CN111167288A - 一种高浓度恶臭废气的处理工艺及处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高浓度恶臭废气的处理工艺及处理系统，所述高浓度恶臭废气的处理工艺包括以下步骤：经管道收集和传输的废气进入洗气单元，废气经洗气单元处理后再经复合生物单元处理得到净化达标气体，净化达标气体通过烟气排放单元排放。所述高浓度恶臭废气的处理系统包括废气收集单元、洗气单元、复合生物单元和烟气排放单元，所述废气收集单元通过管道与各垃圾渗滤液处理过程中产生废气源连通，废气收集单元、洗气单元复合生物单元和烟气排放单元顺次连接。本发明工艺能简单、高效、安全的处理高浓度恶臭废气，主要用于解决以“预处理+MVR+VP”工艺处理垃圾渗滤液过程中产生的高浓度混合恶臭废气的净化处理。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理技术，尤其涉及一种高浓度恶臭废气的处理工艺及处理系统。
背景技术
臭气是一类挥发性的气体，其分子在空气中扩散，对机械设备会产生腐蚀作用，被吸入人体的嗅觉器官，将引起极不愉快的气味感觉，恶臭物质种类繁多，来源广泛，对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害，其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等还能使人体产生畸变、癌变。
采用以“预处理+MVR(机械蒸汽再压缩)+VP(酸碱洗气)”为核心工艺技术处理垃圾渗滤液过程中会产生一定量的刺激性废气，主要包括四部分：①蒸发过程中产生的不凝汽；②废水预处理过程中产生的常温废气；③预处理污泥脱水过程中产生的常温废气；④干化盐泥离心脱水过程中产生的常温废气。这些废气因废水水质、产生原因不同导致成分和浓度不同，主要成份是硫化氢(H2S)、氨气(NH3)、VOCS等易挥发性物质，其感官体现为综合性恶臭异味。
目前处理各种恶臭气体的目的在于经过物理、化学、生物的作用，使恶臭气体的物质结构发生改变，消除恶臭。常规的恶臭气体常见处理方法有掩蔽法、稀释扩散法、燃烧法、低温等离子法、氧化法、吸收法、吸附法、生物法等。
专利CN107321201A公布了一种能同时合并处理多种污染物的有机废气处理工艺，所述处理工艺由生物洗涤塔、生物过滤池、除湿器和活性炭三部分构成，通过吸收、生物过滤和物理吸附等方式多次进行处理实现有机废气的净化，该工艺通过多种组合工艺的方法解决了单一处理工艺难以有效处理多种混合废气的问题，但是由于处理工艺过于复杂，存在处理过程不容易控制，操作复杂，且活性炭吸附处理后会产生危废需进行二次处理。专利CN101234280A公示了一种生物吸收处理恶臭废气的方法，所述方法废气经过喷淋吸收塔，经过吸收后进入生物滴滤装置，在上升过程中与附着在填料表面的生物膜接触被生物降解，实现废气的净化处理，该工艺适用于低浓度、大气量不同恶臭气体的净化处理，虽然对各种恶臭废气均有较好的净化效果，却对高浓度废气难以达标处理，且运行过程中需要不断添加营养物质，长时间使用会出现床体阻塞，导致生物处理效率降低。专利CN200610046441提供了一种恶臭废气的综合净化方法，所述方法将各种废气按浓度高低进行分类，低浓度废气进行洗涤、吸附处理，高浓度废气与吸附处理后气体混合后实现浓度均化，再进行燃烧净化处理，该工艺处理方法简单高效，但是高浓度有机废气未经处理便与吸附再生气混合进行燃烧处理，存在很大安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前高浓度恶臭废气处理存在的诸多问题，提出一种高浓度恶臭废气的处理工艺，该工艺能简单、高效、安全的处理高浓度恶臭废气，主要用于解决以“预处理+MVR+VP”工艺处理垃圾渗滤液过程中产生的高浓度混合恶臭废气的净化处理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高浓度恶臭废气的处理工艺，包括以下步骤：经管道收集和传输的废气进入洗气单元，废气经洗气单元处理后再经复合生物单元处理得到净化达标气体，净化达标气体通过烟气排放单元排放。
进一步地，所述高浓度恶臭废气为“预处理+MVR+VP”工艺处理垃圾渗滤液过程中产生的高浓度混合恶臭废气。包括硫化氢(H2S)、氨气(NH3)、挥发性有机气体(VOCS)等恶臭气体，各成分所占比例约为H2S 30％、NH350％、VOCS 20％。
进一步地，所述废气从洗气单元复合洗涤塔底部进入，依次经过碱洗喷淋、酸洗喷淋和水洗喷淋，废气通过填料空隙向上运行，在通过填料层的过程中与循环喷淋液充分接触，气体中的尘粒以及部分硫化氢(H2S)、氨气(NH3)等易溶性气体成分与喷淋而下的雾化后循环喷淋液接触，从而反应并被吸收或转化，然后回流到洗涤循环水池，经洗气单元处理的废气从洗涤塔顶部排出，进入复合生物系统。
进一步地，所述洗气单元的碱洗喷淋液和酸洗喷淋液分别为氢氧化钠溶液和硫酸溶液，所述碱洗喷淋液氢氧化钠溶液pH为11～13具有强碱性，在与废气接触时能与废气中的酸性物质及有机物质发生化学反应，尤其是对硫化氢去除效果明显。所述酸洗喷淋液pH为1～3具有强酸性，在与废气接触时与废气中碱性气体发生化学反应，尤其是对氨气去除效果明显。
进一步地，经洗气单元处理的废气自复合生物单元的生物处理塔底部进入，首先经过复合滤床，再通过复合滤床内填料时与布满在不同填料中的生物膜充分接触，废气中的硫化氢(H2S)、氨气(NH3)等恶臭物质被生长在生物膜中的微生物吸收、吸附及氧化分解成为二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及稳定无臭的无机盐类，所述无机盐类物质溶于水降落到复合滤床底部然后回流到洗涤循环水池，洗涤循环水经循环水泵进入滴滤装置雾化后分别喷淋于各填料层，用于为相应微生物提供营养物质；所述经复合滤床处理的废气在通过填料层的过程中同时与滴滤装置雾化后循环喷淋液充分接触，气体中的尘粒以及部分硫化氢(H2S)、氨气(NH3)等易溶性气体成分部分被喷淋液吸收后进入烟气排放单元。
进一步地，所述经复合生物单元排出的废气由离心风机抽送到排放烟囱，最终达标排入到大气中。
本发明的另一个目的还公开了一种高浓度恶臭废气的处理系统，包括废气收集单元、洗气单元、复合生物单元和烟气排放单元，所述废气收集单元通过管道与各垃圾渗滤液处理过程中产生废气源连通，废气收集单元、洗气单元复合生物单元和烟气排放单元顺次连接。
进一步地，所述废气收集单元包括一个或多个废气收集管道，所述废气收集管道包括蒸发不凝废气管道、预处理废气管道和干化废气管道中的一种或多种，多个所述废气收集管道汇集后与洗气单元连通。
进一步地，所述洗气单元包括复合洗涤塔，所述复合洗涤塔底部和顶部分别设置有气体入口和气体出口，所述复合洗涤塔自下而上依次设置有碱洗喷淋单元、酸洗喷淋单元和水洗喷淋单元。复合洗涤塔内部碱洗喷淋单元、酸洗喷淋单元、水洗喷淋单元分别由相互独立的三部分构成，每一部分分别由喷淋装置、喷淋液收集槽、循环泵和储液池构成并形成内循环，所述方案优点在于，一方面通过局部内循环方式提高废气去除效率，并减少试剂使用降低运行成本，另一方面通过多次多种塔式喷淋结构，不仅有针对性的处理特定废气，也极大的减少了设备的占地面积。
进一步地，所述复合生物单元包括生物处理塔，所述生物处理塔包括复合滤床、循环水泵和滴滤装置，所述复合滤床自下而上依次设置有无机生物填料、有机生物填料和无机生物填料；所述复合滤床底部出口与洗涤循环水池连通，所述洗涤循环水池通过循环水泵与滴滤装置连通，所述滴滤装置出口与复合滤床连通。
进一步地，所述烟气排放单元包括离心风机和烟囱，所述复合滤床气体出口通过离心风机与烟囱连通。
本发明高浓度恶臭废气的处理工艺及处理系统，与现有技术相比较具有以下优点：
(1)所述设备简单，运行费用低，设备占地面积小、结构紧凑。
(2)所述洗气单元与复合生物系统串联，集洗涤和生物过滤予一体，抗冲击负荷能力强，处理效率高除臭净化效率高达90％以上。
(3)所述除臭装置壳体为全封闭结构，设备材料为耐腐蚀防紫外线的不锈钢材料，能适应恶劣的工作环境，保证塔体有足够的强度和刚度，确保主体设备的使用寿命在10年以上。
(4)所述工艺设备采用全自动控制系统，具备就地/远程控制的功能，操作简单、运行稳定，维护工作量小。
附图说明
图1为高浓度恶臭废气的处理系统结构示意图；
图2为复合洗涤塔单元结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种高浓度恶臭废气的处理工艺，包括以下步骤：经管道收集和传输的废气进入洗气单元，废气经洗气单元处理后再经复合生物单元处理得到净化达标气体，净化达标气体通过烟气排放单元排放。所述高浓度恶臭废气为“预处理+MVR+VP”工艺处理垃圾渗滤液过程中产生的高浓度混合恶臭废气。所述高浓度恶臭废气包括硫化氢(H2S)、氨气(NH3)、挥发性有机气体(VOCS)等恶臭气体。以下述比例为例：H2S 30％、NH3 50％、VOCS20％。
所述废气从洗气单元复合洗涤塔底部进入，依次经过碱洗喷淋、酸洗喷淋和水洗喷淋，废气通过填料空隙向上运行，在通过填料层的过程中与循环喷淋液充分接触，气体中的尘粒以及部分硫化氢(H2S)、氨气(NH3)等易溶性气体成分与喷淋而下的雾化后循环喷淋液接触，从而反应并被吸收或转化，然后回流到洗涤循环水池，经洗气单元处理的废气从洗涤塔顶部排出，进入复合生物系统。
所述洗气单元的碱洗喷淋液和酸洗喷淋液分别为氢氧化钠溶液和硫酸溶液，所述碱洗喷淋液氢氧化钠溶液pH为11～13具有强碱性，在与废气接触时能与废气中的酸性物质及有机物质发生化学反应，尤其是对硫化氢去除效果明显，具体去除原理如下：
硫化氢与氢氧化钠作用，生成可溶性硫化钠，当硫化氢过量时，则生成硫氢化钠，硫氢化钠再加碱调整，又转变成硫化钠：
H2S+2NaOH＝Na2S+2H2O
H2S+NaOH＝NaHS+H2O
NaHS+NaOH＝Na2S+H2O
所述酸洗喷淋液pH为1～3具有强酸性，在与废气接触时与废气中碱性气体发生化学反应，尤其是对氨气去除效果明显，具体去除原理如下：
氨溶于水时，氨分子跟水分子通过氢键结合成一水合氨(NH3·H2O)，一水合氨能小部分电离成铵离子和氢氧根离子，所以氨水显弱碱性，在与硫酸反应时：
H2SO4+2NH3＝2NH4HSO4(氨气与硫酸摩尔比≤1:1时)
H2SO4+2NH3＝(NH4)2SO4(氨气与硫酸摩尔比≥2:1时)
3H2SO4+2NH3＝(NH4)2SO4+NH4HSO4(氨气与硫酸摩尔比1:1与2:1之间时)
经洗气单元处理的废气自复合生物单元的生物处理塔底部进入，首先经过复合滤床，再通过复合滤床内填料时与布满在不同填料中的生物膜充分接触，废气中的硫化氢(H2S)、氨气(NH3)等恶臭物质被生长在生物膜中的微生物吸收、吸附及氧化分解成为二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及稳定无臭的无机盐类，所述无机盐类物质溶于水降落到复合滤床底部然后回流到洗涤循环水池，洗涤循环水经循环水泵进入滴滤装置雾化后分别喷淋于各填料层，用于为相应微生物提供营养物质；所述经复合滤床处理的废气在通过填料层的过程中同时与滴滤装置雾化后循环喷淋液充分接触，气体中的尘粒以及部分硫化氢(H2S)、氨气(NH3)等易溶性气体成分部分被喷淋液吸收后进入烟气排放单元。
所述经复合生物单元排出的废气由离心风机抽送到排放烟囱，最终达标排入到大气中。
本发明还公开了一种高浓度恶臭废气的处理系统，如图1和图2所示，包括废气收集单元13、洗气单元14、复合生物单元15和烟气排放单元16，所述废气收集单元通过管道与各垃圾渗滤液处理过程中产生废气源连通，废气收集单元、洗气单元复合生物单元和烟气排放单元顺次连接。
所述废气收集单元包括一个或多个废气收集管道，所述废气收集管道包括蒸发不凝废气管道、预处理废气管道和干化废气管道中的一种或多种，多个所述废气收集管道汇集后与洗气单元连通。
所述洗气单元包括复合洗涤塔，所述复合洗涤塔底部和顶部分别设置有气体入口和气体出口12，所述复合洗涤塔自下而上依次设置有碱洗喷淋单元1、酸洗喷淋单元4和水洗喷淋单元7。复合洗涤塔内部碱洗喷淋单元1、酸洗喷淋单元4、水洗喷淋单元7分别由相互独立的三部分构成，每一部分分别由喷淋装置、喷淋液收集槽、循环泵和储液池构成并形成内循环，所述方案优点在于，一方面通过局部内循环方式提高废气去除效率，并减少试剂使用降低运行成本，另一方面通过多次多种塔式喷淋结构，不仅有针对性的处理特定废气，也极大的减少了设备的占地面积。具体地，如图2所示，碱洗喷淋单元1包括碱喷淋装置、碱喷淋液收集槽、碱循环泵2和碱储液池3；酸洗喷淋单元4包括酸喷淋装置、酸喷淋液收集槽、酸循环泵5和酸储液池6；水洗喷淋单元7包括水喷淋装置11、水喷淋液收集槽10、水循环泵8和水储液池9。
所述复合生物单元包括生物处理塔，所述生物处理塔包括复合滤床、循环水泵和滴滤装置，所述复合滤床自下而上依次设置有无机生物填料、有机生物填料和无机生物填料；所述复合滤床底部出口与洗涤循环水池连通，所述洗涤循环水池通过循环水泵与滴滤装置连通，所述滴滤装置出口与复合滤床连通。
所述复合生物单元将几种生物填料按照一定的比例分层装填，使其在营养提供、阻力降低、缓冲保障和使用寿命等因素上尽善尽美，克服了目前生物滴滤池除臭系统使用单一生物填料的诸多不利因素，从而保证除臭系统的高效稳定运行。
所述有机无机生物填料，寿命期内无须另外投加营养剂，运行过程高效、稳定。
所述有机生物填料为原生态松树皮为主要原料，粉碎、分级筛选、等工序加工而成的有机生物填料，所述有机生物填料的特点：
(1)具有较大的比表面积，污染物与微生物的接触面积大，有利于微生物接触挂膜和生长，保持较多的微生物量；有利于微生物代谢过程中所需氧化和营养物质以及代谢产生的废物的传质过程。
(2)表面粗糙，有利于微生物的附着、生长；总空隙率高达70％，其容纳微生物生活空间及吸附污染物空间大，可有效的将有毒气体截留下来，并吸附在填料上。
(3)来源于自然，不污染环境。
(4)原生态松树皮的养分含量高，为微生物提供优良的生长环境。
(5)原生态松树皮耐腐蚀性强，不宜霉烂，使用寿命长。
所述无机生物填料具有惰性、亲水性等特点，统一的性质及外形，滤料体积不随含水量的变化而改变，典型的滤料尺寸为6.4～19毫米。以天然矿石为原料(火山岩)或人工制作的塑料球类等，具有多孔结构，比表面积应大于20m2/g滤料，有利于对污染物的吸附及降解。
所述烟气排放单元包括离心风机和烟囱，所述复合滤床气体出口通过离心风机与烟囱连通。所述烟气排放单元离心风机为低噪声离心风机，带有隔振垫的基础框架，具有消声效果，离心风机允许最高温度为85℃，电机防护等级IP55，绝缘等级为F级，能24小时连续运转，与设备联接的接口采用柔性联接，所述离心风机材质为防腐性能优的玻璃钢，使用寿命＞10年。
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种高浓度恶臭废气的处理工艺，以预处理产生废气为主的恶臭废气为例，具体为某垃圾填埋场渗滤液预处理过程中产生的废气，所述废气的主要成分是硫化氢、氨气、甲烷、三甲胺等，采用上述处理设备对现场废气进行连续试运行处理30天，进气浓度分别为硫化氢525ppm，氨气875ppm，甲烷140ppm，三甲胺210(ppm，运行过程中气体流量约为4000m3/h，循环液喷淋量为10m3/h,停留时间为12s，其中硫化氢平均去除率为97.3％，氨气平均去除率为98.6％，甲烷平均去除率为96.1％，三甲胺平均去除率为95.8％，废气总体去除率大于95％，可实现达标排放，运行期间装置表现出了良好的稳定性。
实施例2
本实施例公开了一种高浓度恶臭废气的处理工艺，以污泥脱水产生废气为主的恶臭废气，
具体为某现场垃圾渗滤液污泥脱水过程中产生的气体为主的恶臭废气，所述废气的主要成分为硫化氢、氨气、甲苯和四氢呋喃等，各气体浓度分别为硫化氢165ppm，氨气275ppm，甲苯33ppm，四氢呋喃77ppm，设备现场连续运行25天，气体流量为5000m3/h，循环液喷淋量为11m3/h,停留时间为10s，废气总体去除率大于96％，达标排放。
实施例3
本实施例公开了一种高浓度恶臭废气的处理工艺，以蒸发不凝气废气为主的恶臭废气为例，具体为某现场垃圾渗滤液进行蒸发处理过程中产生的高温不凝气，所述不凝气的主要成分由硫化氢、氨气、硫醇、甲苯、苯乙烯等组成，气体浓度分别为硫化氢267ppm、氨气445ppm、硫醇53.4ppm、甲苯89ppm、苯乙烯35.6ppm，设备现场连续运行23天，气体流量约为3000m3/h，循环液喷淋量为8m3/h,停留时间为9s，废气总体去除率大于90％，达标排放。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种高浓度恶臭废气的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：经管道收集和传输的废气进入洗气单元，废气经洗气单元处理后再经复合生物单元处理得到净化达标气体，净化达标气体通过烟气排放单元排放。
2.根据权利要求1所述高浓度恶臭废气的处理工艺，其特征在于，所述高浓度恶臭废气为“预处理+MVR+VP”工艺处理垃圾渗滤液过程中产生的高浓度混合恶臭废气。
3.根据权利要求1所述高浓度恶臭废气的处理工艺，其特征在于，所述废气从洗气单元复合洗涤塔底部进入，依次经过碱洗喷淋、酸洗喷淋和水洗喷淋，废气通过填料空隙向上运行，在通过填料层的过程中与循环喷淋液充分接触，气体中的尘粒以及部分硫化氢、氨气等易溶性气体成分与喷淋而下的雾化后循环喷淋液接触，从而反应并被吸收或转化，然后回流到洗涤循环水池，经洗气单元处理的废气从洗涤塔顶部排出，进入复合生物系统。
4.根据权利要求1所述高浓度恶臭废气的处理工艺，其特征在于，所述洗气单元的碱洗喷淋液和酸洗喷淋液分别为氢氧化钠溶液和硫酸溶液，所述碱洗喷淋液氢氧化钠溶液pH为11～13，所述酸洗喷淋液硫酸溶液pH为1～3。
5.根据权利要求1所述高浓度恶臭废气的处理工艺，其特征在于，经洗气单元处理的废气自复合生物单元的生物处理塔底部进入，首先经过复合滤床，再通过复合滤床内填料时与布满在不同填料中的生物膜充分接触，废气中的硫化氢、氨气等恶臭物质被生长在生物膜中的微生物吸收、吸附及氧化分解成为二氧化碳、水以及稳定无臭的无机盐类，所述无机盐类物质溶于水降落到复合滤床底部然后回流到洗涤循环水池，洗涤循环水经循环水泵进入滴滤装置雾化后分别喷淋于各填料层，用于为相应微生物提供营养物质；所述经复合滤床处理的废气在通过填料层的过程中同时与滴滤装置雾化后循环喷淋液充分接触，气体中的尘粒以及部分硫化氢、氨气等易溶性气体成分部分被喷淋液吸收后进入烟气排放单元。
6.一种高浓度恶臭废气的处理系统，其特征在于，包括废气收集单元、洗气单元、复合生物单元和烟气排放单元，所述废气收集单元通过管道与各垃圾渗滤液处理过程中产生废气源连通，废气收集单元、洗气单元复合生物单元和烟气排放单元顺次连接。
7.根据权利要求6所述高浓度恶臭废气的处理系统，其特征在于，所述废气收集单元包括一个或多个废气收集管道，所述废气收集管道包括蒸发不凝废气管道、预处理废气管道和干化废气管道中的一种或多种，多个所述废气收集管道汇集后与洗气单元连通。
8.根据权利要求6所述高浓度恶臭废气的处理系统，其特征在于，所述洗气单元包括复合洗涤塔，所述复合洗涤塔底部和顶部分别设置有气体入口和气体出口，所述复合洗涤塔自下而上依次设置有碱洗喷淋单元、酸洗喷淋单元和水洗喷淋单元。
9.根据权利要求6所述高浓度恶臭废气的处理系统，其特征在于，所述复合生物单元包括生物处理塔，所述生物处理塔包括复合滤床、循环水泵和滴滤装置，所述复合滤床自下而上依次设置有无机生物填料、有机生物填料和无机生物填料；所述复合滤床底部出口与洗涤循环水池连通，所述洗涤循环水池通过循环水泵与滴滤装置连通，所述滴滤装置出口与复合滤床连通。
10.根据权利要求6所述高浓度恶臭废气的处理系统，其特征在于，所述烟气排放单元包括离心风机和烟囱，所述复合滤床气体出口通过离心风机与烟囱连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200519 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |