CN114130184A - 一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置及方法，包括与尾气管线连接的尾气冷却装置，其特征在于：所述尾气冷却装置出口端伸入到生物叠层床内，所述生物叠层床内从上至下依次设有生物滤床和生物滴滤床，所述生物叠层床底部出口侧设有集液池，所述集液池通过送液管线与生物分离池连接，所述生物分离池通过回用管线与生物滴滤床上方的喷淋装置连接，所述生物叠层床顶部设置尾气出口；本发明占地面积小、处理成本低、运行维护简单、便捷，可以对草甘膦生产过程中产生的蒸发残液焚烧尾气进一步深度处理，达到充分净化尾气异味的目的。
Description
技术领域
本发明涉及尾气治理技术领域，具体地指一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置及方法。
背景技术
草甘膦是一种内吸传导型广谱灭生性除草剂，在草甘膦生产过程中会产生一股有机物浓度较高的生产母液，一般采用MVR蒸发装置进行蒸发处理，但由于有机物含量较高，仍会有部分蒸发残液产生，残液经过焚烧炉处理后再经过旋风分离、二燃、预热锅炉、急冷、脱硫、除尘、洗涤，因母液有机物浓度高，烟气经以上处理工序后异味仍较大，有明显的刺鼻的气味。目前对于该类异味废气有以下处理方法：UV光解净化、生物法除臭、低温等离子体、洗涤式活性污泥脱臭法、三相多介质催化氧化工艺等，其中生物法以其不会出现二次污染、运行成本低、操作维护成本低等优点被广泛应用，生物法处理的原理是利用微生物把恶臭物质吸收与微生物自身体内，再利用生物代谢将其降解的过程。常规的生物除臭装置一般采用单层填料运行模式，通常存在占地面积大，废气停留时间短，处理负荷低、维护难度大等问题，而常规生物滤池工艺如果要长期稳定达到处理效果，也需要长期投加碳源，运行成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种占地面积小、处理成本低、运行维护简单、便捷的草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置及方法，可以对草甘膦生产过程中产生的蒸发残液焚烧尾气进一步深度处理，以达到充分净化尾气异味的目的。
本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置，包括与尾气管线连接的尾气冷却装置，其特征在于：所述尾气冷却装置出口端伸入到生物叠层床内，所述生物叠层床内从上至下依次设有生物滤床和生物滴滤床，所述生物叠层床底部出口侧设有集液池，所述集液池通过送液管线与生物分离池连接，所述生物分离池通过回用管线与生物滴滤床上方的喷淋装置连接，所述生物叠层床顶部设置尾气出口。
优选地，所述生物滤床包括生物滤床支撑机构和位于生物滤床支撑机构表面的有机填料层及活性污泥；所述生物滴滤床包括生物滴滤床支撑机构和位于生物滴滤床支撑机构表面的无机填料层及活性污泥。
优选地，所述生物滤床支撑机构和生物滴滤床支撑机构均包括从下至上依次设置的钢骨架结构、玻璃钢格栅板和不锈钢滤网。
优选地，所述有机填料层采用多年生杂木与鲍尔环塑料球依次堆叠而成，所述无机填料层采用高温烧结的陶粒颗粒。
优选地，所述尾气冷却装置为翅片管换热器结构。
优选地，所述送液管线上设有第一输送泵，所述回用管线上设有第二输送泵，所述生物分离池包括位于一侧的竖流沉淀池和位于另一侧的溢流清水池，所述竖流沉淀池顶侧设有溢流孔，所述竖流沉淀池进液口与送液管线连接，所述溢流清水池出水口与回用管线连接。
另外，本发明还公开上述利用草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置进行尾气处理的方法，它包括如下步骤：
步骤1）：从尾气管线出来的尾气经过尾气冷却装置冷却后，从生物叠层床底部进入其中；
步骤2）：尾气从下至上依次通过生物滴滤床和生物滤床；
步骤3）：尾气经过生物滴滤床时，尾气中的污染物质被无机填料层中的陶粒吸附一部分，并且陶粒表面吸附的活性污泥形成一层生物膜，也会对污染物质进行部分降解；
步骤4）：尾气经过生物滤床时，有机填料层中的杂木可以给活性污泥中的菌落提供部分碳源，再对尾气中的污染物质进行部分降解；
步骤5）：经过生物滴滤床和生物滤床两次生物处理过程后，尾气通过尾气出口排出。
进一步地，所述步骤3）还包括如下步骤：
步骤3.1）：第二输送泵工作后，从溢流清水池抽取的清水经过回用管线后通入到喷淋装置中，对生物滴滤床进行喷淋过程，为生物处理提高水源；
步骤3.2）：透过生物滴滤床的水及污泥杂质在生物叠层床底部聚集，并通过生物叠层床底部出口侧进入到集液池内，第一输送泵工作后，将集液池内的混合料液抽送至生物分离池内；
步骤3.3）：进入生物分离池内的混合料液先经过竖流沉淀池进行沉淀，位于上侧的清水通过溢流孔进入到溢流清水池中；
步骤3.4）：重复步骤3.1）至步骤3.4）。
优选地，所述步骤4）还包括如下步骤：从生物滴滤床上来的尾气存在部分水蒸气，在其经过生物滤床时，水蒸气遇到有机填料层的鲍尔环而冷凝成液滴，使得尾气中的水蒸气被分离开来。
本发明的有益效果：
1、本发明中陶粒原料采用无害化处理后的压缩污泥，包括城市污泥、河道疏浚淤泥等，取代了采用黏土及铝矾土作为原料制作陶粒的生产工艺，有效保护耕地和环境，节约能源，提高资源利用效率；
2、本发明中有机填料层与无机填料层为上下两层堆叠结构，既增大了尾气在整个生物床中的停留时间，保证了处理效果，同时大大降低了装置占地面积；
3、本发明中有机填料层中的填料装填方式为，塑料鲍尔环与杂木依次层叠铺设，加大了尾气在填料中的停留时间，同时增加了填料层的孔隙度，降低了尾气在填料层的压降，并且鲍尔环可以起到除雾的效果，在尾气经过生物滤床时，水蒸气遇到有机填料层的鲍尔环而冷凝成液滴，使得尾气中的水蒸气被分离开来；
4、本发明中采用的无机填料层为陶粒填料，可以利用陶粒的多孔结构将污染因子吸附于陶粒上，同时在陶粒表面的生物膜可以将污染因子进行降解；
5、本发明中采用生物分离池对无机填料层喷淋水进行沉淀净化，既可以及时排除系统中生物代谢产生的死泥，同时可以净化喷淋水，避免喷淋装置堵塞，减少装置检修频率；
6、本发明中采用尾气冷却装置，对于气体的温度变化有较好的适应性，在焚烧尾气温度发生变化的时候调节冷却水流量，改变换热量，可以保持生物滴滤床及生物滤床的温度稳定，从而保证了生物的生存环境；
7、本发明采用冷却装置作为生物滴滤床及生物滤床的前端预处理，一方面可以保证生物适宜的生存温度，其次可以使得尾气温度降低，部分污染因子溶解度增大，更有利于污染物由气膜进入液膜。
附图说明
图1 为一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置的结构示意图；
图2为图1中生物叠层床的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1和2所示，一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置，包括与尾气管线连接的尾气冷却装置1，其特征在于：所述尾气冷却装置1出口端伸入到生物叠层床2内，所述生物叠层床2内从上至下依次设有生物滤床3和生物滴滤床4，所述生物叠层床2底部出口侧设有集液池5，所述集液池5通过送液管线6与生物分离池7连接，所述生物分离池7通过回用管线8与生物滴滤床4上方的喷淋装置9连接，所述生物叠层床2顶部设置尾气出口10。
优选地，所述生物滤床3包括生物滤床支撑机构3.1和位于生物滤床支撑机构3.1表面的有机填料层3.2及活性污泥；所述生物滴滤床4包括生物滴滤床支撑机构4.1和位于生物滴滤床支撑机构4.1表面的无机填料层4.2及活性污泥。本实施例中，生物滤床支撑机构3.1和生物滴滤床支撑机构4.1不同于常规生物滤池检修维护时时需要进入床层内部，存在安全风险，其可采用螺栓连接，连接处采用橡胶垫片密封，既可以保证系统运行的密封性，同时在需要更换填料或检修时可将填料床层整体进行吊装，维护方便，安全可靠。
优选地，所述生物滤床支撑机构3.1和生物滴滤床支撑机构4.1均包括从下至上依次设置的钢骨架结构、玻璃钢格栅板和不锈钢滤网。这种设计既保证了床体的牢固程度，同时也减轻了床体的重量。其中钢骨架结构采用厚度14mm的钢板逐块焊接而成钢格栅，可以满足承重要求，而玻璃钢格栅板及不锈钢滤网均采用镂空板，既满足减少尾气压降得要求，也可以防止填料泄露至下方以及集液池。
优选地，所述有机填料层3.2采用多年生杂木与鲍尔环塑料球依次堆叠而成，所述无机填料层4.2采用高温烧结的陶粒颗粒。在本实施例中，多年生杂木与鲍尔环塑料球依次堆叠，这样不但可以提高填料堆叠的孔隙度，也可以有效降低尾气经过填料层的压降，减少风机运行负荷，从而降低能耗，并且鲍尔环可以起到除雾的效果，在尾气经过生物滤床3时，水蒸气遇到有机填料层3.2的鲍尔环而冷凝成液滴，使得尾气中的水蒸气被分离开来；陶粒颗粒的生产原料可以选用无害化处理后的压缩污泥，包括城市污泥、河道疏浚淤泥等，以取代采用黏土及铝矾土作为原料制作陶粒的生产工艺，有效保护耕地和环境，节约能源，提高资源利用效率。
优选地，所述尾气冷却装置1为翅片管换热器结构。本实施例中，尾气冷却装置1可以根据气体及环境温度调节冷却水流量，改变换热量，保持水体的温度相对稳定，已达到较好的生化处理效果。
优选地，所述送液管线6上设有第一输送泵11，所述回用管线8上设有第二输送泵12，所述生物分离池7包括位于一侧的竖流沉淀池7.1和位于另一侧的溢流清水池7.2，所述竖流沉淀池7.1顶侧设有溢流孔7.3，所述竖流沉淀池7.1进液口与送液管线6连接，所述溢流清水池7.2出水口与回用管线8连接。在本实施例中，集液池5内汇集的是经过生物代谢后的污泥浆，通过送液管线6送入到生物分离池7内后，可以经过沉淀，清水进入到溢流清水池7.2内，并通过回用管线8输送至喷淋装置进行喷淋，而竖流沉淀池7.1底部的污泥则可输送至污水处理站进行处理，且可生化性好，不额外生产其他废弃物，另外当溢流清水池7.2内清水不足时，可以通过外部清水管线向其补充即可。
另外，本发明还公开上述利用草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置进行尾气处理的方法，它包括如下步骤：
步骤1）：从尾气管线出来的尾气经过尾气冷却装置1冷却后，从生物叠层床2底部进入其中；
步骤2）：尾气从下至上依次通过生物滴滤床4和生物滤床3；
步骤3）：尾气经过生物滴滤床4时，尾气中的污染物质被无机填料层4.2中的陶粒吸附一部分，并且陶粒表面吸附的活性污泥形成一层生物膜，也会对污染物质进行部分降解；
步骤4）：尾气经过生物滤床3时，有机填料层3.2中的杂木可以给活性污泥中的菌落提供部分碳源，再对尾气中的污染物质进行部分降解；
步骤5）：经过生物滴滤床4和生物滤床3两次生物处理过程后，尾气通过尾气出口10排出。
进一步地，所述步骤3）还包括如下步骤：
步骤3.1）：第二输送泵12工作后，从溢流清水池7.2抽取的清水经过回用管线8后通入到喷淋装置9中，对生物滴滤床4进行喷淋过程，为生物处理提高水源；
步骤3.2）：透过生物滴滤床4的水及污泥杂质在生物叠层床2底部聚集，并通过生物叠层床2底部出口侧进入到集液池5内，第一输送泵11工作后，将集液池5内的混合料液抽送至生物分离池7内；
步骤3.3）：进入生物分离池7内的混合料液先经过竖流沉淀池7.1进行沉淀，位于上侧的清水通过溢流孔7.3进入到溢流清水池7.2中；
步骤3.4）：重复步骤3.1）至步骤3.4）。
优选地，所述步骤4）还包括如下步骤：从生物滴滤床4上来的尾气存在部分水蒸气，在其经过生物滤床3时，水蒸气遇到有机填料层3.2的鲍尔环而冷凝成液滴，使得尾气中的水蒸气被分离开来。
本实施例中，通过生物叠层床2进行生物法处理废气是在固体表面的液膜中进行，处理过程为四个步骤：
（1）废气中的污染物由气膜扩散进入液膜；
（2）液膜中的污染物在浓度差（引风量）推动下扩散到生物膜，生物膜内的微生物开始吸收并分解有机物；
（3）微生物将有机物分解为无害的CO2、H2O及其它简单无机物；
（4）生化反应产生的无害气体从生物膜表面脱附进入气相，水保留于生物膜内。
其处理过程过程的速率取决于以下三个方面：
1) 气相向固相的传质速率（与污染物性质及反应器结构有关）；
2) 用于降解的活性生物的质量；
3) 活性生物的降解速率（取决于污染物种类、微生物生长环境等因素）。
通过两组不同废气量的深度处理效果数据来具体说明本发明方法的有效性：其中生物滴滤床尾气进气温度控制在25-35℃，保证生物在此温度下能够正常繁殖、代谢；尾气颗粒物含量＜50mg/m³，防止颗粒物在填料表面累积造成生物滤池整体压降上升，且阻止尾气的污染因子被填料表面的生物膜吸附转化。
表1：第一组废气深度处理数据表
表2：第二组废气深度处理数据表
通过上述两组数据可以看出， 经过本发明中的生物叠层床的处理，尾气中的各项污染物的指标明显下降，达到充分净化尾气异味的目的。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置，包括与尾气管线连接的尾气冷却装置（1），其特征在于：所述尾气冷却装置（1）出口端伸入到生物叠层床（2）内，所述生物叠层床（2）内从上至下依次设有生物滤床（3）和生物滴滤床（4），所述生物叠层床（2）底部出口侧设有集液池（5），所述集液池（5）通过送液管线（6）与生物分离池（7）连接，所述生物分离池（7）通过回用管线（8）与生物滴滤床（4）上方的喷淋装置（9）连接，所述生物叠层床（2）顶部设置尾气出口（10）。
2.根据权利要求1所述的一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置，其特征在于：所述生物滤床（3）包括生物滤床支撑机构（3.1）和位于生物滤床支撑机构（3.1）表面的有机填料层（3.2）及活性污泥；所述生物滴滤床（4）包括生物滴滤床支撑机构（4.1）和位于生物滴滤床支撑机构（4.1）表面的无机填料层（4.2）及活性污泥。
3.根据权利要求2所述的一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置，其特征在于：所述生物滤床支撑机构（3.1）和生物滴滤床支撑机构（4.1）均包括从下至上依次设置的钢骨架结构、玻璃钢格栅板和不锈钢滤网。
4.根据权利要求2所述的一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置，其特征在于：所述有机填料层（3.2）采用多年生杂木与鲍尔环塑料球依次堆叠而成，所述无机填料层（4.2）采用高温烧结的陶粒颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置，其特征在于：所述尾气冷却装置（1）为翅片管换热器结构。
6.根据权利要求1所述的一种草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置，其特征在于：所述送液管线（6）上设有第一输送泵（11），所述回用管线（8）上设有第二输送泵（12），所述生物分离池（7）包括位于一侧的竖流沉淀池（7.1）和位于另一侧的溢流清水池（7.2），所述竖流沉淀池（7.1）顶侧设有溢流孔（7.3），所述竖流沉淀池（7.1）进液口与送液管线（6）连接，所述溢流清水池（7.2）出水口与回用管线（8）连接。
7.一种利用权利要求1至6任一项所述草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置进行尾气处理的方法，其特征在于：它包括如下步骤：
步骤1）：从尾气管线出来的尾气经过尾气冷却装置（1）冷却后，从生物叠层床（2）底部进入其中；
步骤2）：尾气从下至上依次通过生物滴滤床（4）和生物滤床（3）；
步骤3）：尾气经过生物滴滤床（4）时，尾气中的污染物质被无机填料层（4.2）中的陶粒吸附一部分，并且陶粒表面吸附的活性污泥形成一层生物膜，也会对污染物质进行部分降解；
步骤4）：尾气经过生物滤床（3）时，有机填料层（3.2）中的杂木可以给活性污泥中的菌落提供部分碳源，再对尾气中的污染物质进行部分降解；
步骤5）：经过生物滴滤床（4）和生物滤床（3）两次生物处理过程后，尾气通过尾气出口（10）排出。
8.根据权利要求7所述的利用草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置进行尾气处理的方法，其特征在于：所述步骤3）还包括如下步骤：
步骤3.1）：第二输送泵（12）工作后，从溢流清水池（7.2）抽取的清水经过回用管线（8）后通入到喷淋装置（9）中，对生物滴滤床（4）进行喷淋过程，为生物处理提高水源；
步骤3.2）：透过生物滴滤床（4）的水及污泥杂质在生物叠层床（2）底部聚集，并通过生物叠层床（2）底部出口侧进入到集液池（5）内，第一输送泵（11）工作后，将集液池（5）内的混合料液抽送至生物分离池（7）内；
步骤3.3）：进入生物分离池（7）内的混合料液先经过竖流沉淀池（7.1）进行沉淀，位于上侧的清水通过溢流孔（7.3）进入到溢流清水池（7.2）中；
步骤3.4）：重复步骤3.1）至步骤3.4）。
9.根据权利要求7所述的利用草甘膦母液焚烧尾气深度处理装置进行尾气处理的方法，其特征在于：所述步骤4）还包括如下步骤：从生物滴滤床（4）上来的尾气存在部分水蒸气，在其经过生物滤床（3）时，水蒸气遇到有机填料层（3.2）的鲍尔环而冷凝成液滴，使得尾气中的水蒸气被分离开来。
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