适当处理。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种用于生化处理中VOCs治理及尾气再利用工艺，该工艺主要是通过对传统的生化处理单元进行改进，通过集气盖收集尾气，在此基础上进一步去除VOCs、二氧化碳、氮气和氧气，并将氮气和氧气回收利用于处理工艺，实现了尾气资源化再利用，减少空气污染，降低运行成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于生化处理中VOCs治理及尾气再利用工艺，其特征在于，生化处理产生的尾气经集气罩收集后进入VOCs处理单元，VOCs处理后的尾气进入吸收槽处理得到碳酸钠溶液，吸收槽处理剩余尾气进入变压吸附处理，得到的氮气回收利用，氧气经臭氧发生器处理后回用于臭氧催化氧化处理。
所述生化处理单元包括厌氧池、缺氧池和好氧池。
所述厌氧池中废水pH为7~7.5，水力停留时间为1~5h；
缺氧池废水pH为6~8.5，水力停留时间为2~6h；
好氧池废水pH为6~8.5，水力停留时间为10-25h；
经生化处理后的废水COD去除率达到80~95%。
在缺氧池和好氧池顶部设置集气罩，使缺氧池和好氧池封闭，以富集尾气，并通过气泵由池顶抽吸进入VOCs处理单元。
VOCs处理单元包括活性炭吸附、水喷淋、催化燃烧、溶液吸收中的任意一种或至少两种的组合；经处理后VOCs去除率≥50%。
VOCs处理后的尾气进行吸收槽处理；吸收槽中投加碱液用于吸收尾气中的二氧化碳；所述碱液优选为氢氧化钠稀溶液；得到的碳酸钠溶液，浓度≥10%，可回用于化学软化。
吸收槽处理剩余尾气进行变压吸附处理，将氮气与氧气分离，分离出的氮气回用于气浮除油，氧气进入臭氧发生器处理后回用于臭氧催化氧化处理
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）将生化处理池中尾气收集，有效对VOCs处理，减少空气污染；
（2）将生化处理池中尾气收集，并分离尾气中氮气、氧气、二氧化碳，分别回用于气浮除油、臭氧催化氧化和化学软化，充分将尾气资源化再利用，降低运行成本。
附图说明
图1 是本发明用于VOCs治理及尾气再利用工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
如图1所示，一种用于生化处理中VOCs治理及尾气再利用工艺，废水经重力除油和气浮除油后进入生化处理，生化处理出水进入化学软化，化学软化后的废水进一步进入臭氧催化氧化处理和深度处理，在生化处理过程中产生的尾气经集气罩收集后进入VOCs处理单元，VOCs处理后的尾气进入吸收槽处理得到碳酸钠溶液，吸收槽处理剩余尾气进入变压吸附处理，得到的氮气回收利用，氧气经臭氧发生器处理后回用于臭氧催化氧化处理。
其中，生化处理单元包括厌氧池、缺氧池和好氧池，厌氧池中废水pH为7~7.5，水力停留时间为1~5h；缺氧池废水pH为6~8.5，水力停留时间为2~6h；
好氧池废水pH为6~8.5，水力停留时间为10-25h；经生化处理后的废水COD去除率达到80~95%。
在缺氧池和好氧池顶部设置集气罩，使缺氧池和好氧池封闭，以富集尾气，并通过气泵由池顶抽吸进入VOCs处理单元。VOCs处理单元包括活性炭吸附、水喷淋、催化燃烧、溶液吸收中的任意一种或至少两种的组合；经处理后VOCs去除率≥50%。
VOCs处理后的尾气进行吸收槽处理；吸收槽中投加碱液用于吸收尾气中的二氧化碳；所述碱液优选为氢氧化钠稀溶液；得到的碳酸钠溶液，浓度≥10%，可回用于化学软化。
吸收槽处理剩余尾气进行变压吸附处理，将氮气与氧气分离，分离出的氮气回用于气浮除油，氧气进入臭氧发生器处理后回用于臭氧催化氧化处理。
实施例1
某煤化工厂废水COD为1000mg/L，油含量50mg/L，硬度300mg/L，采用如下方法对该废水进行预处理：
1、将煤化工预处理后废水采用重力除油处理：所述重力除油采用隔油池除油技术，出水油含量45mg/L；
2、经重力除油处理后的废水采用气浮除油处理：所述气浮除油为部分加压溶气气浮，气源为惰性气体氮气，并投加絮凝剂聚合氯化铝，用量为50mg/L，水力停留时间10min，油含量4mg/L；
3、经气浮除油后废水采用生化处理：所述生化处理优选为厌氧池、缺氧池、好氧池组合工艺，厌氧池pH为7，水力停留时间1h，缺氧池pH为7.5，水力停留时间2h，好氧池pH为7.5，水力停留时间10h，出水COD降低为100mg/L；
4、经缺氧池、好氧池顶部设置的集气罩，使缺氧池、好氧池封闭，富集尾气，通过气泵由池顶抽吸尾气进入VOCs处理单元；
5、经富集抽吸出的尾气采用VOCs处理，所述VOCs处理技术为活性炭吸和水喷淋组合工艺，VOCs去除率为60%；
6、经VOCs处理后的尾气采用吸收槽处理，所述吸收槽中充有氢氧化钠碱液，吸收尾气中二氧化碳气体，使碳酸钠溶液浓度为10%时，用于化学软化单元；
7、经吸收槽后剩余尾气采用变压吸附处理：将尾气中分离出的氮气和氧气，分别输送至气浮除油单元和臭氧发生器单元；
8、经生化处理后出水采用化学软化处理，所述化学软化的试剂优选为氢氧化钠和碳酸钠，氢氧化钠添加量为300mg/L，碳酸钠添加量为700mg/L，出水硬度降低为45mg/L；
9、经化学软化过滤出水采用臭氧催化氧化处理，臭氧投加量60mg/L，水力停留时间0.5小时，出水COD降低为50mg/L。
实施例2
某煤化工厂废水COD为1500mg/L，油含量70mg/L，硬度500mg/L，采用如下方法对该废水进行预处理：
1、将煤化工预处理后废水采用重力除油处理：所述重力除油采用隔油池除油技术，出水油含量63mg/L；
2、经重力除油处理后的废水采用气浮除油处理：所述气浮除油为部分加压溶气气浮，气源为惰性气体氮气，并投加絮凝剂聚合氯化铝，用量为70mg/L，水力停留时间15min，油含量6mg/L；
3、经气浮除油后废水采用生化处理：所述生化处理优选为厌氧池、缺氧池、好氧池组合工艺，厌氧池pH为7，水力停留时间2h，缺氧池pH为7.5，水力停留时间2h，好氧池pH为7.5，水力停留时间12h，出水COD降低为130mg/L；
4、经缺氧池、好氧池顶部设置的集气罩，使缺氧池、好氧池封闭，富集尾气，通过气泵由池顶抽吸尾气进入VOCs处理单元；
5、经富集抽吸出的尾气采用VOCs处理，所述VOCs处理技术为活性炭吸和水喷淋组合工艺，VOCs去除率为65%；
6、经VOCs处理后的尾气采用吸收槽处理，所述吸收槽中充有氢氧化钠碱液，吸收尾气中二氧化碳气体，使碳酸钠溶液浓度为10%时，用于化学软化单元；
7、经吸收槽后剩余尾气采用变压吸附处理：将尾气中分离出的氮气和氧气，分别输送至气浮除油单元和臭氧发生器单元；
8、经生化处理后出水采用化学软化处理，所述化学软化的试剂优选为氢氧化钠和碳酸钠，氢氧化钠添加量为550mg/L，碳酸钠添加量为1000mg/L，出水硬度降低为70mg/L；
9、经化学软化过滤出水采用臭氧催化氧化处理，臭氧投加量60mg/L，水力停留时间1小时，出水COD降低为60mg/L。
实施例3
某煤化工厂废水COD为3000mg/L，油含量80mg/L，硬度700mg/L，采用如下方法对该废水进行预处理：
1、将煤化工预处理后废水采用重力除油处理：所述重力除油采用隔油池除油技术，出水油含量70mg/L；
2、经重力除油处理后的废水采用气浮除油处理：所述气浮除油为部分加压溶气气浮，气源为惰性气体氮气，并投加絮凝剂聚合氯化铝，用量为80mg/L，水力停留时间20min，油含量6.5mg/L；
3、经气浮除油后废水采用生化处理：所述生化处理优选为厌氧池、缺氧池、好氧池组合工艺，厌氧池pH为7，水力停留时间3h，缺氧池pH为7.5，水力停留时间3h，好氧池pH为7.5，水力停留时间15h，出水COD降低为260mg/L；
4、经缺氧池、好氧池顶部设置的集气罩，使缺氧池、好氧池封闭，富集尾气，通过气泵由池顶抽吸尾气进入VOCs处理单元；
5、经富集抽吸出的尾气采用VOCs处理，所述VOCs处理技术为活性炭吸和水喷淋组合工艺，VOCs去除率为55%；
6、经VOCs处理后的尾气采用吸收槽处理，所述吸收槽中充有氢氧化钠碱液，吸收尾气中二氧化碳气体，使碳酸钠溶液浓度为10%时，用于化学软化单元；
7、经吸收槽后剩余尾气采用变压吸附处理：将尾气中分离出的氮气和氧气，分别输送至气浮除油单元和臭氧发生器单元；
8、经生化处理后出水采用化学软化处理，所述化学软化的试剂优选为氢氧化钠和碳酸钠，氢氧化钠添加量为680mg/L，碳酸钠添加量为1400mg/L，出水硬度降低为90mg/L；
9、经化学软化过滤出水采用臭氧催化氧化处理，臭氧投加量750mg/L，水力停留时间2小时，出水COD降低为110mg/L。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (7)

1.一种用于生化处理中VOCs治理及尾气再利用工艺，其特征在于，生化处理产生的尾气经集气罩收集后进入VOCs处理单元，VOCs处理后的尾气进入吸收槽处理得到碳酸钠溶液，吸收槽处理剩余尾气进入变压吸附处理，得到的氮气回收利用，氧气经臭氧发生器处理后回用于臭氧催化氧化处理。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述生化处理单元包括厌氧池、缺氧池和好氧池。
3.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述厌氧池中废水pH为7~7.5，水力停留时间为1~5h；缺氧池废水pH为6~8.5，水力停留时间为2~6h；好氧池废水pH为6~8.5，水力停留时间为10-25h；经生化处理后的废水COD去除率达到80~95%。
4.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，在缺氧池和好氧池顶部设置集气罩，使缺氧池和好氧池封闭，以富集尾气，并通过气泵由池顶抽吸进入VOCs处理单元。
5.如权利要求4所述的工艺，其特征在于，VOCs处理单元包括活性炭吸附、水喷淋、催化燃烧、溶液吸收中的任意一种或至少两种的组合；经处理后VOCs去除率≥50%。
6.如权利要求5所述的工艺，其特征在于，VOCs处理后的尾气进行吸收槽处理；吸收槽中投加碱液用于吸收尾气中的二氧化碳；所述碱液优选为氢氧化钠稀溶液；得到的碳酸钠溶液，浓度≥10%，可回用于化学软化。
7.如权利要求6所述的工艺，其特征在于，吸收槽处理剩余尾气进行变压吸附处理，将氮气与氧气分离，分离出的氮气回用于气浮除油，氧气进入臭氧发生器处理后回用于臭氧催化氧化处理。
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