汙水處理場排放廢氣的處理方法
2023-05-20 23:03:06
專利名稱：汙水處理場排放廢氣的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種汙水處理場排放廢氣的處理方法，具體地說是汙水處理場生化處理裝置，特別是生化曝氣汙水處理裝置排放廢氣的處理方法。
背景技術：
汙水處理場是煉油廠、市政設施中的重要汙水處理設施。生化處理技術具 有成本低、處理效果好等優點，是汙水處理的重要步驟，其中好氧生化處理需要在汙水中通入大量空氣，加上汙水的蒸發等原因，造成汙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。此類廢氣需要治理的主要原因在於具有惡臭味道，嚴重影響周圍環境，對人體健康造成威脅，惡臭味道主要來自於其中含有的活性汙泥飛沫、微量硫化氫和其它含硫化合物。汙水處理場排放廢氣因氣量大，汙染物濃度低，因此適宜的處理技術有限。傳統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並不經濟。吸附法吸附劑用量大，再生困難，操作不穩定。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於此類低濃度廢氣。生物法淨化這類廢氣具有運行費用低，無二次汙染優點，是此類廢氣的理想處理方法，然而，生物淨化法一般需要多級處理，裝置規模大，淨化效率不穩定。CN200710031286. X提出採用吸收-生物聯合處理方法，吸收採用通常的吸收設備，生物法也採用常用的滴濾設備，該方法可使硫化氫和氨去除率達99%以上。該方法設備佔地較大，對烴類物質去除率有限。CN01127539. I介紹了一種淨化硫化氫的方法，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淨化方法，通過攪拌器使填料表面的無活性的生物膜脫落並去除，從而延長生物反應器的使用壽命，微生物法對於濃度波動較大的硫化物廢氣，則很難保證淨化率，對生物淨化影響也比較大。CN200910204294公開了一種多組分惡臭廢氣的處理方法，採用預處理-微生物法聯合處理，同樣具有微生物法技術的不足。CN01114172. 7採用預處理-催化燃燒的方法，將含複雜組分的廢氣淨化，該方法淨化效率高，可滿足苛刻的環保標準要求，但該方法能耗較大，當廢氣中汙染物濃度很低時，需要靠電加熱達到反應溫度或補充燃料，對於環保裝置而言，經濟較差。CN200610046441公開了一種惡臭廢氣的綜合淨化方法，對汙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模大，操作不穩定等不足。
發明內容
針對上述現有技術的不足，本發明提出了一種汙水處理場排放廢氣的處理方法，本發明方法具有處理效率高，成本低，裝置運行穩定等優點。
本發明汙水處理場排放廢氣的處理方法包括如下內容汙水處理場排放廢氣升溫2 40°C優選升溫5 25°C，然後經過脫硫段和烴濃度均化段排放，脫硫段使用固體脫硫劑，烴濃度均化段使用具有濃度均化作用的物質。本發明方法中，汙水處理場是生化曝氣式汙水處理場，汙水處理場排放廢氣可以首先經過預處理段進行適宜的預處理，然後再升溫經過脫硫段和烴濃度均化段排放。預處理可以採用填料塔以工業水進行洗滌等方式。本發明方法中，汙水處理場排放廢氣與催化燃燒裝置尾氣或其它高溫煙氣採用直接混合或換熱的方式進行升溫，優選直接混合的方式升溫。催化燃燒裝置是有機廢氣淨化處理裝置，排放尾氣經過熱量利用後溫度仍在100°c以上，一般無法再進行能量利用而直接排放，本發明方法中利用此熱量將汙水處理場排放廢氣升溫。本發明方法中，脫硫段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、羥基氧化鐵等中的一種或幾種，優選低溫(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、氫氧化鎂等中的一種或幾種，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ZOiTlOOOOh-1，優選300 5000h'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。本發明方法中，具有濃度均化作用的物質是活性炭、分子篩、矽膠、氧化鋁、硅藻土中的一種或幾種的組合，廢氣通過烴濃度均化段的體積空速一般為ZOOlOOOOh—1，優選500^10000 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模小，但濃度均化效果略差；空速小時，裝置規模大，濃度均化效果好。本發明方法中，脫硫段及烴濃度均化段以及預處理段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。脫硫劑失效後需更換新的脫硫劑，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，失效後也可以通過加熱、抽真空或通入熱物流等方式恢復濃度均化性能。經過研究發現，汙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下，烴類排放不符合排放要求。本發明通過設置烴濃度均化段，將濃度不穩定的烴類均化為穩定均衡的濃度，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定，並且吸附劑對烴類物質的吸附與解吸處於平衡狀態，那麼，廢氣通過吸附劑床層後，烴類濃度沒有變化；假設在這種狀態，廢氣中的烴類濃度突然升高，那麼，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，吸附劑開始解吸烴物質，通過吸附劑床層後的廢氣中的烴類物質濃度會有所增加。因此，產生了均化排放氣中烴類濃度的效果。採用普通的固體脫硫劑和吸附劑對汙水處理場排放氣進行處理時，經過一段時間後，固體脫硫劑及吸附劑經常發生微生物生長產生粘泥的現象，造成脫硫劑及吸附劑的使用性能下降，嚴重時會發生床層堵塞的現象，使固體脫硫劑和吸附劑失效，廢氣處理裝置不能長周期穩定運轉。本發明通過研究發現，通過將汙水處理場排放廢氣溫度稍有升高，雖然該溫度仍處於適宜微生物生長溫度範圍內，但可以有效控制微生物生長，進而保證本發明主廢氣處理裝置長周期穩定運轉。其主要原因可能在於，汙水處理場排放的廢氣經過了與汙水充分長時間接觸，大量的水蒸汽蒸發到排放廢氣中，使排放廢氣中水蒸汽含量很高。一般情況下，汙水處理場的溫度高於環境溫度，因此排放廢氣的溫度也高於環境溫度，當排出廢氣進入後續處理裝置時，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，而廢氣中會夾帶少量微生物，微生物在水存在下，會順利繁殖生長，進而產生微生物粘泥影響廢氣處理裝置的運行。本發明方法中，廢氣排入廢氣處理裝置後，通過適當升溫，雖然升高的溫度並不高，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，避免了微生物生長造成的脫硫劑和吸附劑失效的現象產生。本發明方法使用催化燃燒尾氣直接與汙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。
圖I是本發明汙水處理場廢氣處理方法使用的裝置結構示意 其中1_汙水處理場排放廢氣，2-預處理段噴淋液，3-脫硫段，4-烴濃度均化段，5-排放廢氣，6-催化燃燒裝置排放尾氣。
具體實施例方式下面結合附圖進一步說明本發明處理方法的技術內容和效果。如圖I所示，汙水處理場排放廢氣I首先採用填料層進行噴淋洗滌預處理，脫除廢氣中夾帶的汙泥霧沫等雜質，預處理段噴淋液2可以使用工業水，預處理段還可以脫除少量硫化物等。經過預處理的廢氣與催化燃燒裝置排放尾氣6混合升溫，然後依次通過脫硫段3和烴濃度均化段4，最後排放廢氣5排放。下面結合實施例進一步說明本發明方法的方案和效果。實施例I
某煉油企業汙水處理場活性汙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。採用如圖I所示的工藝流程，噴淋預處理段使用工業水，液氣體積比為lL/m3。噴淋預處理段處理後的排放氣溫度為28°C。催化燃燒裝置尾氣的溫度為120°C，與預處理後的汙水處理場廢氣混合後的混合氣溫度為40°C，進入脫硫段。脫硫段使用負載氫氧化鈉的活性炭(氫氧化鈉以重量計佔活性炭重量的20%)，脫硫段體積空速為8000 h'烴濃度均化段使用市售疏水矽膠為濃度均化物質,烴濃度均化段體積空速1000h'經過長周期(超過6個月)試驗表明，雖然發生過非正常工況，但經過本發明方法處理後排放氣的硫化物濃度均低於I mg/m3，烴濃度均低於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，試驗結束後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I
按照實施例I的方法和條件，只是不經與催化燃燒裝置尾氣混合升溫步驟。經過60天運轉後，廢氣處理裝置壓降明顯上升，廢氣處理效果明顯降低，試驗結束後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
某石化汙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。採用如圖I所示的工藝流程，噴淋預處理段使用工業水，液氣體積比為O. 5L/m30噴淋預處理段處理後的排放氣溫度為25°C。催化燃燒裝置尾氣的溫度為120°C，與預處理後的汙水處理場廢氣混合後的混合氣溫度為45°C，進入脫硫段。脫硫段使用羥基氧化鐵脫硫劑(按CN200810112428. X實施例I所述的方法製備)，脫硫段體積空速為1000 IT1。 烴濃度均化段使用市售脫烴為濃度均化物質，烴濃度均化段體積空速10000 h—1。經過長周期(超過6個月)試驗表明，雖然發生過非正常工況，但經過本發明方法處理後排放氣的硫化物濃度均低於I mg/m3，烴濃度均低於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，試驗結束後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I的過程和處理對象，只是取消噴淋預處理段，汙水處理場排放廢氣的溫度為31°C。催化燃燒裝置尾氣的溫度為120°C，與預處理後的汙水處理場廢氣混合後的混合氣溫度為42°C，進入脫硫段。脫硫段使用負載氫氧化鈉的活性炭(氫氧化鈉以重量計佔活性炭重量的20%)，脫硫段體積空速為5000 h'烴濃度均化段使用市售疏水矽膠為濃度均化物質,烴濃度均化段體積空速2000h'經過長周期(超過6個月)試驗表明，雖然發生過非正常工況，但經過本發明方法處理後排放氣的硫化物濃度均低於I mg/m3，烴濃度均低於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，試驗結束後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2
按照實施例3的方法和條件，只是不經與催化燃燒裝置尾氣混合升溫步驟。經過30天運轉後，廢氣處理裝置壓降明顯上升，廢氣處理效果明顯降低，試驗結束後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。
權利要求
1.一種汙水處理場排放廢氣的處理方法，其特徵在於包括如下內容汙水處理場排放廢氣升溫2 40°c，然後經過脫硫段和烴濃度均化段排放，脫硫段使用固體脫硫劑，烴濃度均化段使用具有濃度均化作用的物質。
2.按照權利要求I所述的方法，其特徵在於汙水處理場排放廢氣升溫5 25°C後經過脫硫段和烴濃度均化段排放。
3.按照權利要求I所述的方法，其特徵在於汙水處理場是生化曝氣式汙水處理場。
4.按照權利要求I或2所述的方法，其特徵在於汙水處理場排放廢氣首先經過預處理段進行預處理，然後再升溫經過脫硫段和烴濃度均化段排放。
5.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於預處理採用填料塔以工業水進行洗滌的預處理方式。
6.按照權利要求I所述的方法，其特徵在於採用汙水處理場排放廢氣與催化燃燒裝置尾氣或其它高溫煙氣，採用直接混合或換熱的方式進行升溫。
7.按照權利要求I所述的方法，其特徵在於脫硫段使用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、氧化銅和羥基氧化鐵中的一種或幾種；優選低溫脫硫活性高的組分，如氧化鐵、羥基氧化鐵、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣和氫氧化鎂中的一種或幾種。
8.按照權利要求I或7所述的方法，其特徵在於廢氣通過脫硫段的體積空速為200 100001^，優選 300 5000 h'
9.按照權利要求I所述的方法，其特徵在於烴濃度均化段使用的具有濃度均化作用的物質是活性炭、分子篩、矽膠、氧化鋁和硅藻土中的一種或幾種的組合。
10.按照權利要求I或9所述的方法，其特徵在於廢氣通過烴濃度均化段的體積空速為 200 200001^，優選 500 10000 h'
全文摘要
本發明公開了一種汙水處理場排放廢氣的處理方法，包括如下內容汙水處理場排放廢氣升溫2~40℃，經過脫硫段和烴濃度均化段排放，脫硫段使用固體脫硫劑，烴濃度均化段使用具有濃度均化作用的物質。與現有技術相比，本發明方法具有處理效率高，成本低，裝置運行穩定等優點，最適宜處理各種生化曝氣式汙水處理場排放廢氣的淨化處理。
文檔編號B01D47/14GK102908849SQ20111021740
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月1日 優先權日2011年8月1日
發明者劉忠生, 王新, 陳玉香 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院