專利名稱：污水處理場排放廢氣的處理裝置及處理方法
技術領域：
本發明涉及一種污水處理場排放廢氣的處理裝置及污水處理，特別是生化曝氣污水處理裝置排放廢氣的處理裝置和該廢氣的處理方法。
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、處理效果好等優點，是污水處理的重要步驟，其中好氧生化處理需要在污水中通入大量空氣，加上污水的蒸發等原因，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。此類廢氣需要治理的主要原因在于具有惡臭味道，嚴重影響周圍環境，對人體健康造成威脅，惡臭味道主要來自于其中含有的活性污泥飛沫、微量硫化氫和其它含硫化合物。污水處理場排放廢氣因氣量大，污染物濃度低，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并不經濟。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，裝置規模大，凈化效率不穩定。CN200710031286. X提出采用吸收-生物聯合處理方法，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，不能處理非正常工況下超標的有機烴類污染物。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。上述方法均僅能去除硫化氫。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，可滿足苛刻的環保標準要求，當廢氣中污染物濃度很低時，需要靠電加熱達到反應溫度或補充燃料，能耗較大，對于環保裝置而言，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，本發明提出了一種污水處理場排放廢氣的處理裝置及該廢氣的處理方法，本發明裝置結構簡單，處理污水處理場排放廢時具有處理效率高，成本低，裝置運行穩定等優點。本發明污水處理場排放廢氣的處理裝置結構如下設置廢氣處理塔，塔的下部設置除霧段，塔的上部從下至上依次設置脫硫段和烴濃度均化段，脫硫段與除霧段之間設置分隔板，除霧段上方與分隔板之間的塔體上設置氣體引出口，脫硫段下方與分隔板之間的塔體上設置氣體引入口，上述氣體引出口和氣體引入口之間設置氣體輸送設備，塔的頂部設置氣體排放口，塔的低部設置排液口 ；除霧段包括上部的填料除霧層和填料除霧層下部的旋片分布器構成，旋片分布器下方的塔體上設置廢氣入口 ；脫硫段裝填脫硫劑，烴濃度均化段裝填烴類濃度均化劑。本發明裝置中，廢氣處理塔可以采用常規的立式塔結構，可以根據廢氣量和性質設計塔的規模。填料除霧層可以裝填塑料填料，填料除霧層的高度可以為100 800_。旋片分布器為圓形，由中心向塔壁方向的葉片均勻分布構成，葉片個數為32-58，葉片具有適宜的傾斜角度，傾斜角度一般為20° 60° (與水平方向夾角)，旋片分布器可以有效捕集水霧和攔截微生物污泥霧沫、塵粒等固體物，不易堵塞。旋片分布器上方的塑料填料可以進一步去除的水霧和塵粒等固體物，確保去除廢氣中的水霧和雜質。本發明裝置用于污水處理場排放廢氣的處理過程，廢氣進入該裝置之后，首先經過塔底部的旋片分布器和塑料填料除霧層，廢氣中的水霧被脫除，微生物污泥霧沫、塵粒等固體物被攔截；除霧后的廢氣經過氣體輸送裝置進入脫硫段，脫硫段內裝填有脫硫劑，將廢氣中的硫化物脫除；脫硫后的廢氣進入烴濃度均化段，濃度均化段中裝填有烴類濃度均化齊 ，將廢氣濃度均化處理后，使廢氣總烴濃度滿足排放標準后排放。本發明中，污水處理場是生化曝氣式污水處理場。除霧層需定期沖洗，沖洗水可使用污水處理場凈化回用水。除霧層使用的沖洗水中可以定期加入有效量的殺菌劑，如次氯酸鈉、活性溴殺菌劑等。本發明中，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，如粘合齊U、增強劑、載體等。廢氣通過脫硫段的體積空速一般為2001000( -1，優選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。本發明中，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200100001^,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。烴類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。經過研究發現，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下，烴類排放不符合排放要求。本發明裝置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，并且吸附劑對烴類物質的吸附與解吸處于平衡狀態，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，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。因此，產生了均化排放氣中烴類濃度的效果。采用普通的固體脫硫劑和吸附劑對污水處理場排放氣進行處理時，經過一段時間后，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。本發明裝置使用旋片分布器上分布塑料球填料作為除霧層，在攔截廢氣中水蒸汽的同時，能夠有效攔截廢氣中帶有的微生物污泥霧沫和塵粒等固體雜質，進而保證本發明主廢氣處理裝置長周期穩定運轉。在該除霧層上方有噴淋裝置，使用工藝回用水定期對除霧床層進行清洗，避免床層堵塞。如果廢氣中夾帶微生物量較大時，可適量加入一些殺菌劑，避免微生物粘泥影響廢氣處理裝置的運行。本發明裝置中的除霧床層，可以有效攔截廢氣中水蒸汽和微生物等固體雜質，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。
圖1是本發明污水處理場低濃度廢氣處理裝置結構示意 圖2是旋片分布器的結構示意圖。其中1-污水處理場排放的低濃度廢氣，2-旋片分布器，3-塑料填料層，4-除霧段沖洗水，5-除霧段沖洗噴頭，6-除霧段與脫硫段隔板，7-引風機，8-脫硫劑床層隔板，9-脫硫劑床層，10-烴類濃度均化劑床層，11-凈化氣排氣筒，12-煙 帽，13-沖洗水排凝\排污，14-人孔。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步說明本發明處理裝置的技術內容和效果。如圖1所示，污水處理場排放廢氣I首先采用旋片分布器2及塑料填料層3共同構成的除霧段進行除霧除雜，脫除廢氣中夾帶的水蒸汽和污泥霧沫等固體雜質，除霧段上方設有沖洗噴頭5，定期清洗除霧段，防止堵塞，沖洗用水可使用污水處理場凈化回用水，沖洗水從排污口 13排出返回至污水處理場；除霧段和上方的脫硫均化段由隔板6分隔，廢氣經過除霧后，經過引風機7進入脫硫段；脫硫段為脫硫劑床層隔板8上分布脫硫劑床層9 ；經脫硫后的廢氣進入烴類濃度均化劑床層10進行濃度均化，最后由凈化氣排氣筒11排出。下面結合實施例進一步說明本發明裝置的方案和效果。實施例1
某煉油企業污水處理場活性污泥曝氣池逸散廢氣中含硫化物10mg/m3左右，烴類物質10 180 mg/m3左右(正常值為30mg/m3以下，非正常工況時會達到150 mg/m3左右)，氣量為5000Nm3/h左右。該曝氣池經過加蓋封閉后，采用如圖1所示的裝置處理。脫硫段使用的脫硫劑是以無定形多羥基氧化鐵為主要成分，添加特殊助劑而成的球形脫硫產品(按CN200810112428. X所述的方法制備)，脫硫段體積空速為1500 h—1。烴濃度均化段使用的烴類濃度均化劑是由優質炭原料并添加一定的粘合劑、助齊 ，經篩選成型、炭化、活化、浸潰、干燥等工藝制備的活性炭，烴濃度均化段體積空速1000h'除霧段使用污水處理場凈化回用水噴灑清洗，每15天清洗一次，每次清洗30分鐘，清洗用水量為10 m3/h。經過長周期(超過6個月)試驗表明，雖然發生過非正常工況，但經過本發明裝置處理后排放氣的硫化物濃度均低于I mg/m3，烴濃度均低于20 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2
某石化污水處理場有4個生化曝氣池排放廢氣，對這4個曝氣池加蓋封閉處理后,將廢氣引出匯總后使用如圖1所示的裝置處理，廢氣中硫化物10mg/m3左右，烴類濃度一般為10^200 mg/m3 (正常值為50mg/m3以下，非正常工況時會達到180 mg/m3左右)。脫硫段使用羥基氧化鐵脫硫劑(按CN200810112428. X實施例1所述的方法制備)，脫硫段體積空速為1800 IT1。烴濃度均化段使用的烴類濃度均化劑是由優質炭原料并添加一定的粘合劑、助齊IJ，經篩選成型、炭化、活化、浸潰、干燥等工藝制備的活性炭，烴濃度均化段體積空速1600h'除霧段使用污水處理場凈化回用水噴灑清洗，每15天清洗一次，每次清洗30分鐘，清洗用水量為15 m3/h。在清洗水中定期加入少量活性溴殺菌劑，濃度為0.8%。
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經過長周期(超過6個月)試驗表明，雖然發生過非正常工況，但經過本發明裝置處理后排放氣的硫化物濃度均低于I mg/m3，烴濃度均低于30 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裝置，包括廢氣處理塔，其特征在于塔的下部設置除霧段，塔的上部從下至上依次設置脫硫段和烴濃度均化段，脫硫段與除霧段之間設置分隔板，除霧段上方與分隔板之間的塔體上設置氣體引出口，脫硫段下方與分隔板之間的塔體上設置氣體引入口，上述氣體引出口和氣體引入口之間設置氣體輸送設備，塔的頂部設置氣體排放口，塔的低部設置排液口 ；除霧段包括上部的填料除霧層和填料除霧層下部的旋片分布器構成，旋片分布器下方的塔體上設置廢氣入口 ；脫硫段裝填脫硫劑，烴濃度均化段裝填烴類濃度均化劑。
2.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于填料除霧層裝填塑料填料，填料除霧層的高度為100 800臟。
3.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于旋片分布器為圓形，由中心向塔壁方向的葉片均勻分布構成，葉片個數為32-58。
4.一種污水處理場排放廢氣的處理方法，使用權利要求1所述的裝置，廢氣進入該裝置之后，首先經過塔底部的旋片分布器和塑料填料除霧層，廢氣中的水霧被脫除，微生物污泥霧沫、塵粒固體物被攔截；除霧后的廢氣經過氣體輸送裝置進入脫硫段，脫硫段內裝填有脫硫劑，將廢氣中的硫化物脫除；脫硫后的廢氣進入烴濃度均化段，濃度均化段中裝填有烴類濃度均化劑，將廢氣濃度均化處理后，使廢氣總烴濃度滿足排放標準后排放。
5.按照權利要求4所述的方法，其特征在于脫硫段使用固體脫硫劑，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、羥基氧化鐵中的一種或幾種。
6.按照權利要求4所述的方法，其特征在于廢氣通過脫硫段的體積空速為200"l0000h_1o
7.按照權利要求4所述的方法，其特征在于烴類濃度均化劑是活性炭、分子篩、硅膠、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為200"20000h_1o
8.按照權利要求4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為500 10000 h'
9.按照權利要求4所述的方法，其特征在于除霧層需定期沖洗，沖洗水使用污水處理場凈化回用水。
10.按照權利要求9所述的方法，其特征在于除霧層使用的沖洗水中加入有效量的殺菌劑。
全文摘要
本發明公開了一種污水處理場排放廢氣的處理裝置及處理方法，處理裝置包括廢氣處理塔，塔的下部設置除霧段，塔的上部從下至上依次設置脫硫段和烴濃度均化段，脫硫段與除霧段之間設置分隔板，除霧段上方與分隔板之間的塔體上設置氣體引出口，脫硫段下方與分隔板之間的塔體上設置氣體引入口，上述氣體引出口和氣體引入口之間設置氣體輸送設備；除霧段包括上部的填料除霧層和填料除霧層下部的旋片分布器構成；脫硫段裝填脫硫劑，烴濃度均化段裝填烴類濃度均化劑。廢氣處理方法使用本發明的廢氣處理裝置。本發明廢氣處理裝置和方法具有處理效率高，裝置運行穩定、操作條件溫和簡便等優點，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B01D53/82GK103041692SQ20111031331
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月17日 優先權日2011年10月17日
發明者趙磊, 方向晨, 王新, 劉忠生 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