專利名稱：一種污水處理場排放廢氣的處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種污水處理場排放廢氣的處理方法，具體地說是污水處理場生化處理裝置，特別是生化曝氣污水處理裝置排放廢氣的處理方法。
背景技術：
污水處理場是煉油廠、市政設施中的重要污水處理設施。生化處理技術具有成本低、處理效果好等優(yōu)點，是污水處理的重要步驟，其中好氧生化處理由于需要在污水中通入大量空氣，加上污水的蒸發(fā)等原因，會造成污水處理場向大氣排放大量廢氣。此類廢氣氣量大但有害組分濃度較低，正常情況下總烴濃度一般為幾個mg/m3，符合排放標準，但遇到非正常工況時，總烴濃度可以達到幾十到幾百個mg/m3。此類廢氣中因含有的活性污泥飛沫、微量硫化氫和其它含硫化合物而具有惡臭味道，嚴重影響周圍環(huán)境，對人體健康造成威脅，因此需要進行治理。污水處理場排放廢氣因氣量大，污染物濃度低，適宜的處理技術有限。采用傳統(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濟。吸附法吸附劑用量大，再生困難，操作不穩(wěn)定。焚燒法和催化燃燒法均需補充大量燃料，能耗高，經濟性差。冷凝法和吸收法更不適用于此類低濃度廢氣。生物法凈化這類廢氣具有運行費用低，無二次污染優(yōu)點，是此類廢氣的理想處理方法，然而，生物凈化法一般需要多級處理，裝置規(guī)模大，凈化效率不穩(wěn)定。CN200710031286. X提出采用吸收-生物聯(lián)合處理方法，吸收采用通常的吸收設備，生物法也采用常用的滴濾設備，該方法可使硫化氫和氨去除率達99%以上。該方法設備占地較大，對烴類物質去除率有限。CN01127539. 1介紹了一種凈化硫化氫的方法；CN1133568介紹了一種吸收方法去除硫化氫的方法。上述方法均僅能去除硫化氫。CN01804540. 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，從而延長生物反應器的使用壽命，但微生物法對于濃度波動較大的硫化物廢氣，則很難保證凈化率，對生物凈化影響也比較大。CN200910204294公開了一種多組分惡臭廢氣的處理方法，采用預處理-微生物法聯(lián)合處理，同樣具有微生物法技術的不足。CN01114172. 7采用預處理-催化燃燒的方法，將含復雜組分的廢氣凈化，該方法凈化效率高，可滿足苛刻的環(huán)保標準要求，但該方法能耗較大，廢氣中污染物濃度很低，需要靠電加熱達到反應溫度或補充燃料，對于環(huán)保裝置而言，經濟性較差。CN200610046441公開了一種惡臭廢氣的綜合凈化方法，對污水處理場排放廢氣進行洗滌-吸附處理，吸附裝置再生氣進行催化燃燒處理。該方法需要結合其它高濃度有機廢氣的催化燃燒處理，同時吸附裝置具有規(guī)模大，操作不穩(wěn)定等不足
發(fā)明內容
針對上述現有技術的不足，本發(fā)明提出了一種污水處理場排放廢氣的處理方法?，F有技術中，污水處理場排放廢氣特別是曝氣式生化處理污水場排放廢氣采用固定床技術進行處理時，如填料床洗滌、固體脫硫劑床脫硫、固體吸附劑床脫烴等技術，經常發(fā)生固定床堵塞無法長周期運轉的問題，一般認為是廢氣中夾帶的固體雜質如污泥碎沫在固定床上積沉引起的。申請人通過大量研究發(fā)現，廢氣中夾帶的固體雜質雖然是引起固定床堵塞的原因之一，但并不是全部原因，也不是主要原因。污水處理場固定床廢氣處理裝置發(fā)生床層堵塞的主要原因是微生物在固定床上的大量生長繁殖，產生的微生物粘泥是固定床處理裝置堵塞的主要原因。如果將污水處理場排放廢氣通過使用含有殺菌劑的噴淋洗滌液進行處理后，可以有效消滅廢氣中夾帶的微生物，同時可以將廢氣中的固本雜質清洗干凈，可以有效保證后續(xù)固定床處理裝置的長周期穩(wěn)定運轉。申請人:經過研究還發(fā)現，污水處理場排放廢氣一定周期內的平均烴類濃度是符合排放標準的，只有在較少的非正常狀態(tài)下，烴類排放不符合排放要求。如果通過設置烴濃度均化段，將濃度不穩(wěn)定的烴類均化為穩(wěn)定均衡的濃度，不需其它處理，就可以達到排放標準。濃度均化段起濃度均化作用的原理是吸附劑對烴類有吸附與解吸作用，如果廢氣中烴類物質穩(wěn)定，并且吸附劑對烴類物質的吸附與解吸處于平衡狀態(tài)，那么，廢氣通過吸附劑床層后，烴類濃度沒有變化；假設在這種狀態(tài)，廢氣中的烴類濃度突然升高，那么，原有的吸附與解吸平衡被破壞，吸附劑開始增加烴類的吸附量，因此，通過吸附劑床層，廢氣中的烴類濃度會有所降低；反之，廢氣中的烴類濃度突然降低，吸附劑開始解吸烴類物質，通過吸附劑床層后的廢氣中的烴類物質濃度會有所增加，這樣就產生了均化排放氣中烴類濃度的效
: O申請人:經過研究還發(fā)現，通過將污水處理場排放廢氣溫度稍有升高，雖然該溫度仍處于適宜微生物生長溫度范圍內，但可以進一步有效控制微生物生長繁殖，進一步保證本發(fā)明廢氣處理裝置長周期穩(wěn)定運轉。其主要原因在于，污水處理場排放的廢氣經過了與污水充分長時間接觸，大量的水蒸汽蒸發(fā)到排放廢氣中，使排放廢氣中水蒸汽含量很高。一般情況下，污水處理場的溫度高于環(huán)境溫度，因此排放廢氣的溫度也高于環(huán)境溫度，當排出廢氣進入后續(xù)處理裝置時，其隨著溫度不斷下降，此時其中的水蒸汽會在廢氣處理裝置中冷凝為液相水，而液相水的存在是微生物生長繁殖的有利條件。本發(fā)明方法中，廢氣排入廢氣處理裝置后，通過適當升溫，雖然升高的溫度并不高，但可以有效減少廢氣中水蒸汽的凝結，在不存在液相水時，微生物不能有效生長，進一步避免了微生物生長造成的固定床廢氣處理裝置失效的現象產生。本發(fā)明方法使用催化燃燒尾氣直接與污水處理場排放廢氣混合的方式，不需增加設備投資，也不增加操作費用，廢氣處理裝置的經濟性突出。基于上述研究，申請人提出一種污水處理場排放廢氣的處理方法，包括如下步驟
1)采用加有殺菌劑噴淋洗滌液對污水處理場的排放廢氣進行噴淋洗滌處理；
2)采用固體脫硫劑對經步驟1)處理的廢氣進行脫硫；
3)采用具有濃度均化作用的物質對經步驟2)處理的廢氣進行烴濃度均化，即滿足排放要求。上述步驟1)中，污水處理場排放廢氣經收集后進入噴淋洗滌處理裝置，噴淋洗滌處理裝置一般采用填料塔，廢氣從填料塔底部進入，噴淋洗滌液從填料塔頂進入，噴淋洗滌液采用工業(yè)水或污水處理場的凈化排放水，噴淋洗滌液中加入有效量的殺菌劑。噴淋洗滌的操作條件一般為噴淋液氣體積比為0. 1 50L/m3，廢氣的體積空速為500 lOOOOtT1。噴淋洗滌液循環(huán)操作，可以定期更換，根據殺菌效果可以定期補充殺菌劑。殺菌劑為二氧化氯、異噻唑啉酮、戊二醛、季銨鹽、季磷鹽、雙氯酚、有機錫化合物、二硫氰基甲烷、溴氯海因、溴化二辛基二甲銨等中的任意一種或兩種以上任意比例的混合物，可以使用控制水中微生物生產的商品殺菌劑，商品殺菌劑一般是多種活性組分的組合物。殺菌劑在噴淋洗滌液中的濃度一般為0. 01 500mg/L，優(yōu)選為0. 1 50mg/L。上述步驟2)中，脫硫時可以使用本領域中常用的固體脫硫劑，固體脫硫劑的活性組分為氧化鐵、氧化鋅、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氧化銅、羥基氧化鐵等中的任意一種或兩種以上任意比例的混合物，優(yōu)選低溫(80°C以下)脫硫活性高的組分，如羥基氧化鐵、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鎂等中的任意一種或兩種以上任意比例的混合物，固體脫硫劑中可以同時含有其它適宜組分，如粘合劑、增強劑、載體等。廢氣通過脫硫段的體積空速一般為2001000( -1,優(yōu)選30(T5000 h—1。具體可以根據廢氣中硫化物的濃度、脫硫劑的性能和期望的運轉周期等情況確定。上述步驟3)中，具有濃度均化作用的物質是活性炭、分子篩、硅膠、氧化鋁、硅藻土中的任意一種或兩種以上任意比例的混合物，廢氣通過烴濃度均化段的體積空速一般為2001000( -1，優(yōu)選50(T10000 h—1。具體可以根據廢氣的組成、濃度變化情況等確定，一般來說，空速大時所需的裝置規(guī)模小，但濃度均化效果略差；空速小時，裝置規(guī)模大，濃度均化效果好。上述步驟1)中，污水處理場排放廢氣進行噴淋洗滌處理后，可以升溫2 40°C，優(yōu)選升溫5 25°C后，再進行脫硫和烴濃度均化段。廢氣升溫方法采用與催化燃燒裝置尾氣直接混合，或與催化燃燒裝置尾氣換熱的方式，優(yōu)選直接混合的方式升溫。催化燃燒裝置是有機廢氣凈化處理裝置，排放尾氣經過熱量利用后溫度仍在100°C以上，一般無法再進行能量利用而直接排放，因此在本發(fā)明中利用此熱量將污水處理場排放廢氣升溫。在本發(fā)明中，脫硫段及烴濃度均化段以及噴淋洗滌處理可以設置在一個裝置中，也可以依次設置在兩個或兩個以上裝置中。脫硫劑失效后需更換新的脫硫劑，脫硫劑的使用壽命與廢氣中硫化物濃度以及脫硫劑的性能及用量有關。烴濃度均化物質的使用壽命較長，不需更換，失效后也可以通過加熱、抽真空或通入熱物流等方式恢復濃度均化性能。當集中的一個裝置中時，所述處理裝置包括塔體，塔體內自下而上設有填料層、噴淋裝置、脫硫段床層和烴濃度均化段床層，塔體底部設有排液口，頂部設有廢氣排放口 ；塔體位于噴淋裝置的下方的一側設有廢氣進口，塔體脫硫段與噴淋裝置之間的一側設有熱氣進口 ；噴淋裝置的進液管從塔體內穿出與電機相連。本發(fā)明適用于生化曝氣式污水處理場所排放廢氣的處理，具有處理效率高，成本低，裝置運行穩(wěn)定等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明污水處理場廢氣處理方法使用的處理裝置的結構示意其中1、廢氣進口 ；2、填料層；3、脫硫段床層，4-烴濃度均化段床層，5-廢氣排放口，6-催化燃燒裝置排放尾氣進口 ； 7-噴淋裝置(標在圖中的噴淋頭處)。
具體實施例方式下面結合附圖進一步說明本發(fā)明處理方法的技術內容和效果。如圖1所示，污水處理場排放廢氣1首先采用填料層進行噴淋洗滌處理，噴淋洗滌液可以使用工業(yè)水添加適宜殺菌劑，噴淋洗滌處理可以脫除廢氣中夾帶的污泥霧沫等雜質，同時還可以殺滅廢氣中夾帶的微生物。經過噴淋洗滌處理的廢氣與催化燃燒裝置排放尾氣6混合升溫，然后依次通過脫硫段3和烴濃度均化段4，最后排放廢氣5排放。下面結合實施例進一步說明本發(fā)明方法的方案和效果。實施例1
某煉油企業(yè)污水處理場活性污泥曝氣池逸散廢氣中含硫化物20mg/m3左右，烴類物質2^150 mg/m3左右(正常值為10 mg/m3以下，非正常工況時會達到100 mg/m3左右)，流量為20000Nm3/h左右。噴淋處理段使用工業(yè)水，添加殺菌劑，殺菌劑為商品異噻唑啉酮，殺菌劑濃度為0. 5mg/L，噴淋液氣體積比為lL/m3，噴淋處理采用填料塔，填料塔操作的體積空速為5000h_1o脫硫段使用負載氫氧化鈉的活性炭(氫氧化鈉以重量計占活性炭重量的20%)，脫硫段體積空速為8000 1Γ1。烴濃度均化段使用市售疏水硅膠為濃度均化物質，烴濃度均化段體積空速1000
h-1。經過長周期(超過6個月)試驗表明，雖然發(fā)生過非正常工況，但經過本發(fā)明方法處理后排放氣的硫化物濃度均低于1 mg/m3，烴濃度均低于10 mg/m3，排放氣沒有明顯惡臭味道，廢氣處理裝置壓降沒有上升，試驗結束后噴淋洗滌段、脫硫段和濃度均化段均沒有產生明顯的微生物粘泥。比較例1
按照實施例1的方法和條件，只是噴淋洗滌液中不使用殺菌劑。經過60天運轉后，廢氣處理裝置壓降明顯上升，廢氣處理效果明顯降低，試驗結束后脫硫段的脫硫劑床層有明顯的微生物粘泥，堵塞了脫硫劑床層。實施例2
某市政污水處理場生化曝氣池排放廢氣，硫化物5mg/m3左右，烴類濃度一般為5 mg/m3左右，有時可能超過50 mg/m3左右。采用如圖1所示的工藝流程，噴淋預處理段使用工業(yè)水，殺菌劑為THPS (四羧烷基硫酸磷，季磷鹽的一種)，殺菌劑濃度為50mg/L，噴淋液氣體積比為lL/m3，噴淋處理采用填料塔，填料塔操作的體積空速為βΟΟΟΙΓ1。噴淋洗滌處理后的排放氣溫度為25°C。催化燃燒裝置尾氣的溫度為120°C，與噴淋洗滌處理后的污水處理場廢氣混合后的混合氣溫度為45°C，進入脫硫段。脫硫段使用羥基氧化鐵脫硫劑(按CN2008101U^8. X實施例1所述的方法制備)，脫硫段體積空速為800 IT1。烴濃度均化段使用市售5A分子篩為濃度均化物質，烴濃度均化段體積空速8000
h—1。
經過長周期(超過1年)試驗表明，雖然發(fā)生過非正常工況，但經過本發(fā)明方法處理后排放氣的硫化物濃度均低于1 mg/m3，烴濃度均低于10 mg/m3，排放氣沒有明顯惡臭味道，廢氣處理裝置壓降沒有上升，試驗結束后脫硫段和濃度均化段均沒有產生明顯的微生物粘泥。實施例3
按照實施例2的過程和處理對象，以雙氯酚為殺菌劑，殺菌劑濃度為5 mg/L，噴淋液氣體積比為5L/m3，噴淋處理采用填料塔，填料塔操作的體積空速為ΖΟΟΟΙΓ1。噴淋洗滌處理后的排放氣溫度為M°C。催化燃燒裝置尾氣的溫度為130°C，與預處理后的污水處理場廢氣混合后的混合氣溫度為38°C，進入脫硫段。脫硫段使用負載氫氧化鈉的活性炭(氫氧化鈉以重量計占活性炭重量的20%)，脫硫段體積空速為4000 h—1。烴濃度均化段使用市售硅膠為濃度均化物質，烴濃度均化段體積空速2000 1Γ1。經過長周期(超過1年)試驗表明，雖然發(fā)生過非正常工況，但經過本發(fā)明方法處理后排放氣的硫化物濃度均低于1 mg/m3，烴濃度均低于10 mg/m3，排放氣沒有明顯惡臭味道，廢氣處理裝置壓降沒有上升，試驗結束后脫硫段和濃度均化段均沒有產生明顯的微生物粘泥。
權利要求
1.一種污水處理場排放廢氣的處理方法，其特征在于包括如下步驟1)采用加有殺菌劑噴淋洗滌液對污水處理場的排放廢氣進行噴淋洗滌處理；2)采用固體脫硫劑對經步驟1)處理的廢氣進行脫硫；3)采用具有濃度均化作用的物質對經步驟2)處理的廢氣進行烴濃度均化，即滿足排放要求。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟1)噴淋洗滌的操作條件為噴淋液氣體積比為0. 1 50L/m3，廢氣的體積空速為500 lOOOOh—1，噴淋洗滌液循環(huán)操作。
3.如權利要求1或2或3所述的方法，其特征在于步驟1)噴淋洗滌時采用的殺菌劑為二氧化氯、異噻唑啉酮、戊二醛、季銨鹽、季磷鹽、雙氯酚、有機錫化合物、二硫氰基甲烷、溴氯海因或溴化二辛基二甲銨中的任意一種或兩種以上任意比例的混合物，殺菌劑在噴淋洗滌液中的濃度為0. 01 500mg/L，優(yōu)選為0. 1 50mg/L。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于步驟1)噴淋洗滌時采用的殺菌劑在噴淋洗滌液中的濃度0. 1 50mg/L。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟2)所述的固體脫硫劑的活性組分為氧化鐵、氧化鋅、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氧化銅或羥基氧化鐵中的任意一種或兩種以上任意比例的混合物。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于步驟2)中的活性組分為氧化鐵、羥基氧化鐵、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣或氫氧化鎂中的任意一種或兩種以上任意比例的混合物。
7.如權利要求1或5或6所述的方法，其特征在于廢氣通過脫硫段的體積空速為2001000(^1，優(yōu)選 300 5000 1Γ1。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于具有濃度均化作用的物質是活性炭、分子篩、硅膠、氧化鋁或硅藻土中的任意一種或兩種以上任意比例的混合物。
9.如權利要求1或8所述的方法，其特征在于廢氣通過烴濃度均化段的體積空速一般為 200 200001^，優(yōu)選 500 10000 1Γ1。
10.如按照權利要求1所述的方法，其特征在于污水處理場排放廢氣經步驟1)噴淋洗滌處理后，先升溫2 4(TC，再進行脫硫段和烴濃度均化。
11.如按照權利要求10所述的方法，其特征在于污水處理場排放廢氣經步驟1)噴淋洗滌處理后，先升溫5 25°C，再進行脫硫段和烴濃度均化。
12.-1-如權利要求10或11所述的方法，其特征在于廢氣升溫方法采用與催化燃燒裝置尾氣直接混合，或者與催化燃燒裝置尾氣換熱的方式。
13.應用于權利要求1至12任意一項所述方法的處理裝置，其特征在于包括塔體，塔體內自下而上設有填料層、噴淋裝置、脫硫段床層和烴濃度均化段床層，塔體底部設有排液口，頂部設有廢氣排放口 ；塔體位于噴淋裝置的下方的一側設有廢氣進口，塔體脫硫段與噴淋裝置之間的一側設有熱氣進口 ；噴淋裝置的進液管從塔體內穿出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污水處理場排放廢氣的處理方法，包括如下步驟1)采用加有殺菌劑噴淋洗滌液對污水處理場的排放廢氣進行噴淋洗滌處理；2)采用固體脫硫劑對經步驟1)處理的廢氣進行脫硫；3)采用具有濃度均化作用的物質對經步驟2)處理的廢氣進行烴濃度均化，即滿足排放要求。與現有技術相比，本發(fā)明方法具有處理效率高，成本低，裝置運行穩(wěn)定等優(yōu)點，最適宜處理各種生化曝氣式污水處理場排放廢氣的凈化處理。
文檔編號B01D53/04GK102380294SQ20111026360
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權日2011年9月7日
發(fā)明者劉忠生, 孫柏軍, 杜平, 蔡新生, 趙日峰, 錢進, 高躍 申請人:中國石油化工股份有限公司