CN111228984B - 一种用于污水处理厂的臭气收集处理方法及处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于污水处理厂的臭气收集处理方法及处理设备，该方法是：1、污水处理厂的臭气输送至预处理喷淋塔；2、预处理；3、确认臭气的浓度是否过大，4、由生物滴滤塔处理5、由中空纤维气体分离膜、燃烧器和混合气体反应器处理6、光催化处理器处理7、曝气活性污泥池处理。该处理设备由风机、预处理喷淋塔、喷淋液接触板模块、除雾器、生物滴滤塔、第一组合填料床、第二组合填料床、鼓风机、中空纤维气体分离膜、干燥器、燃烧器和混合气体反应器、光催化处理设备和曝气活性污泥池组成。本发明的技术效果是：在环境温度下降、臭气浓度增大或生物滴滤塔负荷过大时，能加速处理臭气，保持排放气体的质量稳定，符合恶臭污染物排放的国家标准。

Description

一种用于污水处理厂的臭气收集处理方法及处理设备
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种用于污水处理厂的臭气收集处理方法及处理设备。
背景技术
随着城市建设不断发展，城市规模不断扩大，污水处理厂的位置越来越靠近居民生活区，污水储存及处理环节往往会逸散出大量硫化氢、氨气、甲硫醇等有毒有害气体，严重影响周围居民。在污水处理过程中，每时每刻都会产生这些有毒有害气体，其成分复杂多变，并且极具危害性，因此，需要对污水处理厂恶臭废气进行处理，减少和消灭恶臭废气污染。目前，污水处理厂恶臭废气处理技术主要分为物理法、物理化学法和生物法。
大多数污水处理厂采用生物除臭法，这种方法是微生物通过生物化学作用，将臭气中的恶臭组分作为营养物质进行利用和分解，经过微生物细胞作用转化为无臭组分达到脱臭目的，同时生物体得到增长繁殖。生物法具有投资省、设备简单、运行费低、无二次污染等优势。但臭气的组成和臭气浓度随季节变化而有较大差异，主要与生活习惯、生活水平、环境温度有关。夏季温度较高，污水厂厌氧微生物活动频繁，分解污水中有机物释放出大量的含氧烃与硫化物，臭气中致臭因子浓度大，此时污水处理厂的臭气生物处理装置负荷较大。秋冬温度较低，臭气生物处理装置中的微生物生长缓慢，臭气处理效果不能得到有效保证。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于污水处理厂的臭气收集处理方法，它在环境温度或臭气浓度变化时，能加速处理臭气，保持排放气体的质量稳定，符合恶臭污染物排放的国家标准。本发明还提供一种实施该方法的处理设备。
为了解决上述技术问题：
本发明提供的一种用于污水处理厂的臭气收集处理方法，包括以下步骤：
步骤1、污水处理厂的臭气源通过集气罩，在风机的作用下，将待处理的臭气输送至预处理喷淋塔；
步骤2、以喷淋液集水池内的次氯酸钠吸收液为水源，在预处理喷淋塔内进行喷淋，次氯酸钠吸收液对臭气中部分污染物进行初步氧化、降解，预处理喷淋塔底部有喷淋液收集池，经预处理后的臭气经预处理喷淋塔顶口的除雾器除雾进入生物滴滤塔；喷淋废液从预处理喷淋塔底部输送至曝气活性污泥池；
步骤3、确认臭气的浓度是否过大、生物滴滤塔负荷是否过大、或者气温是否过低，生物滴滤塔内微生物生长缓慢，若全部为否，则按步骤4处理，若三者中有一项为是，则同时按步骤4和步骤5处理；
步骤4、经预处理后的臭气进入生物滴滤塔下方，在填料的表面附着的微生物膜作用下，臭气中的污染物进一步被降解，去除大部分挥发性物质包括氨、硫化氢，气体从塔顶排出，按步骤6处理；
步骤5、经预处理的部分臭气还输送至中空纤维气体分离膜，分离后得到高浓度H2S，经干燥器干燥的H2S与氧气混合后充分燃烧，生成SO2和水；将SO2气体与臭气混合，在混合气体反应器中SO2与臭气中的H2S在常温常压下反应，生成无毒无害的单质硫，单质硫被混合气体反应器底部的静电板吸附；经混合反应处理之后的气体进入光催化处理设备，光催化剂在紫外光照射下，将低浓度臭气中的有机物转化为无害物质包括水和二氧化碳，光催化处理设备排出气体按步骤6处理；
步骤6、经生物滴滤塔和/或光催化处理设备处理的气体通过鼓风机进入曝气活性污泥池，以曝气形式分散到含活性污泥的反应池的好氧段，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质。
本发明还提供实施上述方法的一种处理设备，它包括有风机、预处理喷淋塔、生物滴滤塔、鼓风机、曝气活性污泥池、中空纤维气体分离膜、干燥器、燃烧器、混合气体反应器、光催化处理设备和曝气活性污泥池；臭气源上方集气罩的总管道装有风机，风机出风口连通预处理喷淋塔下部，预处理喷淋塔顶口装有除雾器，除雾器排气口经管道中的一个支管接入生物滴滤塔下部、一个支管接至中空纤维气体分离膜、一个支管接至混合气体反应器，生物滴滤塔顶面溢出口由管道通过鼓风机接入曝气活性污泥池；中空纤维气体分离膜出口与干燥器连接，干燥器出口与燃烧器连接，燃烧器的排气口经管道连接混合气体反应器，混合气体反应器的出口连通光催化处理设备，光催化处理设备的排气口由管道通过鼓风机接入曝气活性污泥池。
本发明具有两组处理流程：1、预处理喷淋塔—生物滴滤塔—曝气活性污泥池；2、预处理喷淋塔—中空纤维气体分离膜—燃烧器—混合气体反应器—光催化处理设备—曝气活性污泥池；在臭气的浓度过大时，生物处理流程负荷较大或气温过低，生物滴滤塔内微生物生长缓慢时，加入气体分离混合流程，本发明处理效果不受环境温度及臭气浓度变化影响，排放气体污染物浓度低。
与现有技术相比，本发明的技术效果是：在环境温度降低、臭气浓度增大或生物滴滤塔负荷过大时，能加速处理臭气，保持排放气体的质量稳定，符合恶臭污染物排放的国家标准。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的一种处理设备结构图；
图2为本发明的臭气处理过程图。
图中，1、臭气源；2、集气罩；3、风机，4、预处理喷淋塔，5、喷淋液接触板模块；6、喷淋液集水池；7、离心泵；8、生物滴滤塔；9、第一组合填料床；10、第二组合填料床；11、填料支撑组件；12、营养液储存罐；13、回流泵；14、鼓风机；15、曝气活性污泥池；16、中空纤维气体分离膜；17、干燥器；18、燃烧器；19、混合气体反应器；20、光催化处理设备；21、除雾器；22、静电板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参见图1和图2，本发明的实施方式包括以下步骤：
步骤1、污水处理厂的臭气源1通过集气罩2，在风机3的作用下，将待处理的臭气输送至预处理喷淋塔4。
步骤2、以喷淋液集水池6内的次氯酸钠吸收液为水源，在预处理喷淋塔4内进行喷淋，次氯酸钠吸收液对臭气中部分污染物进行初步氧化、降解，预处理喷淋塔4底部有喷淋液收集池6，经预处理后的臭气经预处理喷淋塔4顶口的除雾器21除雾进入生物滴滤塔8；喷淋废液从预处理喷淋塔底部的喷淋液收集池6输送至曝气活性污泥池15。
预处理喷淋塔内使用的次氯酸钠的浓度为1～3mg/L，气体的空塔速度 0.3～1.2m/s； 液气比 0.1～1.0L/m3，压力损失19.6～196 Pa。
步骤3、确认臭气的浓度是否过大、生物滴滤塔负荷是否过大、或者气温是否过低，生物滴滤塔内微生物生长缓慢，若全部为否，则按步骤4处理，若三者中有一项为是，则同时按步骤4和步骤5处理。
臭气（硫化氢、氨气）的浓度在污水处理厂的中控室有专门的系统监控，生物滴滤塔负荷通过进气量判定。
步骤4、经预处理后的臭气进入生物滴滤塔8下方，在填料的表面附着的微生物膜作用下，臭气中的污染物进一步被降解，去除大部分挥发性物质包括氨、硫化氢，气体从塔顶排出，按步骤6处理。
生物滴滤塔8上部间歇喷洒循环使用的营养液，以培养第一组合填料床9和第二组合填料床10上具有生物降解功能微生物；营养液为6～15％wt的葡萄糖溶液和0.2～1.5%wt微量元素溶液的混合液。
步骤5、经预处理的部分臭气还输送至中空纤维气体分离膜16，分离后得到高浓度H2S，经干燥器17干燥的H2S与氧气混合后在燃烧器18中充分燃烧（2H2S+3O2 === 2SO2+2H2O），生成SO2和水。在混合气体反应器19中将SO2气体与臭气混合，SO2与臭气中的H2S在常温常压下反应（2H2S+SO2 === 3S↓+2H2O），生成无毒无害的单质硫，单质硫被混合气体反应器19底部的静电板22吸附；经混合反应处理之后的气体进入光催化处理设备20，光催化剂在紫外光照射下，将低浓度臭气中的有机物转化为无害物质包括水和二氧化碳，光催化处理设备排出气体按步骤6处理。
步骤6、经生物滴滤塔8和/或光催化处理设备20处理的气体通过鼓风机14进入曝气活性污泥池15，以曝气形式分散到含活性污泥的反应池的好氧段，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质，进一步除臭。曝气水深为3m。
本方法处理后的气体有害物质含量低，符合《恶臭污染物排放标准》(GB14554～93)一级标准中的限值，处理达标的气体排入大气。
如图1所示，本发明的一种处理设备包括有风机3、预处理喷淋塔4、生物滴滤塔8、鼓风机14、曝气活性污泥池15、中空纤维气体分离膜16、干燥器17、燃烧器18、混合气体反应器19、光催化处理设备20和曝气活性污泥池15；臭气源1上方集气罩2的总管道装有风机3，风机3出风口连通预处理喷淋塔4下部，预处理喷淋塔4顶口装有除雾器21，除雾器21排气口经管道中的一个支管接入生物滴滤塔8下部、一个支管接至中空纤维气体分离膜16、一个支管接至混合气体反应器19，生物滴滤塔8顶面溢出口由管道通过鼓风机14接入曝气活性污泥池15；中空纤维气体分离膜16出口与干燥器17连接，干燥器17出口与燃烧器18连接，燃烧器的排气口经管道连接混合气体反应器19，混合气体反应器19的出口连通光催化处理设备20，光催化处理设备20的排气口由管道通过鼓风机14接入曝气活性污泥池15。
上述预处理喷淋塔4包括喷淋塔体，在塔体内，上部装有喷淋器、中部装有喷淋液接触板模块5、底部布有喷淋液集水池6，喷淋液集水池6通过管道连接塔体外部的离心泵7，离心泵7出水口经一个支管道连接喷淋器、经另一个支管道连通曝气活性污泥池15底部，喷淋塔体顶口装有除雾器21。
所述喷淋液接触板模块5采用聚四氟乙烯材质，喷淋液接触板模块中的各层喷淋接触板上开有直径为1.5～2cm的孔洞，方便上层液体往下流动。
上述生物滴滤塔8包括罐体，罐体内的上部安装有一组向下的喷头，喷头下方依次设有第一组合填料床9和第二组合填料床10，第一组合填料床9和第二组合填料床10底部分别安装有填料支撑组件11，罐体底部由管道连通罐体外部的营养液储存罐12，营养液储存罐12经装有回流泵13的管路接入喷头，罐体顶部有溢出口。
所述第一组合填料床9高度为1.2～1.5m，填料主体按质量百分比为：粒装竹炭45％～55％、沸石35％～45％和粘合剂10％；所述第二组合填料床10高度为1.8～2.4m，填料主体按质量百分比为：粉煤灰40％～50％、黏土25％～35％、火山岩10％～15％和粘合剂15％。
在混合气体反应器19中，根据臭气中H2S的浓度，调整SO2的进气量使混合气体中H2S与SO2的摩尔比为2:1。
所述混合气体反应器底部装有静电板22，用于吸附单质硫。
如图2所示，本发明的臭气处理过程是：
污水处理厂的臭气源1上方的集气罩2通过支管收集汇集到总管道，在风机3的作用下，将臭气输送至预处理喷淋塔4下方，在预处理喷淋塔4内进行喷淋，吸收臭气当中的部分有机物，预处理喷淋塔4内有以聚四氟乙烯为材质的喷淋液接触板模块5，可以大大提高吸收剂与臭气的接触面积。预处理喷淋塔4喷淋出的吸收剂在吸收完臭气中的有机物后汇聚到喷淋液集水池6，经离心泵7的作用，回到预处理喷淋塔4上方的喷淋器，重新开始新一轮的吸收；当喷淋液集水池6中吸收剂内的污染物浓度过高时，在离心泵7的作用下输送至曝气活性污泥池15，这部分水量相对污水处理量来说很小，所以基本不会影响污水处理负荷。
经喷淋的臭气经过除雾器21除雾，进入生物滴滤塔8下方。生物滴滤塔8内的上部安装有一组向下的喷头，用以间歇喷洒营养液，以培养第一组合填料床9和第二组合填料床10上具有生物降解功能微生物；生物滴滤塔8底部与所述营养液储存罐12相连，用于使未被利用的营养液回流至储存罐，再通过回流泵13循环利用；在组合填料表面附着微生物膜的作用下，臭气中的污染物进一步降解，去除大部分氨、硫化氢以及挥发性有机物。由生物滴滤塔8上方溢出的气体，通过鼓风机14进入曝气活性污泥池15，以曝气形式分散到含活性污泥的反应池的好氧段，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质，进行除臭。处理后的气体有害物质含量低，符合《恶臭污染物排放标准》(GB14554～93)一级标准中的限值，处理达标的气体排入大气。
当臭气的浓度过大，常规流程负荷较大时或气温过低，生物滴滤塔内微生物生长缓慢时，可以将部分经预处理喷淋塔4处理后臭气输送至中空纤维气体分离膜16，分离后得到高浓度H2S，经干燥器17干燥的H2S与氧气混合后在燃烧器18中充分燃烧（2H2S+3O2 ===2SO2+2H2O），生成SO2和水。在混合气体反应器19中将SO2气体与臭气混合，SO2与臭气中的H2S在常温常压下反应（2H2S+SO2 === 3S↓+2H2O），生成无毒无害的单质硫，单质硫被混合气体反应器19底部的静电板22吸附；经混合反应处理之后的气体进入光催化处理设备20，光催化剂在紫外光照射下，将低浓度臭气中的有机物转化为水和二氧化碳等无害物质，光催化处理设备20用于处理经混合反应之后的气体，光催化剂在紫外光照射下，能将低浓度臭气中的有机物转化为水和二氧化碳等无害物质。经光催化处理设备20处理的气体通过鼓风机14进入曝气活性污泥池15，以曝气形式分散到含活性污泥的反应池的好氧段，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质，进一步除臭。处理后的气体有害物质含量低，符合《恶臭污染物排放标准》(GB14554～93)一级标准中的限值，处理达标的气体排入大气。

Claims (9)

1.一种用于污水处理厂的臭气收集处理方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1、污水处理厂的臭气源通过集气罩，在风机的作用下，将待处理的臭气输送至预处理喷淋塔；
步骤2、以喷淋液集水池内的次氯酸钠吸收液为水源，在预处理喷淋塔内进行喷淋，次氯酸钠吸收液对臭气中部分污染物进行初步氧化、降解，预处理喷淋塔底部有喷淋液收集池，经预处理后的臭气经预处理喷淋塔顶口的除雾器除雾进入生物滴滤塔；喷淋废液从预处理喷淋塔底部输送至曝气活性污泥池；
步骤3、确认臭气的浓度是否过大、生物滴滤塔负荷是否过大、或者气温是否过低，生物滴滤塔内微生物生长缓慢，若全部为否，则按步骤4处理，若三者中有一项为是，则同时按步骤4和步骤5处理；
步骤4、经预处理后的臭气进入生物滴滤塔下方，在填料的表面附着的微生物膜作用下，臭气中的污染物进一步被降解，去除大部分挥发性物质包括氨、硫化氢，气体从塔顶排出，按步骤6处理；
步骤5、经预处理的部分臭气还输送至中空纤维气体分离膜，分离后得到高浓度H2S，经干燥器干燥的H2S与氧气混合后充分燃烧，生成SO2和水；将SO2气体与臭气混合，在混合气体反应器中SO2与臭气中的H2S在常温常压下反应，生成无毒无害的单质硫，单质硫被混合气体反应器底部的静电板吸附；经混合反应之后的气体进入光催化处理设备，光催化剂在紫外光照射下，将低浓度臭气中的有机物转化为无害物质包括水和二氧化碳，光催化处理设备排出气体按步骤6处理；
步骤6、经生物滴滤塔和/或光催化处理设备处理的气体通过鼓风机进入曝气活性污泥池，以曝气形式分散到含活性污泥的反应池的好氧段，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理厂的臭气收集处理方法，其特征是：在步骤2中，次氯酸钠的浓度为1～3mg/L，气体的空塔速度 0.3～1.2m/s；液气比 0.1～1.0L/m3，压力损失19.6～196 Pa。
3.根据权利要求2所述的用于污水处理厂的臭气收集处理方法，其特征是：在步骤4中，生物滴滤塔上部间歇喷洒循环使用的营养液，以培养第一组合填料床和第二组合填料床上具有生物降解功能微生物；营养液为6～15％wt的葡萄糖溶液和0.2～1.5%wt微量元素溶液的混合液。
4.根据权利要求3所述的用于污水处理厂的臭气收集处理方法，其特征是：在步骤5中，在混合气体反应器中，根据臭气中H2S的浓度，调整SO2的进气量，使混合气体中H2S与SO2的摩尔比为2:1。
5.一种实施权利要求1-4任一臭气收集处理方法的处理设备，其特征是：包括有风机、预处理喷淋塔、生物滴滤塔、鼓风机、曝气活性污泥池、中空纤维气体分离膜、干燥器、燃烧器、混合气体反应器、光催化处理设备和曝气活性污泥池；臭气源上方集气罩的总管道装有风机，风机出风口连通预处理喷淋塔下部，预处理喷淋塔顶口装有除雾器，除雾器排气口经管道中的一个支管接入生物滴滤塔下部、一个支管接至中空纤维气体分离膜、一个支管接至混合气体反应器，生物滴滤塔顶面溢出口由管道通过鼓风机接入曝气活性污泥池；中空纤维气体分离膜出口与干燥器连接，干燥器出口与燃烧器连接，燃烧器的排气口经管道连接混合气体反应器，混合气体反应器的出口连通光催化处理设备，光催化处理设备的排气口由管道通过鼓风机接入曝气活性污泥池。
6.根据权利要求5所述的处理设备，其特征是：所述预处理喷淋塔包括喷淋塔体，在塔体内，上部装有喷淋器、中部装有喷淋液接触板模块、底部布有喷淋液集水池，喷淋液集水池通过管道连接塔体外部的离心泵，离心泵出水口经一个支管道连接喷淋器、另一个支管道连通曝气活性污泥池底部，喷淋塔体顶口装有除雾器；所述喷淋液接触板模块采用聚四氟乙烯材质，喷淋液接触板模块中的各层喷淋接触板上开有直径为1.5～2cm的孔洞。
7.根据权利要求6所述的处理设备，其特征是：所述生物滴滤塔包括罐体，罐体内的上部安装有一组向下的喷头，喷头下方依次设有第一组合填料床和第二组合填料床，第一组合填料床和第二组合填料床底部分别安装有填料支撑组件，罐体底部由管道连通罐体外部的营养液储存罐，营养液储存罐经装有回流泵的管路接入喷头，罐体顶部有溢出口。
8.根据权利要求7所述的处理设备，其特征是：所述第一组合填料床的高度为1.2～1.5m，填料主体按质量百分比为：粒装竹炭45％～55％、沸石35％～45％和粘合剂10％；所述第二组合填料床的高度为1.8～2.4m，填料主体按质量百分比为：粉煤灰40％～50％、黏土25％～35％、火山岩10％～15％和粘合剂15％。
9.根据权利要求8所述的处理设备，其特征是：所述混合气体反应器底部设有静电吸附板，用于吸附单质硫。
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