專利名稱：一種多組分惡臭廢氣的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含硫含氨及VOCs等多組分惡臭廢氣的處理方法，特別是含硫化 氫、甲硫醇等有機(jī)硫化物和烴類等有害組分的惡臭廢氣的物理凈化與生物凈化結(jié)合處理方 法。
背景技術(shù)：
污水處理場(chǎng)是煉油廠、市政設(shè)施中主要惡臭污染源之一，由于其運(yùn)行溫度較高，生 化池敞口運(yùn)行，在正常運(yùn)行過程中，逸散出大量的惡臭污染物，這些惡臭污染物包括硫化 氫、有機(jī)硫化物、氨、苯系物及其它VOCs (揮發(fā)性有機(jī)物)等污染物，職工長(zhǎng)期活動(dòng)在被這些 物質(zhì)污染的環(huán)境中，可能引發(fā)呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等疾病，也可能引發(fā)機(jī)體病變 和致癌；在污染嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)使人產(chǎn)生明顯的頭暈、喉疼、惡心、嘔吐等急性中毒癥狀。這些廢氣組分復(fù)雜，造成周邊環(huán)境的惡臭污染、對(duì)人體健康造成威脅，這類廢氣濃 度低，組分復(fù)雜，難以徹底凈化，因此這類廢氣治理的開發(fā)也越來越迫切。傳統(tǒng)的廢氣治理方法如吸附法、焚燒法、催化燃燒法、冷凝法、吸收法等處理這類 廢氣并不經(jīng)濟(jì)。吸附法存在吸附劑用量過大缺點(diǎn)，再生困難。焚燒法存在能耗高、經(jīng)濟(jì)性差 的缺點(diǎn)。催化燃燒法雖然能耗降低，但廢氣組分復(fù)雜，催化劑容易中毒失效，一般需要采用 預(yù)處理步驟，將易使催化劑中毒的物質(zhì)預(yù)先脫除。冷凝法和吸收法僅僅能去除此類廢氣中 的部分組分。生物法凈化這類廢氣具有運(yùn)行費(fèi)用低，無二次污染優(yōu)點(diǎn)，目前，生物技術(shù)處理 廢氣也越來越普遍。然而，生物凈化對(duì)組分復(fù)雜的惡臭廢氣處理效果并不理想，一般需要多 級(jí)處理，還存在復(fù)雜組分對(duì)抑制微生物生長(zhǎng)的問題，同時(shí)生物凈化裝置存在裝置占地大，凈 化效率不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。CN200710031286. X提出采用吸收-生物聯(lián)合處理方法，該專利中，吸收采用通常 的吸收設(shè)備，生物法也采用常用的滴濾設(shè)備，該方法可使硫化氫和氨去除率達(dá)99%以上。該 方法采用常規(guī)的吸收設(shè)備，占地較大，另外，該方法處理含VOCs等復(fù)雜廢氣時(shí)，廢氣凈化不 徹底。CN01127539. 1介紹了一種凈化硫化氫的方法，CNl 133568介紹了一種吸收方法去 除硫化氫的方法。CN91110451.8介紹了一種烴類加工過程中的溶劑回收方法。這些方法均 僅能去除硫化氫或烴類，不能同時(shí)凈化。CN01804M0. 5提出了一種裝有攪拌器的生物凈化方法，通過攪拌器使填料表面 的無活性的生物膜脫落并去除，從而延長(zhǎng)生物反應(yīng)器的使用壽命，該方法可以凈化各種組 分的廢氣，但對(duì)于濃度波動(dòng)較大的硫化物廢氣，則很難保證凈化率，對(duì)生物凈化影響也比較大。CN01114172. 7采用預(yù)處理-催化燃燒的方法，將含復(fù)雜組分的廢氣凈化，該方法 凈化效率高，可滿足苛刻的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，但該方法能耗較大，當(dāng)廢氣中污染物濃度特別較 低時(shí)，完全靠電加熱達(dá)到反應(yīng)溫度，對(duì)于環(huán)保裝置而言，不是很經(jīng)濟(jì)。一般來說，廢氣處理裝置在處理廢氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的降力降，而上述多組分惡臭廢氣來源多數(shù)是污水處理場(chǎng)等自然排放的無動(dòng)力廢氣，因此廢氣的升壓輸送是廢氣處理方 法中不可缺少的步驟。上述處理方法中，廢氣輸送一般采用本領(lǐng)域常規(guī)的鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備，風(fēng) 機(jī)類設(shè)備在輸送惡臭廢氣時(shí)具有安全性低、耐腐蝕性差等不足，同時(shí)僅具有輸送功能，不具 有廢氣處理功能，對(duì)于多組分惡臭廢氣需要預(yù)處理設(shè)施，廢氣處理工藝流程較長(zhǎng)
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種多組分惡臭廢氣的處理方法，通過 將廢氣輸送和預(yù)處理結(jié)合起來，然后進(jìn)行生物處理，可以有效減化工藝流程，提高處理效^ O本發(fā)明多組分惡臭廢氣處理方法包括如下內(nèi)容廢氣和脫硫吸收液同時(shí)進(jìn)入氣液 混合輸送設(shè)備進(jìn)行輸送和脫硫處理，該氣液混合輸送設(shè)備輸送排出的氣液混合物在氣液接 觸設(shè)備內(nèi)進(jìn)行氣液混合后進(jìn)行氣液分離；氣液分離后的廢氣進(jìn)入生物濾塔進(jìn)行生物凈化處理。本發(fā)明多組分惡臭廢氣處理方法中，氣液混合輸送設(shè)備為液環(huán)式氣體輸送泵或氣 液混合泵，脫硫吸收液為堿性水溶液，一般可以使用氫氧化鈉水溶液、碳酸鈉水溶液等，濃 度為0. 30% (Wt)，pH值一般控制為7. 5 14，操作時(shí)循環(huán)使用，當(dāng)pH值降至7. 5以 下時(shí)，通過更換或補(bǔ)充新鮮堿液進(jìn)行調(diào)整。為了提高廢氣脫硫預(yù)處理效果，可以在脫硫吸收 液中加入適宜的添加劑，如為了提高對(duì)有機(jī)硫化物的處理效果，可以添加少量氧化劑、具有 催化作用的金屬化合物等。本發(fā)明多組分惡臭廢氣處理方法中，氣液混合輸送設(shè)備輸送排出的氣液混合物在 氣液接觸設(shè)備內(nèi)進(jìn)行氣液混合，通過充分氣液混合實(shí)現(xiàn)廢氣的脫硫預(yù)處理。氣液接觸設(shè)備 可以包括靜態(tài)混合器、動(dòng)態(tài)混合器、填料塔、鼓泡分散構(gòu)件等。靜態(tài)混合器、動(dòng)態(tài)混合器和填 料塔可以單獨(dú)設(shè)置在氣液混合輸送設(shè)備出口管路上。鼓泡分散構(gòu)件可以設(shè)置在氣液分離設(shè) 備中，此時(shí)氣液分離設(shè)備同時(shí)具有氣液充分接觸作用。設(shè)置的氣液接觸設(shè)備可以采用本領(lǐng) 域現(xiàn)有常規(guī)結(jié)構(gòu)，其作為為使氣液兩相充分接觸反應(yīng)。氣液混合輸送設(shè)備出口壓力可以根 據(jù)后續(xù)廢氣處理裝置的需要確定，一般表壓為ι lOOKPa，優(yōu)選3 50KPa。氣液混合輸送 設(shè)備輸出管路設(shè)置流量控制閥對(duì)總量進(jìn)行控制，氣液混合輸送設(shè)備液體進(jìn)口和氣體進(jìn)口管 路分別設(shè)置控制閥門和流量檢測(cè)儀器，對(duì)氣體流量和液體流量分別進(jìn)行控制和檢測(cè)。從氣 液混合輸送設(shè)備輸出的氣液混合流體，可以從氣液接觸設(shè)備底部進(jìn)入，也可從氣液接觸設(shè) 備中間進(jìn)入。本發(fā)明中優(yōu)先從底部進(jìn)入，這樣可使氣液傳質(zhì)更為徹底，吸收效率也更高。由 于脫硫是酸堿反應(yīng)，反應(yīng)速度很快，所以氣液混合設(shè)備只需達(dá)到氣液充分接觸混合即可，不 需較長(zhǎng)的氣液停留時(shí)間。本發(fā)明多組分惡臭廢氣處理方法中，氣液分離后的廢氣進(jìn)入生物濾塔進(jìn)行生物凈 化處理，由于氣液分離后的廢氣已進(jìn)行了脫硫預(yù)處理，廢氣的組分簡(jiǎn)化，有利于高效生物凈 化處理。采用的生物濾塔可以是本領(lǐng)域常規(guī)的方式，生物濾塔內(nèi)設(shè)置生物濾床，生物濾床 可選擇生物過濾床、生物滴濾床等。生物濾床的填料可選擇植物的莖、葉、根的殘?bào)w、秸稈、 棉花桿、泥炭、活性炭、紡織物、動(dòng)物毛發(fā)、各種形狀工程塑料填料、金屬填料、沸石、各種瓷 球等中的一種或幾種的混合物。生物濾床的菌液以凈化VOCs為主，菌液可連續(xù)噴淋，也可 間歇噴淋，設(shè)置菌液儲(chǔ)槽。菌液PH值5 10，優(yōu)選6 8。生物濾床噴淋菌液溫度為5 50°C，優(yōu)選 15 30°C。生物濾床菌液的PH值可通過酸堿溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)，本發(fā)明中的酸性溶液包括H2SO4, HCl, HNO3 等，堿性溶液包括 NaOH，KOH, Na2CO3, NaHCO3, NH3 等。本發(fā)明方法中，廢氣在生物濾床內(nèi)停留時(shí)間為3 180s，優(yōu)選10 60s，由于生物 濾床內(nèi)填料比表面積非常大，廢氣負(fù)荷也比較低，廢氣中絕大部分污染物在濾床內(nèi)即被完 全凈化。本發(fā)明方法中，生物濾塔菌液在菌液儲(chǔ)槽內(nèi)的停留時(shí)間3 600s，優(yōu)選5 180s， 最優(yōu)選10 60s。廢氣中難降解污染物組分在較長(zhǎng)停留時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)液槽被菌種降解，進(jìn)一步 提高了生物處理的降解效率。本發(fā)明多組分惡臭廢氣處理方法中，將廢氣的輸送和脫硫預(yù)處理有機(jī)結(jié)合在一 起，在廢氣輸送的同時(shí)實(shí)出了脫硫預(yù)處理。本發(fā)明方法安全性高，可以輸送和處理易爆廢氣 等常規(guī)方法無法輸送和預(yù)處理的問題，同時(shí)堿性工作液可以保證整個(gè)裝置不被酸性氣體腐 蝕，裝置工作壽命延長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單。將脫硫預(yù)處理與生物凈化處理有機(jī)結(jié)合，可以有效處理 多組分惡臭廢氣，凈化效果高，提高生物凈化處理裝置的耐沖擊性能，工藝流程簡(jiǎn)單，占地 小，填料不易發(fā)生堵塞，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。


圖1是本發(fā)明方法中使用的液環(huán)式氣體輸送泵工作原理圖。圖2是本發(fā)明多組分惡臭廢氣處理方法的一種操作方式流程示意圖。圖3是本發(fā)明多組分惡臭廢氣處理方法的另一種操作方式流程示意圖。其中1-廢氣，2-工作液(同時(shí)為脫硫吸收液)，3_液環(huán)式氣體輸送泵，4-填料塔， 5-氣液分離罐，6-排氣口，7-新鮮堿液注入口，8-鼓泡分散構(gòu)件，11-工作液進(jìn)口，12-廢氣 進(jìn)口，13-氣液混合物出口，14-液環(huán)式氣體輸送泵殼體，15-液環(huán)式氣體輸送泵液環(huán)，16-液 環(huán)式氣體輸送泵葉輪，20-生物濾塔，21-菌液儲(chǔ)槽，22-凈化氣。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明多組分惡臭廢氣處理方法的技術(shù)內(nèi)容和效果。如圖1所示，液環(huán)式氣體輸送泵工作原理如下工作液(同時(shí)為脫硫吸收液)通過 工作液進(jìn)口 11進(jìn)入液環(huán)式氣體輸送泵殼體14內(nèi)，當(dāng)液環(huán)式氣體輸送泵葉輪16順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 時(shí)，由于離心力的作用，工作液在液環(huán)式氣體輸送泵殼體14內(nèi)形成一個(gè)封閉液環(huán)15，通過 液環(huán)式氣體輸送泵葉輪16的葉片將廢氣進(jìn)口 12的廢氣增壓輸送至氣液混合物出口 13，將 廢氣和部分工作液輸送至氣液混合設(shè)備外。如圖2所示，廢氣1和工作液2通過氣液混合設(shè)備3混合輸出至填料塔4，在填料 塔4中，廢氣和工作液充分接觸并發(fā)生反應(yīng)，與工作液對(duì)廢氣進(jìn)行脫硫預(yù)處理，然后氣液混 合物輸送至氣液分離罐5進(jìn)行氣液分離，經(jīng)過脫硫預(yù)處理的廢氣從排氣口 6排出進(jìn)入下一 步處理裝置，氣液分離罐5內(nèi)工作液通過新鮮堿液注入口 7液入新鮮堿液調(diào)節(jié)pH值。填料 塔4的結(jié)構(gòu)及參數(shù)可以根據(jù)廢氣組成按本領(lǐng)域一般知識(shí)設(shè)計(jì)確定。氣液混合物可以并流向 上通過填料塔，也可以并流向下通過填料塔。從排氣口 6排出的經(jīng)過脫硫預(yù)處理的廢氣從 底部進(jìn)入生物濾塔20，菌液儲(chǔ)槽21內(nèi)的菌液連續(xù)或間歇噴淋生物濾塔內(nèi)的填料，保持微生5物適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，經(jīng)過生物處理后的凈化氣22可以達(dá)標(biāo)直接排放。圖3所示的工藝流程中，取消單獨(dú)設(shè)置的填料塔4，將鼓泡分散構(gòu)件8設(shè)置在氣液 分離罐5中的工作液之中，鼓泡分散構(gòu)件8將氣體均勻分散到工作液中，實(shí)現(xiàn)廢氣的預(yù)處 理。鼓泡分散構(gòu)件8可以采用常規(guī)的分布器結(jié)構(gòu)，如盤管式分布器、支管式分布器等。

在工作液循環(huán)管路上可以設(shè)置工作液降溫的冷卻設(shè)備，控制工作液溫度在50°C以 下。實(shí)施例1某煉油企業(yè)污水處理場(chǎng)生化表曝池逸散廢氣中含硫化氫20mg/m3，二甲二硫IOmg/ m3，甲苯40mg/m3，二甲苯60mg/m3，流量為2000Nm3/h左右。采用如圖2所示的工藝流程，以 氫氧化鈉水溶液為工作液(脫硫吸收液)，工作液中加入(質(zhì)量比)次氯酸鈉，當(dāng)工作液 PH值降至9時(shí)補(bǔ)充更換新鮮堿液。氣液接觸填料塔內(nèi)裝填Dg38填料環(huán)。生物濾塔填料采 用泥炭填料，規(guī)格IOmmX IOmm,廢氣在生物濾床內(nèi)停餾時(shí)間為20秒。菌液溫度30°C，生物 濾床溫度15 25°C，菌液間歇噴淋，菌液pH值為7，菌液在儲(chǔ)液槽內(nèi)的停留時(shí)間為30秒。惡臭廢氣經(jīng)上述工藝凈化后，廢氣中硫化氫凈化率100%，二甲二硫去除率96%， 甲苯和二甲苯去除率均為98%，本裝置連續(xù)運(yùn)行300d，去除率穩(wěn)定不變。實(shí)施例2某煉油企業(yè)污水處理場(chǎng)逸散廢氣中。硫化氫10mg/m3，VOCs(多種揮發(fā)性有機(jī) 物)300mg/m3,流量為5000Nm3/h左右。按圖3工藝進(jìn)行廢氣凈化，生物濾塔填料采用多面塑 料球填料，直徑38mm，廢氣在生物濾床內(nèi)停餾時(shí)間為50秒。菌液溫度25°C，濾床溫度10 25°C，菌液連續(xù)噴淋，菌液pH值為6. 5，菌液在儲(chǔ)液槽內(nèi)的停留時(shí)間為100秒。經(jīng)過上述工藝凈化后，硫化氫凈化率100 %，VOCs凈化率99 %。尾氣排放速度均 符合凈化氣體符合現(xiàn)行國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多組分惡臭廢氣的處理方法，其特征在于廢氣和脫硫吸收液同時(shí)進(jìn)入氣液混 合輸送設(shè)備進(jìn)行輸送和脫硫處理，該氣液混合輸送設(shè)備輸送排出的氣液混合物在氣液接觸 設(shè)備內(nèi)進(jìn)行氣液混合后進(jìn)行氣液分離；氣液分離后的廢氣進(jìn)入生物濾塔進(jìn)行生物凈化處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于氣液混合輸送設(shè)備為液環(huán)式氣體輸送泵 或氣液混合泵，脫硫吸收液為堿性水溶液。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于脫硫吸收液為氫氧化鈉水溶液或碳 酸鈉水溶液，重量濃度為0. 1 % 30 %，PH值為7. 5 14。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于脫硫吸收液操作時(shí)循環(huán)使用，當(dāng)PH值降 至7. 5以下時(shí)，通過更換或補(bǔ)充新鮮堿液進(jìn)行調(diào)整。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于氣液混合輸送設(shè)備輸送排出的氣液混合 物在氣液接觸設(shè)備內(nèi)進(jìn)行氣液混合，通過充分氣液混合實(shí)現(xiàn)廢氣的脫硫預(yù)處理。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于氣液接觸設(shè)備包括靜態(tài)混合器、動(dòng)態(tài)混合 器、填料塔或鼓泡分散構(gòu)件；靜態(tài)混合器、動(dòng)態(tài)混合器或填料塔單獨(dú)設(shè)置在氣液混合輸送設(shè) 備出口管路上；鼓泡分散構(gòu)件設(shè)置在氣液分離設(shè)備中，此時(shí)氣液分離設(shè)備同時(shí)具有氣液充 分接觸作用。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于生物濾塔內(nèi)設(shè)置生物濾床，生物濾床選擇 生物過濾床或生物滴濾床。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于生物濾床的填料選擇植物的莖、葉、根的 殘?bào)w、秸稈、棉花桿、泥炭、活性炭、紡織物、動(dòng)物毛發(fā)、工程塑料填料、金屬填料、沸石、瓷球 中的一種或幾種的混合物。
9.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于廢氣在生物濾床內(nèi)停留時(shí)間為3 180s， 生物濾床連續(xù)噴淋菌液，或者間歇噴淋菌液，設(shè)置菌液儲(chǔ)槽，菌液pH值5 10，生物濾床噴 淋菌液溫度為5 50°C。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于生物濾塔菌液在菌液儲(chǔ)槽內(nèi)的停留時(shí)間 為3 600s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多組分惡臭廢氣的處理方法，廢氣和脫硫吸收液同時(shí)進(jìn)入氣液混合輸送設(shè)備進(jìn)行輸送和脫硫處理，該氣液混合輸送設(shè)備輸送排出的氣液混合物在氣液接觸設(shè)備內(nèi)進(jìn)行氣液混合后進(jìn)行氣液分離；氣液分離后的廢氣進(jìn)入生物濾塔進(jìn)行生物凈化處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法氣液混合輸送設(shè)備在實(shí)現(xiàn)廢氣輸送的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廢氣的脫硫預(yù)處理，不但氣體吸收效率高，而且提供氣體和液體凈化的動(dòng)力。本發(fā)明方法將物理吸收和生物處理相有機(jī)結(jié)合，可徹底凈化多組分惡臭廢氣，并且具有凈化效果高，提高生物凈化處理裝置的耐沖擊性能，工藝流程簡(jiǎn)單，占地小，填料不易發(fā)生堵塞，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/00GK102039078SQ20091020429
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者劉忠生, 王海波, 郭兵兵 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院