CN209138339U - 一种碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置 - Google Patents

一种碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于废气处理技术领域，具体涉及一种碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置。所述装置包括废气吸收塔、活性污泥吸附池、连通废气吸收塔和活性污泥吸附池的气水输送通道、从活性污泥吸附池逸出的气体进入的气水分离装置、与气水分离装置相连的活性炭吸附装置、活性污泥吸附池溢出的污水通过出水堰进入的微生物降解装置和循环水系统。本实用新型提供的技术方案集碳氢溶剂VOCs废气收集、吸附、生物处理多功能于一体，实现对碳氢VOCs废气较为彻底的去除，所采用的生物处理技术低耗、环保、高效、无二次污染，可实现广泛推广应用。

Description

一种碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置
技术领域
本实用新型属于废气处理技术领域，具体涉及一种碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置。
背景技术
挥发性有机物(VOCs)废气来源广泛，除了植物挥发等自然源外,还包括各种工业源、农业源、交通源和生活源等人为源。大部分来自于有机溶剂的挥发，如汽车涂装、家居喷漆、印刷涂布等。其中，工业过程所产生的VOCs废气具有排放量大、种类多、成分复杂等特点。VOCs废气大幅度降低了城市空气质量，严重威胁到人类生命健康。
目前，国内外工业企业对VOCs废气的处理措施可分为两类：源头控制技术和末端治理技术。源头控制技术是对易产生VOCs废气的原辅材料进行替代，采用更为环保的材料，以此来减少VOCs的产生量，此方法具有一定的创新难度，尤其对于小成本企业很难实现选择高环保、高品质原材料的方案，此方法虽能减少VOCs的产生量，但无法完全抑制VOCs的产生；源头控制技术还包括工艺和设备的改进，对产品生产区采用密闭一体化生产设备，这对于追求低成本、高收入的工业企业来说，也难以实现推广与应用，同时对于所产生的VOCs废气也未做到治理和解决。
VOCs废气末端治理技术又分为回收法和消除法。回收法包括吸附法、冷凝法和吸收法，消除法包括燃烧法、氧化法、低温等离子体法和生物处理法。吸附法与冷凝法材耗大、能耗高，吸收法对于疏水性VOCs废气无法适用；燃烧法、氧化法与低温等离子体法虽然能耗相对较低，但易产生副产物，对环境会造成二次污染。从国内外综合情况看，使用最多的VOCs废气处理技术为催化燃烧、吸附和生物处理技术。因VOCs种类繁多、成分复杂且特性不一，工程上多采用组合治理技术，成本耗费非常大。
实用新型内容
本实用新型提供了一种碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，用以解决目前碳氢溶剂VOCs废气处理方式存在的成本高、能耗大、适用面窄或造成二次污染等问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：所述碳氢溶剂VOCs 废气一体化处理系统，其包括：
废气吸收系统：用水吸收废气，形成污水和未吸收的废气；
活性污泥吸附系统：用活性污泥吸附废气和污水中污染物；
气水分离系统：用于将活性污泥吸附系统中溢出的废气进一步进行气水分离，分离的污水回流至废气吸收系统；
活性炭吸附系统：用于对气水分离系统中分离的废气进行活性炭吸附处理，获得干净气体排出；
污水生物降解系统：用于将活性污泥吸附系统中出来的水进行厌氧和好氧的生物降解处理；
水循环系统：用于使系统内的水在废水吸收系统、活性污泥吸附系统、污水生物降解系统中循环使用。
本实用新型提供的一体化处理系统整合了吸收、吸附、生物降解于一体，并且水循环使用，实现了废水零排放，解决了目前处理方式的各种弊端。
本实用新型还提供了一种碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其包括废气吸收塔、活性污泥吸附池、连通废气吸收塔和活性污泥吸附池的气水输送通道、从活性污泥吸附池逸出的气体进入的气水分离装置、与气水分离装置相连的活性炭吸附装置、活性污泥吸附池溢出的污水通过出水堰进入的微生物降解装置和循环水系统，所述废气吸收塔通过承托层分割为上部布气水区和下部储水区，所述循环水系统包括连接所述布气水区和储水区的第一回水系统、连接气水分离装置和储水区的第二回水系统以及连接微生物降解装置和储水区的第三回水系统。
可选地，所述废气吸收塔包括进气管、设置在进气管中的鼓风机、与进气管相连的布气水区，所述布气水区内设有与所述第一回水系统出水端相连的水喷头和气水接触填料，所述气水接触填料设置在承托板上，所述水喷头设置在气水接触填料的上方；所述储水区下部设有与第一回水系统回水端相连的集水孔。
可选地，所述废气吸收塔内部从进气口到出气口平行竖向通过若干隔板分隔成若干室，所述气水接触填料为若干穿孔旋流板。
可选地，所述隔板上设有一排通孔，通孔为圆形，且从进气口到出气口的隔板上的通孔直径由小到大递增，并且相邻隔板上的通孔交替设置在穿孔旋流板上方和穿孔旋流板下方。以实现混合的速度梯度G值由大到小递减，有利于气溶于水，上下交替布置。
可选地，所述承托板为凹凸穿孔板。凹凸穿孔板可增大气水接触面。
可选地，所述气水输送通道包括集气管和集水管，所述集气管将布气水区的气体汇集导入到所述活性污泥吸附池底部，所述集水管将储水区的污水导入到所述活性污泥吸附池底部。
可选地，所述活性污泥吸附池包括活性污泥室和泥水分离室，所述活性污泥室内装载活性污泥，所述活性污泥内设有气水输送通道出气口相连的布气孔，所述活性污泥室液体溢出流入泥水分离室，所述活性污泥室和泥水分离室底部设有相通的回流孔，沉淀的固体经回流孔回到活性污泥室。
可选地，所述气水分离装置位于废气吸收塔上方，设有蜂窝状斜管，所述气水混合物从所述斜管底部进入，气体从斜管上端逸出进入活性炭吸附装置，水经斜管从底部经第二回水系统回流至回水区。
可选地，所述活性炭吸附装置包括抽屉式活性炭箱、位于活性炭箱出气口上方的排气管和设置在排气管内的抽风机。抽屉式活性炭箱比表面积大、生物质活性炭吸附性强，将气水分离装置逸出的废气进行净化。
可选地，所述微生物降解装置包括与活性污泥吸附池相通的ABR厌氧处理池、设置在ABR厌氧处理池工艺段之后的CSTR好氧处理池和设置在CSTR好氧处理池工艺段之后的沉淀池，所述沉淀池出水口与第三回水系统相连。
可选地，所述ABR厌氧处理池通过折流板和隔板相间隔呈4个厌氧反应池。
可选地，所述所述CSTR好氧处理池设曝气管。所述ABR厌氧处理池不曝气，防止碳氢溶剂VOCs在曝气时挥发。
可选地，所述第一回水系统包括底部接入储水区，顶部接入布气水区的循环水管，所述循环水管设有回流泵。
可选地，所述第二回水系统包括上端与气水分离装置底部相连，下端设置在储水区底部的竖管。
可选地，所述第三回水系统包括一端与CSTR好氧处理池相连，另一端与废气吸收塔回水区相通的出水回用管。
可选地，还包括接入第一回水系统的补水水管，所述补水水管设有浮球阀。通过补水水管保证体系内必要的水量。
可选地，所述废气吸收塔与活性污泥吸附池相邻设置，所述气水分离装置和活性炭吸附装置设置在废气吸收塔上方，所述微生物降解装置环绕废气吸收塔和活性污泥吸附池设置。
可选地，还包括用于将Na2CO3投入系统中的投药桶，所述投药桶通过负压喉管接入所述第一回水系统中。
本实用新型提供的技术方案通过穿孔旋流废气收集工艺提升了VOCs的吸收效能，吸收的VOCs溶于水中被微生物降解，残余VOCs经气水分离干燥后被活性炭吸附达到高效去除碳氢溶剂VOCs废气的效果，所设置的循环水系统实现了澄清水回用，废水零排放标准，本实用新型集碳氢溶剂VOCs废气收集、吸附、生物处理多功能于一体，实现对碳氢VOCs废气较为彻底的去除，所采用的生物处理技术低耗、环保、高效、无二次污染，可实现广泛推广应用。
附图说明
图1是本实用新型所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置一具体实施方式的结构示意图；
图2是本实用新型所述微生物降解装置一具体实施方式的相对位置示意图。
图中所示：
10-废气吸收塔、11-进气管、12-鼓风机、13-承托板、14-布气水区、15-储水区、16-水喷头、17-穿孔旋流板、18-集水孔、191-第一隔板、192-第二隔板、 193-第三隔板、194-第一通孔、195-第二通孔、196-第三通孔、20-活性污泥吸附池、21-活性污泥室、22-泥水分离室、23-布气孔、24-回流孔、25-出水堰、30- 气水输送通道、31-集气管、32-集水管、40-气水分离装置、41-第一组斜管、42- 第二组斜管、50-活性炭吸附装置、51-活性炭箱、52-排气管、53-抽风机、61- 循环水管、62-回流泵、63-竖管、64-出水回用管、65-补水水管、66-浮球阀、70- 微生物降解装置、71-第一厌氧反应池、72-第二厌氧反应池、73-第三厌氧反应池、74-第四厌氧反应池、75-好氧处理池、76-沉淀池、81-投药桶、82-负压喉管。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合实施例阐述所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理系统，其包括：
废气吸收系统：用水吸收废气，形成污水和未吸收的废气；
活性污泥吸附系统：用活性污泥吸附废气和污水中污染物；
气水分离系统：用于将活性污泥吸附系统中溢出的废气进一步进行气水分离，分离的污水回流至废气吸收系统；
活性炭吸附系统：用于对气水分离系统中分离的废气进行活性炭吸附处理，获得干净气体排出；
污水生物降解系统：用于将活性污泥吸附系统中出来的水进行厌氧和好氧的生物降解处理；
水循环系统：用于使系统内的水在废水吸收系统、活性污泥吸附系统、污水生物降解系统中循环使用。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1和2所示，所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其包括废气吸收塔10、活性污泥吸附池20、连通废气吸收塔10和活性污泥吸附池20的气水输送通道30、从活性污泥吸附池20逸出的气体进入的气水分离装置40、与气水分离装置40相连的活性炭吸附装置50、活性污泥吸附池20溢出的污水通过出水堰进入的微生物降解装置70和循环水系统。所述废气吸收塔10与活性污泥吸附池20相邻设置，所述气水分离装置40和活性炭吸附装置50设置在废气吸收塔10上方，所述微生物降解装置70环绕废气吸收塔10和活性污泥吸附池20设置。
继续参见图1，所述循环水系统包括第一回水系统、第二回水系统以及第三回水系统。所述第一回水系统包括循环水管61，所述循环水管61设有回流泵 62；所述第二回水系统为竖管63，所述第三回水系统包括出水回用管64。
继续参见图1，所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置还包括将Na2CO3投入系统中的投药桶81，所述投药桶81通过负压喉管82接入所述第一回水系统中。
继续参见图1，所述废气吸收塔10包括进气管11、设置在进气管11中的鼓风机12、与进气管11相连的反应室，所述反应室通过承托板13分割为上部布气水区14和下部储水区15，所述布气水区14内设有与循环水管81出水端相连的水喷头16和气水接触填料17，所述气水接触填料17设置在承托板13上，所述水喷头16设置在气水接触填料17的上方；所述储水区15下部设有与循环水管61回水端相连的集水孔18。所述承托板13为凹凸穿孔板，所述气水接触填料17为若干穿孔旋流板。
继续参见图1，所述反应室从进气口到出气口，图中就是从左到右，平行竖向通过第一隔板191、第二隔板192和第三隔板193分隔成4个室，所述第一隔板191上延平面内方向设有一排第一通孔194，同样的第二隔板192上设有一排第二通孔194，所述第三隔板193上设有一排第三通孔196，通孔为圆形，且左到右的通孔直径由小到大递增，也就是第一通孔194、第二通孔195和第三通孔 196的直径递增，并且相邻隔板上的通孔交替设置在穿孔旋流板17上方和穿孔旋流板17下方，图中为第一通孔194位于穿孔旋流板17的下方，第二通孔195 位于穿孔旋流板17的上方，第三通孔196位于穿孔旋流板17的下方。这样废气和喷洒的水可以充分接触和混合。
继续参见图1，所述气水输送通道包括集气管31和集水管32，所述集气管31将布气水区14的气体汇集导入到所述活性污泥吸附池20，所述集水管32将储水区15的污水导入到所述活性污泥吸附池20的活性污泥内。
继续参见图1，所述活性污泥吸附池20包括活性污泥室21和泥水分离室 22，所述活性污泥室21内装载活性污泥，所述活性污泥内设有集气管31出气口相连的布气孔23，所述活性污泥室21和泥水分离室22底部设有相通的回流孔24，活性污泥中溢出的液体进入泥水分离室22，在泥水分离室22内沉淀中其中的固体经回流孔24回到活性污泥室21中，而上层液体则进入后续污水微生物处理工序。
继续参见图1，所述气水分离装置40位于废气吸收塔10上方，设有两组通过隔板隔开的蜂窝状第一组斜管41和第二组斜管42，所述气水混合物挥发自活性污泥吸附池20，从第一组斜管41底部进入，部分在斜管上凝结出的水回流至活性污泥吸附池20，其他的从第一组斜管41上部绕入第二组斜管42，从第二组斜管42底部进入，第二组斜管42上凝结的水通过所述竖管63回流至储水区 15，干燥的气体从第二组斜管42上端逸出进入活性炭吸附装置50。
继续参见图1和图2，所述活性炭吸附装置50包括抽屉式活性炭箱51、位于活性炭箱51出气口上方的排气管52和设置在排气管52内的抽风机53。
参见图1和图2，所述微生物降解装置70环绕一周逆时针依次包括通过折流板和隔板相间隔的第一厌氧反应池71、第二厌氧反应池72、第三厌氧反应池 73、第四厌氧反应池74、好氧处理池75和沉淀池76，使污水依次经过ABR厌氧处理、CSTR好氧处理和沉淀工艺，污水从泥水分离室22上边缘出水堰25溢出至第一厌氧反应池71，最后从沉淀池76获得的清水经出水回用管64回到了储水区15，循环利用。
所述ABR厌氧处理池不曝气，防止碳氢溶剂VOCs在曝气时挥发。所述好氧处理池75设曝气管(图中未示)，曝气管上设置有将空气输送至所述的曝气管内的空气泵，以及用于测量通过气体的转子流量计，所述曝气为间歇曝气，以好氧降解残留的溶解性有机物。
继续参见图1，所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置还包括接入循环水管61的补水水管65，所述补水水管65设有浮球阀66。通过自来水的补充保证体系内必要的水量。
为了更好的说明整个处理过程，现简单阐述整个废气处理过程，首先，碳氢溶剂VOCs废气经进气管11进入布气水区14，而水喷头16布水，废气与水通过穿孔旋流结构充分混合，穿过气水接触填料17和穿孔板13，吸附了废气中污染物的废水落入储水区15内；一方面，未被水吸附的气体通过集气管32导入到了活性污泥中，与活性污泥充分混合，另一方面，储水区15内的污水经底部的集水管32也持续输送到活性污泥中与之混合，混合后再次分为气体和液体两部分；其中气体，从活性污泥中逸出，进入了气水分离装置40，进一步被分离出气体和液体，液体回流回系统，而气体则进一步经活性炭吸附装置50净化后直接排出系统；而液体则经出水堰25进入到微生物降解装置70中，污水经厌氧和好氧处理被净化，净化后的水回流至系统继续循环；同时储水区15的液体也通过循环水管61回流至水喷头15继续与废气混合，实现循环使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其特征在于，包括废气吸收塔、活性污泥吸附池、连通废气吸收塔和活性污泥吸附池的气水输送通道、从活性污泥吸附池逸出的气体进入的气水分离装置、与气水分离装置相连的活性炭吸附装置、活性污泥吸附池溢出的污水通过出水堰进入的微生物降解装置和循环水系统，所述废气吸收塔通过承托层分割为上部布气水区和下部储水区，所述循环水系统包括连接所述布气水区和储水区的第一回水系统、连接气水分离装置和储水区的第二回水系统以及连接微生物降解装置和储水区的第三回水系统。
2.根据权利要求1所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其特征在于，所述废气吸收塔包括进气管、设置在进气管中的鼓风机、与进气管相连的布气水区，所述布气水区内设有与所述第一回水系统出水端相连的水喷头和气水接触填料，所述气水接触填料设置在承托板上，所述水喷头设置在气水接触填料的上方；所述储水区下部设有与第一回水系统回水端相连的集水孔。
3.根据权利要求1所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其特征在于，所述废气吸收塔内部从进气口到出气口平行竖向通过若干隔板分隔成若干室，所述隔板上设有一排通孔，通孔为圆形，且从进气口到出气口的隔板上的通孔直径由小到大递增，所述气水接触填料为若干穿孔旋流板，相邻隔板上的通孔交替设置在穿孔旋流板上方和穿孔旋流板下方。
4.根据权利要求1所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其特征在于，所述气水输送通道包括集气管和集水管，所述集气管将布气水区的气体汇集导入到所述活性污泥吸附池底部，所述集水管将储水区的污水导入到所述活性污泥吸附池底部。
5.根据权利要求1所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其特征在于，所述活性污泥吸附池包括活性污泥室和泥水分离室，所述活性污泥室内装载活性污泥，所述活性污泥内设有气水输送通道出气口相连的布气孔，所述活性污泥室和泥水分离室底部设有相通的回流孔，所述活性污泥室和泥水分离室顶部设有出水堰。
6.根据权利要求1所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其特征在于，所述气水分离装置位于废气吸收塔上方，设有蜂窝状斜管，所述气水混合物从所述斜管底部进入，气体从斜管上端逸出进入活性炭吸附装置，水经斜管从底部经第二回水系统回流至回水区。
7.根据权利要求1所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其特征在于，所述活性炭吸附装置包括抽屉式活性炭箱、位于活性炭箱出气口上方的排气管和设置在排气管内的抽风机。
8.根据权利要求1所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其特征在于，所述微生物降解装置包括与活性污泥吸附池相通的ABR厌氧处理池、设置在ABR厌氧处理池工艺段之后的CSTR好氧处理池和设置在CSTR好氧处理池工艺段之后的沉淀池，所述沉淀池出水口与第三回水系统相连。
9.根据权利要求1所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其特征在于，所述废气吸收塔与活性污泥吸附池相邻设置，所述气水分离装置和活性炭吸附装置设置在废气吸收塔上方，所述微生物降解装置环绕废气吸收塔和活性污泥吸附池设置。
10.根据权利要求1所述碳氢溶剂VOCs废气一体化处理装置，其特征在于，还包括用于将Na2CO3投入系统中的投药桶，所述投药桶通过负压喉管接入所述第一回水系统中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109078481A (zh) * 2018-10-19 2018-12-25 苏州科技大学 一种碳氢溶剂VOCs废气一体化处理系统和装置

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CN109078481A (zh) * 2018-10-19 2018-12-25 苏州科技大学 一种碳氢溶剂VOCs废气一体化处理系统和装置
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