CN111282436A - 污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺及系统，属于环保技术领域。本发明所述的净化工艺，包括以下步骤：(1)启动离心风机，将收集到的废气进行除杂，除杂后的废气进入一级吸收塔；(2)一级吸收塔采用气液逆流接触式对废气进行净化，采用的吸收液为络合铁复配药剂，吸收液吸收后进入一级吸收液再生反应器进行再生；(3)废气进入二级吸收塔，继续进行喷淋吸收液进行净化；(4)废气经过气液分离罐进行分离，分离后的气体达标排放，分离后的液体进行收集再处理。本发明所述的净化工艺，设计科学合理，简单便捷，处理效率高，无二次污染，节能环保；本发明同时提供了一种设计简单的净化系统。

Description

污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺及系统
技术领域
本发明涉及一种污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺及系统，属于环保技术领域。
背景技术
现有污水站高浓度硫化氢废气采用的处理方式为化学吸收法(碱液吸收)，但主要存在以下几个问题点：
(1)碱液与硫化氢反应生成盐，浓度高时会产生盐结晶，造成塔器、管道、循环泵堵塞；
(2)高盐吸收液定期返回排入污水站处理，造成二次污染，增加污水站的处理负荷；
(3)含硫的高盐废水进入污水站后，在微生物的作用下又会产生硫化氢，硫化氢部分会以气体的方式散发出来，需要进行二次吸收处理；
(4)采用碱液吸收硫化氢的方法，对硫化氢吸收效果的波动性较大。随着吸收过程的进行，碱液浓度不断降低，处理效果会急剧下降，碱液利用不完全，造成碱液的浪费。
涉及的主要工艺流程如下：
污水站含硫化氢废气经过收集后，进入两级填料塔，采用碱液喷淋吸收，碱液pH控制在10.0以上，气体液体接触方式为逆流接触。循环喷淋，循环喷淋液达到一定浓度，排放至污水处理站处理。排放频次根据污水站接纳的浓度设计。废水排放为高盐含量。
涉及到的主要反应如下：
NaOH+H2S＝NaSH+H2O，NaOH+NaSH＝Na2S+H2O。
综上所述，现有的处理方法存在诸多不足，需要开发一种新的处理工艺及系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺，其设计科学合理，简单便捷，处理效率高，无二次污染，节能环保；本发明同时提供了一种设计简单的净化系统。
本发明所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺，包括以下步骤：
(a)启动离心风机，将收集到的废气进行除杂，除杂后的废气进入一级吸收塔，除杂产生的杂质进行定期导流排至杂质储罐；
(b)一级吸收塔采用气液逆流接触式对废气进行净化，采用的吸收液为络合铁复配药剂，吸收液吸收后进入吸收液再生反应器进行再生；
(c)废气进入二级吸收塔，继续进行喷淋吸收液进行净化；
(d)废气经过气液分离罐进行分离，分离后的气体达标排放，分离后的液体进行收集再处理。
在一级吸收塔内对废气进行净化时，吸收液与废气的接触时间为6-10s，空塔气速为0.6-0.9m/s。
在一级吸收塔内对废气进行净化时，分三层喷淋吸收层，每层高度为1.4-1.6m。
在二级吸收塔内对废气进行净化时，吸收液与废气的接触时间为3-5s，空塔气速为0.9-1.2m/s。
在二级吸收塔内对废气进行净化时，分两层喷淋吸收层，每层高度为1.0-1.2m。
所述络合铁复配药剂为络合铁催化剂与硫磺絮凝剂和硫磺稳定剂的混合物。混合质量比优选为100：0.5：0.1～100：0.5：0.2。所述络合铁复配药剂在吸收硫化氢气体的同时，可加快硫磺颗粒的形成速度及硫磺的稳定。
一级吸收塔内络合铁复配药剂中铁离子质量浓度为：2.0-3.0％；二级吸收塔内络合铁复配药剂中铁离子质量浓度为：0.5-0.7％。
所述气液分离罐的进气方式采用上部进气，上部出气。通过内部气液分离层的惯性碰撞、拦截过滤的作用将液滴从气体中去除，液滴可被输送至二级吸收塔内部回用。
在污水处理过程中，厌氧段或水解酸化段水池在微生物的作用下会产生硫化氢气体。硫化氢浓度较高，一般在300-500ppm以上，甚至有上万PPM。本发明所述的工艺中，启动离心风机和加药泵，将废气先经过除杂罐，将废气中夹带的泡沫、死泥、大粒径的液滴进行去除。去除的泡沫、死泥、液滴在除杂罐底部收集，定期导流排出。此步骤主要目的为：将废气中的杂质去除，可有效保证后续吸收液的稳定性。经过除杂的废气进入一级吸收塔，采用气液逆流接触式，吸收液通过加药泵由塔顶部喷淋而下，流到底部后，由排放管排至一级吸收液再生反应器。吸收液再生后还可以通过泵打入一级吸收塔，循环喷淋。经过一级吸收后，吸收效率可达90-95％。经过一级吸收后的废气进入二级吸收塔，吸收液通过加药泵由塔顶部喷淋而下，流到底部后，由排放管排至二级吸收液再生反应器。吸收液再生后还可以通过泵打入二级吸收塔，循环喷淋。经过二级吸收后，吸收效率可达80％-90％。经过二级吸收后的气体经过气液分离罐，将因雾沫夹带的吸收液分离回收回来，减少吸收液的损失；分离后的气体达标排放。络合铁复配药剂的温度设置为40-50℃，压力设置为常压。
将离心风机设置在系统的最末端，为整个系统提供负压状态，有效避免气体通过管道接口的泄露，同时处理后的气体大大减轻对离心风机的腐蚀。
吸收液再生反应器所需要的再生气，可通过污水站本身设置的罗茨鼓风机分支管道供气；吸收液再生反应器中的吸收液定期自动排入板框压滤机，将生成的硫磺压滤出来。压滤液体分别返回一级吸收塔和二级吸收塔使用。
所述污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化系统，包括除杂罐，除杂罐与一级吸收塔、二级吸收塔、气液分离罐、离心风机依次相连，一级吸收塔和二级吸收塔分别通过加药泵与吸收液储罐相连。
优选的，除杂罐的底部与杂质储罐相连。
优选的，一级吸收塔的底部与一级吸收液再生反应器相连，二级吸收塔的底部与二级吸收液再生反应器相连，使得再生后的吸收液进行再利用，节能降耗。
优选的，气液分离罐的底部与二级吸收塔相连，实现了络合铁复配药剂的再次回收利用。
本工艺具体采用组合式工艺，即“预处理+一级高浓度络合吸收+一级低浓度络合吸收+气液分离”的模式。本工艺并非是将吸收液直接由碱液换为络合铁复配药剂，也并非将硫磺回收技术直接照搬过来，而是结合污水站废气的特点，通过环保工艺、设备的设计、组合而开发出一项适合于污水站产生高浓度硫化氢环保净化工艺，工艺开发本着高效、无二次污染、减少投资、减少运行费用的目的。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本工艺方法通过环保设计的思路，将络合铁复配药剂作为吸收液应用于环保净化废气领域，通过络合铁催化剂的吸收将硫化氢废气吸收，再生过程将硫转化为硫磺，通过配比硫磺絮凝剂、硫磺稳定剂的添加，使硫磺絮凝速度加快，稳定性增强，有利于硫磺的提出；
(2)本发明采用两级不同铁离子浓度的吸收方式，减少了催化剂中铁离子的损失，降低了补充量，节约了运行费用；
(3)本发明所述的净化工艺，设计科学合理，简单便捷，处理效率高，无二次污染，节能环保；
(4)本发明所述的净化系统，设计科学合理，操作便捷，降低了成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1、还原性硫化物废气；2、吸收液储罐；3、加药泵；4、一级吸收塔；5、二级吸收塔；6、气液分离罐；7、离心风机；8、二级吸收液再生反应器；9、一级吸收液再生反应器；10、杂质储罐；11、除杂罐。
具体实施方式
下面通过具体实施例详述本发明，但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
如图1所示，所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化系统，包括除杂罐11，除杂罐11与一级吸收塔4、二级吸收塔5、气液分离罐6、离心风机7依次相连，一级吸收塔4和二级吸收塔5分别通过加药泵3与吸收液储罐2相连。
所述污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺，包括以下步骤：
(a)启动离心风机7，将收集到的废气进行除杂，除杂后的废气进入一级吸收塔4，除杂产生的杂质进行定期导流排至杂质储罐10；
(b)一级吸收塔4采用气液逆流接触式对废气进行净化，采用的吸收液为络合铁复配药剂，铁离子质量浓度为2.0％，吸收液吸收后进入一级吸收液再生反应器9进行再生；
(c)废气进入二级吸收塔5，采用的吸收液为络合铁复配药剂，铁离子质量浓度为0.5％，继续进行喷淋吸收液进行净化，吸收液吸收后进入二级吸收液再生反应器8进行再生；
(d)废气经过气液分离罐6进行分离，分离后的气体达标排放，分离后的液体进行收集再处理。
在一级吸收塔4内对废气进行净化时，吸收液与废气的接触时间为8s，空塔气速为0.8m/s。
在一级吸收塔4内对废气进行净化时，分三层喷淋吸收层，每层高度为1.5m。
在二级吸收塔5内对废气进行净化时，吸收液与废气的接触时间为4s，空塔气速为1.0m/s。
在二级吸收塔5内对废气进行净化时，分两层喷淋吸收层，每层高度为1.1m。
所述络合铁复配药剂为络合铁催化剂与硫磺絮凝剂和硫磺稳定剂的混合物。混合质量比优选为100：0.5：0.1。
实施例2
工艺与结构与实施例1中的相同，不同之处在于：
所述除杂罐11的底部与杂质储罐10相连。
所述一级吸收塔4的底部与一级吸收液再生反应器9相连，二级吸收塔5的底部与二级吸收液再生反应器8相连，使得再生后的吸收液进行再利用，节能降耗。
所述气液分离罐6的底部与二级吸收塔5相连。
某制药污水池(水解酸化池)废气，气量：3500N m3/h，致臭还原硫化物浓度：500mg/m3。
一级吸收塔设置：Ф1.05*3.20m，材质SUS316，配置吸收循环泵：30m3/h，25m扬程；二级吸收塔设置：Ф1.2*3.50m，材质SUS316，配置吸收循环泵：30m3/h，25m扬程；气液分离罐：Ф0.8*2.00m。
一级吸收液再生反应器设计：1.3m*1.00m*1.00m，硫泵设计：6m3/h，15m扬程；再生风机：Q＝500m3/h，H＝8000Pa；一级吸收液再生反应器设计：1.3m*1.00m*1.00m，硫泵设计：5m3/h，15m扬程；再生风机：Q＝400m3/h，H＝6000Pa。
启动离心风机7和加药泵3，将废气先经过除杂罐11(Ф0.8*2.5m)，将废气中夹带的泡沫、死泥、大粒径的液滴进行去除。去除的泡沫、死泥、液滴在除杂罐11底部收集，定期导流排出。此步骤主要目的为：将废气中的杂质去除，可有效保证后续吸收液的稳定性。经过除杂的废气进入一级吸收塔4，采用气液逆流接触式，吸收液通过加药泵3由塔顶部喷淋而下，流到底部后，由排放管排至一级吸收液再生反应器9。吸收液再生后还可以通过泵打入一级吸收塔4，循环喷淋。经过一级吸收后，硫化氢浓度为40-45mg/m3，经过一级吸收后的废气进入二级吸收塔5，吸收液通过加药泵3由塔顶部喷淋而下，流到底部后，由排放管排至二次吸收液再生反应器8。吸收液再生后还可以通过泵打入二级吸收塔5，循环喷淋。经过二级吸收后，硫化氢浓度为3-5mg/m3。经过二级吸收后的气体经过气液分离罐6，将因雾沫夹带的吸收液分离回收回来，减少吸收液的损失；分离后的气体中，硫化氢含量在3-5mg/m3，可以达标排放。
一级吸收液再生反应器9和二级吸收液再生反应器8中的吸收液定期自动排入板框压滤机，将生成的硫磺压滤出来。压滤液体分别返回一级吸收塔4和二级吸收塔5使用。

Claims (10)

1.一种污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(a)启动离心风机(7)，将收集到的废气进行除杂，除杂后的废气进入一级吸收塔(4)，除杂产生的杂质进行导流排至杂质储罐(10)；
(b)一级吸收塔(4)采用气液逆流接触式对废气进行净化，采用的吸收液为络合铁复配药剂，吸收液吸收后进入一级吸收液再生反应器(9)进行再生；
(c)废气进入二级吸收塔(5)，继续进行喷淋吸收液进行净化；
(d)废气经过气液分离罐(6)进行分离，分离后的气体达标排放，分离后的液体进行收集再处理。
2.根据权利要求1所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺，其特征在于：在一级吸收塔(4)内对废气进行净化时，吸收液与废气的接触时间为6-10s，空塔气速为0.6-0.9m/s；在一级吸收塔(4)内对废气进行净化时，分三层喷淋吸收层，每层高度为1.4-1.6m。
3.根据权利要求1所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺，其特征在于：络合铁复配药剂为络合铁催化剂与硫磺絮凝剂和硫磺稳定剂的混合物。
4.根据权利要求3所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺，其特征在于：混合质量比为100：0.5：0.1～100：0.5：0.2。
5.根据权利要求1所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺，其特征在于：在二级吸收塔(5)内对废气进行净化时，吸收液与废气的接触时间为3-5s，空塔气速为0.9-1.2m/s；在二级吸收塔(5)内对废气进行净化时，分两层喷淋吸收层，每层高度为1.0-1.2m。
6.根据权利要求1所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺，其特征在于：一级吸收塔(4)内络合铁复配药剂中铁离子质量浓度为：2.0-3.0％；二级吸收塔(5)内络合铁复配药剂中铁离子质量浓度为：0.5-0.7％。
7.一种权利要求1-6任一所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化工艺所用的系统，其特征在于：包括除杂罐(11)，除杂罐(11)与一级吸收塔(4)、二级吸收塔(5)、气液分离罐(6)、离心风机(7)依次相连，一级吸收塔(4)和二级吸收塔(5)分别通过加药泵(3)与吸收液储罐(2)相连。
8.根据权利要求7所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化系统，其特征在于：除杂罐(11)的底部与杂质储罐(10)相连。
9.根据权利要求7所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化系统，其特征在于：一级吸收塔(4)的底部与一级吸收液再生反应器(9)相连，二级吸收塔(5)的底部与二级吸收液再生反应器(8)相连。
10.根据权利要求7所述的污水站含高浓度还原性硫化物废气的净化系统，其特征在于：气液分离罐(6)的底部与二级吸收塔(5)相连。
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