CN110772972A - 一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，包括臭气收集单元、加湿保温单元、洗涤加湿保温单元、高效生物处理单元、化学增强单元以及排放单元，这五个单元组成，本发明涉及污水生物臭气处理技术领域。该磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，很好的解决了现有生物除臭技术存在的启动时间长、占地面积大和抗冲击能力低的不足的问题，提供一种成本低廉、制备简单、使用寿命长的生物除臭填料及工艺，利用生物炭的载体作用、矿化垃圾的除臭微生物接种作用以及聚氨酯类物质的弹性疏松作用，使得在高效处理污水厂产生的恶臭的同时，有效延长装置的运行寿命，从而极大地提高社会效益和经济效益。

Description

一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺

技术领域

本发明涉及污水生物臭气处理技术领域，具体为一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺。

背景技术

随着大型城市污水处理厂的大量建成，作为污水厂附属产品的臭气，以及相应的臭气处理也越来越受到人们的关注。城市污水处理过程中产生的臭气主要集中在进水泵房、初沉池、曝气池、储泥池、污泥浓缩池、污泥脱水机房以及堆棚处，这些致臭物质主要有硫化氢、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，成分中氨的浓度最高，其次是H2S，臭气的强度中甲硫醇最大，其次是H2S(其臭气强度达到了强臭的程度)，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金属材料、设备和管道具有强烈腐蚀性，因此采取除臭措施非常必要。

随着中国经济的快速发展、居民生活水平的提高和公众环境意识的日益增强，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浓度，选择合适的除臭技术，设置经济有效的除臭系统。

针对不同生物臭气来源，对臭气进行处理的时候，一定要选择不同的除臭方法，合理选择出最适合这种臭气产生方式的解决办法和相关技术，以下为常用除臭方法。

活性炭吸附法，其利用活性炭能吸附臭气中致恶臭物质去除的特点，达到脱臭目的，活性炭吸附除臭，需对主要的臭源如格栅间、旋流沉砂池、污泥池浓缩池、污泥脱水机房构筑物的臭气进行收集，然后进入活性炭吸附塔，处理后洁净气体排放，为了有效地脱臭，通常利用各种不同性质的活性炭，例如在吸附塔内设置吸附酸性物质的活性炭，吸附碱性物质的活性炭和吸附中性物质的活性炭，臭气与各种活性炭接触后，排出吸附塔。

臭氧氧化法，其利用臭氧强氧化剂，使臭气中的化学成份氧化，达到脱臭的目的，臭氧氧化法有气相和液相之分，由于臭氧发生的化学反应较慢，一般先通过药液清洗法，去除大部分致臭物质，然后再进行臭氧氧化，另外，臭氧除臭，需对主要的臭源如格栅间、旋流沉砂池、污泥池浓缩池、污泥脱水机房构筑物的臭气进行收集，然后进行臭氧氧化，处理后洁净气体排放，其中臭氧需外置臭氧发生器和臭氧储存罐。

生物除臭滤池，主要工艺流程为：将收集的废气先经过预处理，去除颗粒浮尘并调温调湿，然后经过气体分布器(多孔装置)进入生物过滤器，生物过滤器中的滤床采用生物活性的介质，具有较好的通气性和适度的持水能力及缓冲性，适合各种微生物生长。当臭气通过滤床时，臭气中的恶臭物质被介质中的微生物吸附、吸收、降解。微生物以恶臭物质为营养源，使自身得到生长和增殖，整个系统运行稳定、管理简单、费用低，但是，生物滤池除臭，需对主要的臭源如格栅间、旋流沉砂池、污泥池浓缩池、污泥脱水机房构筑物的臭气进行收集，然后进入生物滤池除臭，处理后洁净气体排放，国内绝大多数污水处理厂都采用此工艺。

高能离子除臭工作原理是置于室内的离子发生装置发射出高能正、负离子，它可以与室内空气当中的有机挥发性气体分子(VOC)接触，打开VOC分子化学键，分解成二氧化碳和水；对硫化氢、氨同样具有分解作用，离子发生装置发射离子与空气中尘埃粒子及固体颗粒碰撞，使颗粒荷电产生聚合作用，形成较大颗粒靠自身重力沉降下来，达到净化目的，发射离子还可以与室内静电、异味等相互发生作用，同时有效地破坏空气中细菌生存的环境，降低室内细菌浓度，并将其完全消除。

除臭包括臭气的收集和处理，但是收集困难，无法实现完全收集，而且各单元内部臭气无法去除，处理臭气需新增加处理单元，需新增用地，除臭需增加药剂和动力消耗，运行成本高，除臭需新增设施和设备，投资成本高。简而言之，现有技术中的除臭方法臭气除去抽取不完全、设备占地面积大、动力消耗高，投资成本高。

生物除臭技术存在着启动时间长(除臭菌群的生长周期一般在一个月以上)、占地面积大(气体停留时间在30-60s左右)、抗冲击能力低等问题，并且其一般只适用于处理水溶性的恶臭气体，并需要外加营养盐等，现有的除臭填料一般为陶粒、塑料空心球、树皮等木质纤维素、竹炭等，但这些材料要么价格高，要么易碎不稳定，因此选择具有稳定除臭效率、成本低廉的新型填料，并构建有效的除臭系统成为其中的关键。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，因以Fe3O4磁性纳米纤维制作的生物填料具有超顺磁性、比表面积大、孔径小、孔隙率高、吸附能力强、良好的生物相容性以及类似过氧化物酶性质等优点，故用Fe3O4磁性纳米纤维混合填料(Fe3O4磁性纳米纤维与聚氨酯以2-4:1-5比例混合而成)用于污水厂除臭具有较好的效果，对缓解污水厂空气环境以及周边环境具有重要意义。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，包括臭气收集单元、加湿保温单元、洗涤加湿保温单元、高效生物处理单元、化学增强单元以及排放单元，这五个单元组成，其处理方法具体包括以下步骤：

S1、臭气收集单元：将污水厂中臭气通过通风设备收集，并且将收集的臭气通入洗涤加湿单元内进行处理；

S2、洗涤加湿保温单元：将步骤S1收集起来的臭气通过喷淋将臭气中可溶于水的成分去除，并将臭气加湿，然后通过加温装置对喷淋洗涤后的臭气进行加热保温，来保证微生物的最佳生长状态，提高去除效率；

S3、高效生物处理单元：将收集到的废气通入装有在适宜的条件下长满微生物磁性纳米纤维载体的容器内，磁性纳米纤维载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，由于微生物生长需要足够的有机养分，磁性纳米纤维载体具有高的有机成分，在适宜的条件下，微生物能够去除大多数自然生成的恶臭物质；

S4、化学增强单元：在步骤S2的喷淋水中投加碱液，用喷淋头将循环水在强化段内进行雾化，使碱液跟含有硫化氢污染物的气体充分接触，用碱洗作用能够降低出气中的硫化氢含量，使排放气的硫化氢含量稳定，并达到排放标准要求；

S5、排放单元：废水经过生物处理通过排放塔进行排放。

优选的，所述步骤S3中要使微生物保持高的活性，必须为之创造一个良好的生存条件，因此磁性纳米纤维载体上微生物的适宜条件为：湿度3-5RH、氧气含量3-6mol、温度25-27℃以及pH值6.1-6.5。

优选的，所述步骤S1中的通风设备是采用排气扇、C6-48型离心风机、4-72型离心风机、脉冲除尘器或旋风除尘器中的一种。

优选的，所述步骤S2中加温装置为ICCA PAR38红外线加热灯管或SICCA红外线加热灯管中的一种。

优选的，所述步骤S4中喷淋头为DN15喷淋头、DN20喷淋头或K80喷淋头中的一种。

优选的，所述步骤S5中排放塔为塔架式排放塔、套筒式排放塔或内衬式排放塔中的一种。

(三)有益效果

本发明提供了一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺。与现有技术相比具备以下有益效果：该磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，包括臭气收集单元、加湿保温单元、洗涤加湿保温单元、高效生物处理单元、化学增强单元以及排放单元，这五个单元组成，其处理方法具体包括以下步骤：S1、臭气收集单元：将污水厂中臭气通过通风设备收集，并且将收集的臭气通入洗涤加湿单元内进行处理，S2、洗涤加湿保温单元：将步骤S1收集起来的臭气通过喷淋将臭气中可溶于水的成分去除，并将臭气加湿，然后通过加温装置对喷淋洗涤后的臭气进行加热保温，来保证微生物的最佳生长状态，提高去除效率，S3、高效生物处理单元：将收集到的废气通入装有在适宜的条件下长满微生物磁性纳米纤维载体的容器内，磁性纳米纤维载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，由于微生物生长需要足够的有机养分，磁性纳米纤维载体具有高的有机成分，在适宜的条件下，微生物能够去除大多数自然生成的恶臭物质，S4、化学增强单元：在步骤S2的喷淋水中投加碱液，用喷淋头将循环水在强化段内进行雾化，使碱液跟含有硫化氢污染物的气体充分接触，用碱洗作用能够降低出气中的硫化氢含量，使排放气的硫化氢含量稳定，并达到排放标准要求，S5、排放单元：废水经过生物处理通过排放塔进行排放，很好的解决了现有生物除臭技术存在的启动时间长、占地面积大和抗冲击能力低的不足的问题，提供一种成本低廉、制备简单、使用寿命长的生物除臭填料及工艺，利用生物炭的载体作用、矿化垃圾的除臭微生物接种作用以及聚氨酯类物质的弹性疏松作用，使得在高效处理污水厂产生的恶臭的同时，有效延长装置的运行寿命，从而极大地提高社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，具体包括以下实施例：

实施例1

一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，包括臭气收集单元、加湿保温单元、洗涤加湿保温单元、高效生物处理单元、化学增强单元以及排放单元，这五个单元组成，其处理方法具体包括以下步骤：

S1、臭气收集单元：将污水厂中臭气通过通风设备收集，并且将收集的臭气通入洗涤加湿单元内进行处理，通风设备是采用排气扇；

S2、洗涤加湿保温单元：将步骤S1收集起来的臭气通过喷淋将臭气中可溶于水的成分去除，并将臭气加湿，然后通过加温装置对喷淋洗涤后的臭气进行加热保温，来保证微生物的最佳生长状态，提高去除效率，加温装置为ICCA PAR38红外线加热灯管；

S3、高效生物处理单元：将收集到的废气通入装有在适宜的条件下长满微生物磁性纳米纤维载体的容器内，磁性纳米纤维载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，由于微生物生长需要足够的有机养分，磁性纳米纤维载体具有高的有机成分，在适宜的条件下，微生物能够去除大多数自然生成的恶臭物质，要使微生物保持高的活性，必须为之创造一个良好的生存条件，因此磁性纳米纤维载体上微生物的适宜条件为：湿度4RH、氧气含量4.5mol、温度26℃以及pH值6.3；

S4、化学增强单元：在步骤S2的喷淋水中投加碱液，用喷淋头将循环水在强化段内进行雾化，使碱液跟含有硫化氢污染物的气体充分接触，用碱洗作用能够降低出气中的硫化氢含量，使排放气的硫化氢含量稳定，并达到排放标准要求，喷淋头为DN15喷淋头；

S5、排放单元：废水经过生物处理通过排放塔进行排放，排放塔为塔架式排放塔。

实施例2

一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，包括臭气收集单元、加湿保温单元、洗涤加湿保温单元、高效生物处理单元、化学增强单元以及排放单元，这五个单元组成，其处理方法具体包括以下步骤：

S1、臭气收集单元：将污水厂中臭气通过通风设备收集，并且将收集的臭气通入洗涤加湿单元内进行处理，通风设备是采用C6-48型离心风机；

S2、洗涤加湿保温单元：将步骤S1收集起来的臭气通过喷淋将臭气中可溶于水的成分去除，并将臭气加湿，然后通过加温装置对喷淋洗涤后的臭气进行加热保温，来保证微生物的最佳生长状态，提高去除效率，加温装置为SICCA红外线加热灯管；

S3、高效生物处理单元：将收集到的废气通入装有在适宜的条件下长满微生物磁性纳米纤维载体的容器内，磁性纳米纤维载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，由于微生物生长需要足够的有机养分，磁性纳米纤维载体具有高的有机成分，在适宜的条件下，微生物能够去除大多数自然生成的恶臭物质，要使微生物保持高的活性，必须为之创造一个良好的生存条件，因此磁性纳米纤维载体上微生物的适宜条件为：湿度3RH、氧气含量3mol、温度25℃以及pH值6.1；

S4、化学增强单元：在步骤S2的喷淋水中投加碱液，用喷淋头将循环水在强化段内进行雾化，使碱液跟含有硫化氢污染物的气体充分接触，用碱洗作用能够降低出气中的硫化氢含量，使排放气的硫化氢含量稳定，并达到排放标准要求，喷淋头为DN20喷淋头；

S5、排放单元：废水经过生物处理通过排放塔进行排放，排放塔为套筒式排放塔。

实施例3

一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，包括臭气收集单元、加湿保温单元、洗涤加湿保温单元、高效生物处理单元、化学增强单元以及排放单元，这五个单元组成，其处理方法具体包括以下步骤：

S1、臭气收集单元：将污水厂中臭气通过通风设备收集，并且将收集的臭气通入洗涤加湿单元内进行处理，通风设备是旋风除尘器；

S2、洗涤加湿保温单元：将步骤S1收集起来的臭气通过喷淋将臭气中可溶于水的成分去除，并将臭气加湿，然后通过加温装置对喷淋洗涤后的臭气进行加热保温，来保证微生物的最佳生长状态，提高去除效率，加温装置为ICCA PAR38红外线加热灯管；

S3、高效生物处理单元：将收集到的废气通入装有在适宜的条件下长满微生物磁性纳米纤维载体的容器内，磁性纳米纤维载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，由于微生物生长需要足够的有机养分，磁性纳米纤维载体具有高的有机成分，在适宜的条件下，微生物能够去除大多数自然生成的恶臭物质，要使微生物保持高的活性，必须为之创造一个良好的生存条件，因此磁性纳米纤维载体上微生物的适宜条件为：湿度5RH、氧气含量6mol、温度27℃以及pH值6.5；

S4、化学增强单元：在步骤S2的喷淋水中投加碱液，用喷淋头将循环水在强化段内进行雾化，使碱液跟含有硫化氢污染物的气体充分接触，用碱洗作用能够降低出气中的硫化氢含量，使排放气的硫化氢含量稳定，并达到排放标准要求，喷淋头为K80喷淋头；

S5、排放单元：废水经过生物处理通过排放塔进行排放，排放塔为内衬式排放塔。

综上所述

经过本发明的方法进行臭气处理，尾气15m高空排放达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)二级标准，除臭效果显著，解决了污水处理厂臭气污染问题，很好的解决了现有生物除臭技术存在的启动时间长、占地面积大和抗冲击能力低的不足的问题，提供一种成本低廉、制备简单、使用寿命长的生物除臭填料及工艺，利用生物炭的载体作用、矿化垃圾的除臭微生物接种作用以及聚氨酯类物质的弹性疏松作用，使得在高效处理污水厂产生的恶臭的同时，有效延长装置的运行寿命，从而极大地提高社会效益和经济效益。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，其特征在于：包括臭气收集单元、加湿保温单元、洗涤加湿保温单元、高效生物处理单元、化学增强单元以及排放单元，这五个单元组成，其处理方法具体包括以下步骤：

S1、臭气收集单元：将污水厂中臭气通过通风设备收集，并且将收集的臭气通入洗涤加湿单元内进行处理；

S2、洗涤加湿保温单元：将步骤S1收集起来的臭气通过喷淋将臭气中可溶于水的成分去除，并将臭气加湿，然后通过加温装置对喷淋洗涤后的臭气进行加热保温，来保证微生物的最佳生长状态，提高去除效率；

S3、高效生物处理单元：将收集到的废气通入装有在适宜的条件下长满微生物磁性纳米纤维载体的容器内，磁性纳米纤维载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，由于微生物生长需要足够的有机养分，磁性纳米纤维载体具有高的有机成分，在适宜的条件下，微生物能够去除大多数自然生成的恶臭物质；

S4、化学增强单元：在步骤S2的喷淋水中投加碱液，用喷淋头将循环水在强化段内进行雾化，使碱液跟含有硫化氢污染物的气体充分接触，用碱洗作用能够降低出气中的硫化氢含量，使排放气的硫化氢含量稳定，并达到排放标准要求；

S5、排放单元：废水经过生物处理通过排放塔进行排放。

2.根据权利要求1所述的一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，其特征在于：所述步骤S3中要使微生物保持高的活性，必须为之创造一个良好的生存条件，因此磁性纳米纤维载体上微生物的适宜条件为：湿度3-5RH、氧气含量3-6mol、温度25-27℃以及pH值6.1-6.5。

3.根据权利要求1所述的一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，其特征在于：所述步骤S1中的通风设备是采用排气扇、C6-48型离心风机、4-72型离心风机、脉冲除尘器或旋风除尘器中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，其特征在于：所述步骤S2中加温装置为ICCA PAR38红外线加热灯管或SICCA红外线加热灯管中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，其特征在于：所述步骤S4中喷淋头为DN15喷淋头、DN20喷淋头或K80喷淋头中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种磁性纳米纤维用于污水厂除臭的工艺，其特征在于：所述步骤S5中排放塔为塔架式排放塔、套筒式排放塔或内衬式排放塔中的一种。

Images