一種汙泥處置惡臭廢氣的脫硫-高溫生物脫臭方法

2023-10-06 13:46:19 1

專利名稱：一種汙泥處置惡臭廢氣的脫硫-高溫生物脫臭方法
技術領域：
本發明涉及一種汙泥處置惡臭廢氣的脫硫-高溫生物脫臭方法，屬於環保技術領 域。
背景技術：
汙泥已成為影響我國城市發展的重要環境問題之一。城市汙水處理廠汙泥的處理 處置問題已經引起了業內的高度關注，也是世界各國都面臨的挑戰。2008年我國投運城鎮 汙水處理廠1529座，處理汙水量233億m3，相比「十五」初期增加約一倍，產生含水率80% 的汙泥約1600萬噸，且以每年10%以上的速度增長。目前，汙泥處置主要採用衛生填埋、堆肥、幹化、焚燒等方法。加熱幹化主要是利用 熱能將汙泥烘乾至需要的含水率，大致可以分為二大類，一類是用煙氣或過熱蒸氣進行直 接幹化；另一類是用蒸汽或導熱油等熱媒體進行間接幹化。汙泥焚燒按處理工藝可分為直 接焚燒、幹化汙泥焚燒處理、與煤粉流化床內摻燒、與垃圾混合焚燒發電處理等工藝。汙泥 幹化焚燒是將脫水汙泥先進行乾燥，降低含水率，然後送入焚燒爐進行焚燒。2003年以來我 國深圳市已建設熱幹化加焚燒汙泥的項目；天津市也建設了汙泥處理廠，在汙泥消化發電 方面開始探索；利用熱電廠鍋爐煙氣烘乾汙泥後，與工業固體廢棄物摻混作為燃料焚燒發 電。遼寧省瀋陽市已經在燃燒汙泥發電方面取得了成功。上海市竹園汙泥處置採用幹化焚 燒技術，焚燒灰渣和飛灰渣及焚燒飛灰將作建材利用處置。北京、廣州和重慶利用水泥窯高 溫煙氣幹化汙泥併入窯焚燒，實現汙泥處置資源化。惡臭汙染作為世界七大環境公害之一。惡臭氣體不僅能帶給人嗅覺的不適，還會 引起噁心、頭痛、厭食、失眠、心情煩躁等功能性疾病，嚴重時引起中毒，甚至誘發急性病並 引起死亡。汙水汙泥處理處置的惡臭問題導致的投訴事件逐年增加。用煙氣或過熱蒸汽進 行直接幹化時，由於溫度較高，在幹化的同時會使汙泥中許多有機質分解，造成惡臭汙染。 焚燒過程產生惡臭廢氣、其成分有二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、酸性氣體(HC1、HF)、有機 物(包括二噁英)及重金屬煙霧等。這些惡臭氣體對周圍環境和大氣產生直接的汙染，危 害工作人員和周邊居民身體健康。因此汙泥處置高溫惡臭廢氣的治理已成為乃至全國環境 保護亟待解決的問題。惡臭廢氣汙染防治技術主要有吸收法、吸附法、催化氧化法、光催化法、電暈法、臭 氧法、等離子體法和微生物法等。生物除臭法與物理化學法相比，具有運行費用低、操作簡 單、處理效果好和無二次汙染等特點，近年來成為脫臭研究的主流方法。自二十世紀二十年 代土壤微生物首次被應用於處理H2S廢氣後，直到上世紀八十年代初開始，生物法淨化廢氣 在德國、日本和荷蘭得到很大的發展，並逐漸成為世界工業廢氣淨化領域的前沿熱點研究 領域之一。到目前為止，已有各類微生物除臭裝置和設備在德、日、荷等國已成功應用於冶 金、石油、化工、輕工、屠宰、汙水處理等行業，投入運行的生物淨化裝置已逾千套，設備與裝 置開發，呈商品化態勢，並且應用效果良好。國內在這方面起步較晚，直到九十年代才開始 對生化法淨化低濃度廢氣進行實驗研究。並有生物法處理含NH3臭氣、硫化氫和甲硫醇混
3合惡臭氣、生活垃圾惡臭、多組分臭味氣體、製藥廠揮發性混合廢氣、水產飼料惡臭廢氣等 研究報導。國內生物技術已在再生膠廠、製藥廠兼氧池高濃度惡臭、煉油汙水廠惡臭和汙水 廠臭氣等廢氣處理實現了工程應用。目前汙泥處置烘乾/焚燒廢氣主要存在的問題有氣體流量大、惡臭廢氣擾民，居 民投訴較多，二氧化硫濃度高。為了滿足更加嚴格要求和提高系統的適應性以及可靠性，開 發組合工藝具有很好的實用價值。

發明內容
本發明涉及一種汙泥處置惡臭幹化/焚燒廢氣的脫硫_高溫生物脫臭方法。其是 一種汙泥處置惡臭廢氣新型處理方法，採用溼法脫硫處理與構建中高溫高效生物菌劑微生 態系統生物處理相結合工藝處理汙泥處置惡臭廢氣，利用溼法脫硫將廢氣中的二氧化硫去 除，以降低廢氣溫度到60°C同時減少二氧化硫對生物脫臭系統pH值的劇烈影響，生物滴濾 法將惡臭廢氣繼續好氧降解成無臭無害的物質。脫硫_生物脫臭技術具有多種功能作用， 一套系統解決汙泥處置烘乾廢氣惡臭、二氧化硫、氮氧化物等汙染物排放，不僅解決近期臭 氣擾民問題，而且解決了長遠發展必須解決的二氧化硫、氮氧化物排放達標問題，這符合國 家推行的清潔生產、節能減排，體現了企業社會責任感。其是一種循環經濟、汙泥資源綜合 利用配套的新型技術方法，對解決汙泥處置烘乾、焚燒過程產生的惡臭廢氣擾民，對利用水 泥廢熱處置烘乾汙泥的技術推廣，具有十分重大的環境效益和社會效益。本發明的汙泥處置惡臭幹化/焚燒廢氣的脫硫_高溫生物脫臭方法，該技術能 高效去除惡臭氣態汙染物、二氧化硫和氮氧化物，脫臭效率可達90%以上，脫硫效率可達 95%以上，脫硝效率可達60%。脫硫-高溫生物脫臭處理系統能夠耐受汙染負荷及組分的 變化、非穩態工況和外界環境溫度的影響；具有對廢氣淨化效率高，廢氣降解徹底、操作簡 便、裝置運行穩定性好、投資運行費用低和無二次汙染等優點，適應於低濃度大氣量廢氣汙 泥處置烘乾惡臭廢氣、汙泥焚燒惡臭煙氣的淨化處理。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現設計、使用一種汙泥處置惡臭幹化/焚燒廢氣的脫硫_高溫生物脫臭工藝，採用溼 法脫硫處理與構建中高溫高效生物菌劑微生態系統生物處理相結合工藝處理汙泥處置惡 臭廢氣。通過石灰石/石灰-石膏法脫硫處理，可起脫除二氧化硫和降溫作用，以使廢氣溫 度下降到60°C左右進入生物滴濾裝置，滴濾裝置內構建中高溫高效生物菌劑微生態系統， 惡臭汙染物被微生物降解成無臭的化合物，達到高效除臭目的，同時高溫生物滴濾裝置還 可去除二氧化硫和氮氧化物，生物循環液通過設置pH探頭以通過加酸或鹼自動調節循環 液的PH值為6-7。 設計、製作的溼法脫硫裝置可採用石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫吸收裝置，石灰 石-石膏溼法煙氣脫硫工藝系統主要由吸收系統、煙氣系統、石灰石漿液製備系統、石膏脫 水系統等組成。吸收塔採用噴淋塔，噴淋層設在吸收塔的中上，多級噴淋，噴淋層上部設有 二級除霧及其衝洗設備；下部設亞硫酸鈣氧化系統。利用溼法脫硫將廢氣中的二氧化硫去 除，以降低廢氣溫度到60°c同時減少二氧化硫對生物脫臭系統PH值的劇烈影響。
設計、製作生物滴濾裝置，裝置結構形式有分體逆流式、一體複合逆流式和錯流 式結構，採用鋼結構或混凝土結構。所用填料(載體)是陶粒、陶塊、混合填料等，填料分層
4填裝。每個填料單元設一個氣體導流孔板和一組分布槽，使廢氣和水分布均勻。滴濾裝置都 採用氣、液兩相逆流的操作方式，錯流式滴濾裝置則採用氣、液兩相交錯流動的操作方式。 裝置內採用特效降解惡臭物質、二氧化硫和氮氧化物等氣體的微生物菌群構建的汙泥處置 烘乾/焚燒惡臭廢氣的微生態系統，該微生物菌群能夠適應較寬的溫度範圍(10 65°C )， 能耐受低溫和高溫環境的影響，具有高效除臭性能。生物循環液儲槽下部設置曝氣管，有利 於好氧生物降解循環液的惡臭汙染物。生物滴濾裝置頂部安裝除霧沫器，它是以金屬絲網 或合成纖維絲網作為除霧沫元件，夾固在兩柵板之間而構成。
具體實施例方式以下通過實例對本發明做進一步說明。實施例一生物處理汙泥處置烘乾惡臭廢氣根據汙泥處置烘乾惡臭廢氣產生的含氨、硫化氫、甲硫醇(CH3SH)、HCUSO2, NOx等 複雜無機有機惡臭氣體，其特點為成分複雜、二氧化硫(SO2)的濃度較高(1500mg/m3)，氮 氧化物(NOx)的濃度較高(500 700mg/m3)、臭氣濃度4170、廢氣氧氣含量低(< 5% )、廢 氣溫度高(110°C)、臭氣濃度高。溼法脫硫-高溫生物法處理汙泥處置烘乾惡臭廢氣示範 工程長時間運行穩定性考察，其間表現出了良好的運行穩定性，生物除臭可穩定在90%，脫 硫效率可達98%以上，脫硝效率可達60%。實施例二 生物處理汙泥處置焚燒惡臭廢氣根據汙泥幹化焚燒產生惡臭廢氣，其成分有二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、酸性氣 體(HC1、HF)、惡臭有機物及重金屬煙霧。該惡臭廢氣經溼法脫硫-高溫生物法處理，生物 除臭效率可穩定在90%，脫硫效率可達95%以上，脫硝效率可達50%。
權利要求
本發明涉及一種汙泥處置惡臭廢氣的脫硫 高溫生物脫臭方法。其特徵在於多種功能作用，一套系統解決汙泥處置烘乾/焚燒廢氣惡臭、二氧化硫、氮氧化物等汙染物達標排放問題，這符合國家推行的清潔生產、節能減排。
2.根據權利要求1所述汙泥處置惡臭廢氣的脫硫方法，其特徵在於溼法脫硫可採用 石灰石、石灰/石膏法煙氣脫硫，利用溼法脫硫將廢氣中的二氧化硫去除，降低廢氣溫度到 60°C，同時減少二氧化硫對生物脫臭系統pH值的劇烈影響。
3.根據權利要求1所述汙泥處置惡臭廢氣的高溫生物脫臭方法，其特徵在於採用生物 滴濾裝置，逆流式或錯流式，填料採用陶粒、陶塊、混合填料等，填料分層填裝。
4.根據權利要求1所述汙泥處置惡臭廢氣的脫硫_高溫生物脫臭方法，其特徵在於採 用特效降解惡臭物質、二氧化硫和氮氧化物等氣體的微生物菌群構建的汙泥處置烘乾/焚 燒惡臭廢氣的微生態系統，該微生物菌群能夠適應較寬的溫度範圍(10 65°C )，能耐受低 溫和高溫環境的影響，具有高效除臭性能。
5.根據權利要求1所述汙泥處置惡臭廢氣的脫硫_高溫生物脫臭方法，其特徵在於循 環液儲槽內設置曝氣管、設置PH探頭以通過加酸或鹼自動調節循環液的適宜pH值。生物 滴濾裝置系統能夠耐受惡臭汙染負荷及組分的變化、非穩態工況、廢氣溫度和外界環境溫 度的影響。全文摘要
本發明涉及一種汙泥處置惡臭廢氣的脫硫-高溫生物脫臭方法。其是一種循環經濟、汙泥資源綜合利用配套的新型技術方法，是採用溼法脫硫與生物法處理相結合工藝處理汙泥處置惡臭廢氣，利用溼法脫硫降溫，構建高溫高效生物菌群微生態系統將惡臭廢氣繼續好氧降解成無臭無害的物質。這對解決汙泥處置廢熱烘乾/焚燒過程產生的惡臭廢氣擾民和汙泥處置應用的技術瓶頸，對利用廢熱處置烘乾汙泥和汙泥焚燒的技術推廣，具有十分重大的環境效益和社會效益。脫硫-生物法處理系統可實現汙泥處置烘乾/焚燒廢氣惡臭、二氧化硫、氮氧化物等汙染物達標排放，具有對廢氣淨化效率高、操作簡便、裝置運行穩定性好、運行費用低和無二次汙染等優點。
文檔編號B01D53/80GK101961595SQ201010503299
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月8日 優先權日2010年10月8日
發明者孫建良, 魏在山 申請人:中山大學