CN102039078A

CN102039078A - 一种多组分恶臭废气的处理方法

Info

Publication number: CN102039078A
Application number: CN 200910204294
Authority: CN
Inventors: 郭兵兵; 刘忠生; 王海波
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-05-04

Abstract

本发明公开了一种多组分恶臭废气的处理方法，废气和脱硫吸收液同时进入气液混合输送设备进行输送和脱硫处理，该气液混合输送设备输送排出的气液混合物在气液接触设备内进行气液混合后进行气液分离；气液分离后的废气进入生物滤塔进行生物净化处理。与现有技术相比，本发明方法气液混合输送设备在实现废气输送的同时实现了废气的脱硫预处理，不但气体吸收效率高，而且提供气体和液体净化的动力。本发明方法将物理吸收和生物处理相有机结合，可彻底净化多组分恶臭废气，并且具有净化效果高，提高生物净化处理装置的耐冲击性能，工艺流程简单，占地小，填料不易发生堵塞，运转稳定等优点。

Description

一种多组分恶臭废气的处理方法

技术领域

本发明涉及一种含硫含氨及VOCs等多组分恶臭废气的处理方法，特别是含硫化氢、甲硫醇等有机硫化物和烃类等有害组分的恶臭废气的物理净化与生物净化结合处理方法。

背景技术

污水处理场是炼油厂、市政设施中主要恶臭污染源之一，由于其运行温度较高，生化池敞口运行，在正常运行过程中，逸散出大量的恶臭污染物，这些恶臭污染物包括硫化氢、有机硫化物、氨、苯系物及其它VOCs(挥发性有机物)等污染物，职工长期活动在被这些物质污染的环境中，可能引发呼吸***、消化***、生殖***等疾病，也可能引发机体病变和致癌；在污染严重时，还会使人产生明显的头晕、喉疼、恶心、呕吐等急性中毒症状。

这些废气组分复杂，造成周边环境的恶臭污染、对人体健康造成威胁，这类废气浓度低，组分复杂，难以彻底净化，因此这类废气治理的开发也越来越迫切。

传统的废气治理方法如吸附法、焚烧法、催化燃烧法、冷凝法、吸收法等处理这类废气并不经济。吸附法存在吸附剂用量过大缺点，再生困难。焚烧法存在能耗高、经济性差的缺点。催化燃烧法虽然能耗降低，但废气组分复杂，催化剂容易中毒失效，一般需要采用预处理步骤，将易使催化剂中毒的物质预先脱除。冷凝法和吸收法仅仅能去除此类废气中的部分组分。生物法净化这类废气具有运行费用低，无二次污染优点，目前，生物技术处理废气也越来越普遍。然而，生物净化对组分复杂的恶臭废气处理效果并不理想，一般需要多级处理，还存在复杂组分对抑制微生物生长的问题，同时生物净化装置存在装置占地大，净化效率不稳定的缺点。

CN200710031286.X提出采用吸收-生物联合处理方法，该专利中，吸收采用通常的吸收设备，生物法也采用常用的滴滤设备，该方法可使硫化氢和氨去除率达99％以上。该方法采用常规的吸收设备，占地较大，另外，该方法处理含VOCs等复杂废气时，废气净化不彻底。

CN01127539.1介绍了一种净化硫化氢的方法，CN1133568介绍了一种吸收方法去除硫化氢的方法。CN91110451.8介绍了一种烃类加工过程中的溶剂回收方法。这些方法均仅能去除硫化氢或烃类，不能同时净化。

CN01804540.5提出了一种装有搅拌器的生物净化方法，通过搅拌器使填料表面的无活性的生物膜脱落并去除，从而延长生物反应器的使用寿命，该方法可以净化各种组分的废气，但对于浓度波动较大的硫化物废气，则很难保证净化率，对生物净化影响也比较大。

CN01114172.7采用预处理-催化燃烧的方法，将含复杂组分的废气净化，该方法净化效率高，可满足苛刻的环保标准要求，但该方法能耗较大，当废气中污染物浓度特别较低时，完全靠电加热达到反应温度，对于环保装置而言，不是很经济。

一般来说，废气处理装置在处理废气时会产生一定的降力降，而上述多组分恶臭废气来源多数是污水处理场等自然排放的无动力废气，因此废气的升压输送是废气处理方法中不可缺少的步骤。上述处理方法中，废气输送一般采用本领域常规的鼓风机等设备，风机类设备在输送恶臭废气时具有安全性低、耐腐蚀性差等不足，同时仅具有输送功能，不具有废气处理功能，对于多组分恶臭废气需要预处理设施，废气处理工艺流程较长。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种多组分恶臭废气的处理方法，通过将废气输送和预处理结合起来，然后进行生物处理，可以有效减化工艺流程，提高处理效果。

本发明多组分恶臭废气处理方法包括如下内容：废气和脱硫吸收液同时进入气液混合输送设备进行输送和脱硫处理，该气液混合输送设备输送排出的气液混合物在气液接触设备内进行气液混合后进行气液分离；气液分离后的废气进入生物滤塔进行生物净化处理。

本发明多组分恶臭废气处理方法中，气液混合输送设备为液环式气体输送泵或气液混合泵，脱硫吸收液为碱性水溶液，一般可以使用氢氧化钠水溶液、碳酸钠水溶液等，浓度为0.1％～30％(wt)，pH值一般控制为7.5～14，操作时循环使用，当pH值降至7.5以下时，通过更换或补充新鲜碱液进行调整。为了提高废气脱硫预处理效果，可以在脱硫吸收液中加入适宜的添加剂，如为了提高对有机硫化物的处理效果，可以添加少量氧化剂、具有催化作用的金属化合物等。

本发明多组分恶臭废气处理方法中，气液混合输送设备输送排出的气液混合物在气液接触设备内进行气液混合，通过充分气液混合实现废气的脱硫预处理。气液接触设备可以包括静态混合器、动态混合器、填料塔、鼓泡分散构件等。静态混合器、动态混合器和填料塔可以单独设置在气液混合输送设备出口管路上。鼓泡分散构件可以设置在气液分离设备中，此时气液分离设备同时具有气液充分接触作用。设置的气液接触设备可以采用本领域现有常规结构，其作为为使气液两相充分接触反应。气液混合输送设备出口压力可以根据后续废气处理装置的需要确定，一般表压为1～100KPa，优选3～50KPa。气液混合输送设备输出管路设置流量控制阀对总量进行控制，气液混合输送设备液体进口和气体进口管路分别设置控制阀门和流量检测仪器，对气体流量和液体流量分别进行控制和检测。从气液混合输送设备输出的气液混合流体，可以从气液接触设备底部进入，也可从气液接触设备中间进入。本发明中优先从底部进入，这样可使气液传质更为彻底，吸收效率也更高。由于脱硫是酸碱反应，反应速度很快，所以气液混合设备只需达到气液充分接触混合即可，不需较长的气液停留时间。

本发明多组分恶臭废气处理方法中，气液分离后的废气进入生物滤塔进行生物净化处理，由于气液分离后的废气已进行了脱硫预处理，废气的组分简化，有利于高效生物净化处理。采用的生物滤塔可以是本领域常规的方式，生物滤塔内设置生物滤床，生物滤床可选择生物过滤床、生物滴滤床等。生物滤床的填料可选择植物的茎、叶、根的残体、秸秆、棉花杆、泥炭、活性炭、纺织物、动物毛发、各种形状工程塑料填料、金属填料、沸石、各种瓷球等中的一种或几种的混合物。生物滤床的菌液以净化VOCs为主，菌液可连续喷淋，也可间歇喷淋，设置菌液储槽。菌液pH值5～10，优选6～8。生物滤床喷淋菌液温度为5～50℃，优选15～30℃。

生物滤床菌液的pH值可通过酸碱溶液进行调节，本发明中的酸性溶液包括H₂SO₄，HCl，HNO₃等，碱性溶液包括NaOH，KOH，Na₂CO₃，NaHCO₃，NH₃等。

本发明方法中，废气在生物滤床内停留时间为3～180s，优选10～60s，由于生物滤床内填料比表面积非常大，废气负荷也比较低，废气中绝大部分污染物在滤床内即被完全净化。

本发明方法中，生物滤塔菌液在菌液储槽内的停留时间3～600s，优选5～180s，最优选10～60s。废气中难降解污染物组分在较长停留时间内储液槽被菌种降解，进一步提高了生物处理的降解效率。

本发明多组分恶臭废气处理方法中，将废气的输送和脱硫预处理有机结合在一起，在废气输送的同时实出了脱硫预处理。本发明方法安全性高，可以输送和处理易爆废气等常规方法无法输送和预处理的问题，同时碱性工作液可以保证整个装置不被酸性气体腐蚀，装置工作寿命延长，维护简单。将脱硫预处理与生物净化处理有机结合，可以有效处理多组分恶臭废气，净化效果高，提高生物净化处理装置的耐冲击性能，工艺流程简单，占地小，填料不易发生堵塞，运转稳定。

附图说明

图1是本发明方法中使用的液环式气体输送泵工作原理图。

图2是本发明多组分恶臭废气处理方法的一种操作方式流程示意图。

图3是本发明多组分恶臭废气处理方法的另一种操作方式流程示意图。

其中：1-废气，2-工作液(同时为脱硫吸收液)，3-液环式气体输送泵，4-填料塔，5-气液分离罐，6-排气口，7-新鲜碱液注入口，8-鼓泡分散构件，11-工作液进口，12-废气进口，13-气液混合物出口，14-液环式气体输送泵壳体，15-液环式气体输送泵液环，16-液环式气体输送泵叶轮，20-生物滤塔，21-菌液储槽，22-净化气。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明多组分恶臭废气处理方法的技术内容和效果。

如图1所示，液环式气体输送泵工作原理如下：工作液(同时为脱硫吸收液)通过工作液进口11进入液环式气体输送泵壳体14内，当液环式气体输送泵叶轮16顺时针旋转时，由于离心力的作用，工作液在液环式气体输送泵壳体14内形成一个封闭液环15，通过液环式气体输送泵叶轮16的叶片将废气进口12的废气增压输送至气液混合物出口13，将废气和部分工作液输送至气液混合设备外。

如图2所示，废气1和工作液2通过气液混合设备3混合输出至填料塔4，在填料塔4中，废气和工作液充分接触并发生反应，与工作液对废气进行脱硫预处理，然后气液混合物输送至气液分离罐5进行气液分离，经过脱硫预处理的废气从排气口6排出进入下一步处理装置，气液分离罐5内工作液通过新鲜碱液注入口7液入新鲜碱液调节pH值。填料塔4的结构及参数可以根据废气组成按本领域一般知识设计确定。气液混合物可以并流向上通过填料塔，也可以并流向下通过填料塔。从排气口6排出的经过脱硫预处理的废气从底部进入生物滤塔20，菌液储槽21内的菌液连续或间歇喷淋生物滤塔内的填料，保持微生物适宜的生长环境，经过生物处理后的净化气22可以达标直接排放。

图3所示的工艺流程中，取消单独设置的填料塔4，将鼓泡分散构件8设置在气液分离罐5中的工作液之中，鼓泡分散构件8将气体均匀分散到工作液中，实现废气的预处理。鼓泡分散构件8可以采用常规的分布器结构，如盘管式分布器、支管式分布器等。

在工作液循环管路上可以设置工作液降温的冷却设备，控制工作液温度在50℃以下。

实施例1

某炼油企业污水处理场生化表曝池逸散废气中含硫化氢20mg/m³，二甲二硫10mg/m³，甲苯40mg/m³，二甲苯60mg/m³，流量为2000Nm³/h左右。采用如图2所示的工艺流程，以氢氧化钠水溶液为工作液(脱硫吸收液)，工作液中加入1％(质量比)次氯酸钠，当工作液pH值降至9时补充更换新鲜碱液。气液接触填料塔内装填Dg38填料环。生物滤塔填料采用泥炭填料，规格10mm×10mm，废气在生物滤床内停馏时间为20秒。菌液温度30℃，生物滤床温度15～25℃，菌液间歇喷淋，菌液pH值为7，菌液在储液槽内的停留时间为30秒。

恶臭废气经上述工艺净化后，废气中硫化氢净化率100％，二甲二硫去除率96％，甲苯和二甲苯去除率均为98％，本装置连续运行300d，去除率稳定不变。

实施例2

某炼油企业污水处理场逸散废气中。硫化氢10mg/m³，VOCs(多种挥发性有机物)300mg/m³，流量为5000Nm³/h左右。按图3工艺进行废气净化，生物滤塔填料采用多面塑料球填料，直径38mm，废气在生物滤床内停馏时间为50秒。菌液温度25℃，滤床温度10～25℃，菌液连续喷淋，菌液pH值为6.5，菌液在储液槽内的停留时间为100秒。

经过上述工艺净化后，硫化氢净化率100％，VOCs净化率99％。尾气排放速度均符合净化气体符合现行国家排放标准。

Claims

1.一种多组分恶臭废气的处理方法，其特征在于：废气和脱硫吸收液同时进入气液混合输送设备进行输送和脱硫处理，该气液混合输送设备输送排出的气液混合物在气液接触设备内进行气液混合后进行气液分离；气液分离后的废气进入生物滤塔进行生物净化处理。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：气液混合输送设备为液环式气体输送泵或气液混合泵，脱硫吸收液为碱性水溶液。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：脱硫吸收液为氢氧化钠水溶液或碳酸钠水溶液，重量浓度为0.1％～30％，pH值为7.5～14。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：脱硫吸收液操作时循环使用，当pH值降至7.5以下时，通过更换或补充新鲜碱液进行调整。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：气液混合输送设备输送排出的气液混合物在气液接触设备内进行气液混合，通过充分气液混合实现废气的脱硫预处理。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：气液接触设备包括静态混合器、动态混合器、填料塔或鼓泡分散构件；静态混合器、动态混合器或填料塔单独设置在气液混合输送设备出口管路上；鼓泡分散构件设置在气液分离设备中，此时气液分离设备同时具有气液充分接触作用。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：生物滤塔内设置生物滤床，生物滤床选择生物过滤床或生物滴滤床。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：生物滤床的填料选择植物的茎、叶、根的残体、秸秆、棉花杆、泥炭、活性炭、纺织物、动物毛发、工程塑料填料、金属填料、沸石、瓷球中的一种或几种的混合物。

9.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：废气在生物滤床内停留时间为3～180s，生物滤床连续喷淋菌液，或者间歇喷淋菌液，设置菌液储槽，菌液pH值5～10，生物滤床喷淋菌液温度为5～50℃。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：生物滤塔菌液在菌液储槽内的停留时间为3～600s。