CN107583460A - 污水处理站voc气体处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水处理站VOC气体处理方法，涉及废气处理技术领域，本发明采用二级XJ‑XQ系列多功能洗气机和XJ‑DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备，其中多功能洗气机分别采用碱洗和氧化剂洗涤，根据现场风量，多功能洗气机选用两套XJ‑XQ‑15型号设备，等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备选用XJ‑DG‑35型号设备。本方法废气处理从源头削减废气污染物的产生；单元化并有针对性的优化废气处理设备，简化废气处理过程，减少劳动操作，减少经济投入；污水处理站VOC气体经过处理后可排放大气中，减少污染。
Description
技术领域：
本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及污水处理站VOC气体处理方法。
背景技术：
废气中的主要污染气体为散发臭味的NH3、H2S等污染物，根据本行业从事废气处理的工程经验来看，水池废气气量不同于生产车间废气的计算，通常生产车间气量按照每小时换气次数10-15次之间，由于生产车间内有工人的原因，因此换气次数较高，但水池换气不同于此，只需保持水池内微负压状态即可，即密封水池内的废气不会通过盖板等连接处的缝隙内扩散出去，而是通过该缝隙扩散进来，鉴于上述分析，根据业主提供的图纸，所有水池总面积约为4285m2及盖板与水面之间的高度约为2m，气体体积为8570m3，各个水池按照每小时四次换气次数计算，总的废气排放量为34280m3，考虑***余量，本项目设计风量为35000m3/h。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供污水处理站VOC气体处理方法。
污水处理站过程产生的挥发性有机废气主要为散发臭味的NH3、H2S等污染物。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
针对污水处理站特征污染物NH3、H2S等的去除，本发明采用二级XJ-XQ 系列多功能洗气机和XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备，其中多功能洗气机分别采用碱洗和氧化剂洗涤，根据现场风量，多功能洗气机选用两套XJ-XQ-15型号设备，等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备选用XJ-DG-35型号设备。
XJ-XQ系列多功能洗气机：XJ-XQ系列多功能洗气机利用气体与液体间的接触，而将气体中的污染物传送到液体中，然后再将清洁气体与被污染的液体分离，达到洁净空气的目的。废气采用气液逆向吸收方式处理，即液体自塔顶向下以雾状或小液滴喷撒而下，废气则由塔体逆向流使气液接触。此处理方法可吸收废气、调节气体及去除颗粒，再经过除雾段处理后，进入下一级处理设备。
XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备：等离子除臭技术是在电场的加速作用下，产生高能电子，当电子平均能量超过目标治理物分子化学键能时，分子键断裂，达到消除气态污染物的目的。1980年代，日本东京大学S.Masuda教授提出的高压脉冲电晕放电法是常温常压下得到低温等离子体的最简单、最有效的方法。它已成为目前的研究前沿，也正越来越多的用于气态污染物的治理。
等离子化学反应过程中，等离子传递化学能量的反应过程中能量的传递大致如下：
(1)电场+电子→高能电子
(2)高能电子+分子(或原子)→(受激原子、受激基团、游离基团)活性基团
(3)活性基团+分子(原子)→生成物+热
(4)活性基团+活性基团→生成物+热。
从以上过程可以看出，电子首先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去，获得能量的分子或原子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团；之后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。另外，高能电子也能被卤素和氧气等电子亲和力较强的物质俘获，成为负离子。这类负离子具有很好的化学活性，在化学反应中起着重要的作用。
光氧离子催化氧化设备中通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生电子空穴对，与表面吸附的水份(H2O)和氧气(O2)反应生成氧化性很活波的羟基自由基(OH-)和超氧离子自由基(O2-、0-)。能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC类有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它无毒无害物质,同时具有除臭、消毒、杀菌的功效，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，所以不会产生二次污染。
该设备中的纳米光催化触媒材料(TiO2)是一种吸收光能后，能在其表面产生催化反应的物质，当特定纳米波长的紫外光照射光催化触媒材料(TiO2) 时，其表面发生光氧离子催化氧化还原反应。光催化触媒材料(TiO2)吸收光子后在其表面产生电子(E-)和空穴(H+)，将吸收的光能转化成化学能，即具有光催化作用。
当光催化触媒材料(TiO2)与空气中的水接触时，表面就吸附H2O、O2、 OH-，H2O、OH-被空穴(H+)所氧化，O2被电子(E-)还原，OH-基团的氧化能力较强，使有机物氧化，最终分解为水和CO2。
所述污水处理站废气处理工艺流程：
首先废气通过收集***，收集后进入一级和二级XJ-XQ系列多功能洗气机，气体与液体间的接触，而将气体中的污染物传送到液体中，然后再将清洁气体与被污染的液体分离，达到洁净空气的目的。废气采用气液逆向吸收方式处理，即液体自塔顶向下以雾状或小液滴喷撒而下，废气则由塔体逆向流使气液接触，大部分水气被冷凝形成雾滴随喷淋液进入塔底，此处理方法可吸收废气、调节气体及去除颗粒，再经过除雾段处理后，进入下一级处理设备XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备，废气中剩余污染物在一体设备的前段等离子电场作用下进一步被除去，然后进入一体设备的后段，废气中污染物通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生电子空穴对，与表面吸附的水份(H2O)和氧气(O2)反应生成氧化性很活波的羟基自由基(OH-)和超氧离子自由基(O2-、0-)。能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC类有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它无毒无害物质，同时具有除臭、消毒、杀菌的功效，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，所以不会产生二次污染，最后剩余洁净空气通过烟囱排放。
污水处理站废气处理主要治理设备见表1：
表1污水处理站废气处理主要治理设备
| 序号 | 名称 | 单位 | 数量 |
| 1 | XJ-XQ-35多功能洗气机 | 套 | 2 |
| 2 | XJ-DG-35低温等离子+光氧离子催化氧化设备 | 套 | 1 |
| 3 | 离心风机 | 台 | 1 |
| 4 | 烟囱 | 批 | 1 |
| 5 | 设备间连接管路 | 批 | 1 |
| 6 | 控制柜 | 台 | 1 |
| 7 | 安装 | 批 | 1 |
| 8 | 运输 | 批 | 1 |
本发明的有益效果是：
1、实施清洁生产工艺改造，对污水处理过程中逐步削减废气污染物的产生；
2、单元化并有针对性的优化废气处理设备，简化废气处理过程，减少劳动操作，减少经济投入；
3、污水处理站废气经过处理后可排放大气中，减少污染，是生产企业废气排放达标。
附图说明
图1废气处理工艺流程图；
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
污水处理站VOC气体处理方法：
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
针对污水处理站特征污染物NH3、H2S等的去除，本发明采用二级XJ-XQ 系列多功能洗气机和XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备，其中多功能洗气机分别采用碱洗和氧化剂洗涤，根据现场风量，多功能洗气机选用两套XJ-XQ-15型号设备，等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备选用XJ-DG-35型号设备。
XJ-XQ系列多功能洗气机：XJ-XQ系列多功能洗气机利用气体与液体间的接触，而将气体中的污染物传送到液体中，然后再将清洁气体与被污染的液体分离，达到洁净空气的目的。废气采用气液逆向吸收方式处理，即液体自塔顶向下以雾状或小液滴喷撒而下，废气则由塔体逆向流使气液接触。此处理方法可吸收废气、调节气体及去除颗粒，再经过除雾段处理后，进入下一级处理设备。
XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备：等离子除臭技术是在电场的加速作用下，产生高能电子，当电子平均能量超过目标治理物分子化学键能时，分子键断裂，达到消除气态污染物的目的。1980年代，日本东京大学S.Masuda教授提出的高压脉冲电晕放电法是常温常压下得到低温等离子体的最简单、最有效的方法。它已成为目前的研究前沿，也正越来越多的用于气态污染物的治理。
等离子化学反应过程中，等离子传递化学能量的反应过程中能量的传递大致如下：
(1)电场+电子→高能电子
(2)高能电子+分子(或原子)→(受激原子、受激基团、游离基团)活性基团
(3)活性基团+分子(原子)→生成物+热
(4)活性基团+活性基团→生成物+热。
从以上过程可以看出，电子首先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去，获得能量的分子或原子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团；之后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。另外，高能电子也能被卤素和氧气等电子亲和力较强的物质俘获，成为负离子。这类负离子具有很好的化学活性，在化学反应中起着重要的作用。
光氧离子催化氧化设备中通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生电子空穴对，与表面吸附的水份(H2O)和氧气(O2)反应生成氧化性很活波的羟基自由基(OH-)和超氧离子自由基(O2-、0-)。能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC类有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它无毒无害物质,同时具有除臭、消毒、杀菌的功效，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，所以不会产生二次污染。
该设备中的纳米光催化触媒材料(TiO2)是一种吸收光能后，能在其表面产生催化反应的物质，当特定纳米波长的紫外光照射光催化触媒材料(TiO2) 时，其表面发生光氧离子催化氧化还原反应。光催化触媒材料(TiO2)吸收光子后在其表面产生电子(E-)和空穴(H+)，将吸收的光能转化成化学能，即具有光催化作用。
当光催化触媒材料(TiO2)与空气中的水接触时，表面就吸附H2O、O2、 OH-，H2O、OH-被空穴(H+)所氧化，O2被电子(E-)还原，OH-基团的氧化能力较强，使有机物氧化，最终分解为水和CO2。
所述污水处理站废气处理工艺流程：
首先废气通过收集***，收集后进入一级和二级XJ-XQ系列多功能洗气机，气体与液体间的接触，而将气体中的污染物传送到液体中，然后再将清洁气体与被污染的液体分离，达到洁净空气的目的。废气采用气液逆向吸收方式处理，即液体自塔顶向下以雾状或小液滴喷撒而下，废气则由塔体逆向流使气液接触，大部分水气被冷凝形成雾滴随喷淋液进入塔底，此处理方法可吸收废气、调节气体及去除颗粒，再经过除雾段处理后，进入下一级处理设备XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备，废气中剩余污染物在一体设备的前段等离子电场作用下进一步被除去，然后进入一体设备的后段，废气中污染物通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生电子空穴对，与表面吸附的水份(H2O)和氧气(O2)反应生成氧化性很活波的羟基自由基 (OH-)和超氧离子自由基(O2-、0-)。能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC类有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它无毒无害物质，同时具有除臭、消毒、杀菌的功效，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，所以不会产生二次污染，最后剩余洁净空气通过烟囱排放。
处理后的废气排放污染物具体排放指标：出口排放标准达到非甲烷总烃浓度≤120mg/m3，恶臭无量纲2000；同时其它废气有机物排放标准按《石油化学工业污染物排放标准》GB31571-2015和《恶臭污染物排放标准》 GB14554-93执行。检测标准见表1-1，级检测结果见表1-2
表1-1排气管污染物排放检测标准(mg/m3)
表1-2排气管污染物排放检测结果(mg/m3)
实施例2
污水处理站VOC气体处理方法：
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
针对污水处理站特征污染物NH3、H2S等的去除，本发明采用二级XJ-XQ 系列多功能洗气机和XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备，其中多功能洗气机分别采用碱洗和氧化剂洗涤，根据现场风量，多功能洗气机选用两套XJ-XQ-15型号设备，等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备选用XJ-DG-35型号设备。
XJ-XQ系列多功能洗气机：XJ-XQ系列多功能洗气机利用气体与液体间的接触，而将气体中的污染物传送到液体中，然后再将清洁气体与被污染的液体分离，达到洁净空气的目的。废气采用气液逆向吸收方式处理，即液体自塔顶向下以雾状或小液滴喷撒而下，废气则由塔体逆向流使气液接触。此处理方法可吸收废气、调节气体及去除颗粒，再经过除雾段处理后，进入下一级处理设备。
XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备：等离子除臭技术是在电场的加速作用下，产生高能电子，当电子平均能量超过目标治理物分子化学键能时，分子键断裂，达到消除气态污染物的目的。1980年代，日本东京大学S.Masuda教授提出的高压脉冲电晕放电法是常温常压下得到低温等离子体的最简单、最有效的方法。它已成为目前的研究前沿，也正越来越多的用于气态污染物的治理。
等离子化学反应过程中，等离子传递化学能量的反应过程中能量的传递大致如下：
(1)电场+电子→高能电子
(2)高能电子+分子(或原子)→(受激原子、受激基团、游离基团)活性基团
(3)活性基团+分子(原子)→生成物+热
(4)活性基团+活性基团→生成物+热。
从以上过程可以看出，电子首先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去，获得能量的分子或原子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团；之后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。另外，高能电子也能被卤素和氧气等电子亲和力较强的物质俘获，成为负离子。这类负离子具有很好的化学活性，在化学反应中起着重要的作用。
光氧离子催化氧化设备中通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生电子空穴对，与表面吸附的水份(H2O)和氧气(O2)反应生成氧化性很活波的羟基自由基(OH-)和超氧离子自由基(O2-、0-)。能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC类有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它无毒无害物质,同时具有除臭、消毒、杀菌的功效，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，所以不会产生二次污染。
该设备中的纳米光催化触媒材料(TiO2)是一种吸收光能后，能在其表面产生催化反应的物质，当特定纳米波长的紫外光照射光催化触媒材料(TiO2) 时，其表面发生光氧离子催化氧化还原反应。光催化触媒材料(TiO2)吸收光子后在其表面产生电子(E-)和空穴(H+)，将吸收的光能转化成化学能，即具有光催化作用。
当光催化触媒材料(TiO2)与空气中的水接触时，表面就吸附H2O、O2、 OH-，H2O、OH-被空穴(H+)所氧化，O2被电子(E-)还原，OH-基团的氧化能力较强，使有机物氧化，最终分解为水和CO2。
所述污水处理站废气处理工艺流程：
首先废气通过收集***，收集后进入一级和二级XJ-XQ系列多功能洗气机，气体与液体间的接触，而将气体中的污染物传送到液体中，然后再将清洁气体与被污染的液体分离，达到洁净空气的目的。废气采用气液逆向吸收方式处理，即液体自塔顶向下以雾状或小液滴喷撒而下，废气则由塔体逆向流使气液接触，大部分水气被冷凝形成雾滴随喷淋液进入塔底，此处理方法可吸收废气、调节气体及去除颗粒，再经过除雾段处理后，进入下一级处理设备XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备，废气中剩余污染物在一体设备的前段等离子电场作用下进一步被除去，然后进入一体设备的后段，废气中污染物通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生电子空穴对，与表面吸附的水份(H2O)和氧气(O2)反应生成氧化性很活波的羟基自由基 (OH-)和超氧离子自由基(O2-、0-)。能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC类有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它无毒无害物质，同时具有除臭、消毒、杀菌的功效，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，所以不会产生二次污染，最后剩余洁净空气通过烟囱排放。
处理后的废气排放污染物具体排放指标：出口排放标准达到非甲烷总烃浓度≤120mg/m3，恶臭无量纲2000；同时其它废气有机物排放标准按《石油化学工业污染物排放标准》GB31571-2015和《恶臭污染物排放标准》 GB14554-93执行。检测标准见表1-1，级检测结果见表2-2
表2-1排气管污染物排放检测标准(mg/m3)
表2-2排气管污染物排放检测结果(mg/m3)
由以上结果可以得知：污水处理站废气VOC通过本发明所述处理方法处理后，NH3、H2S、臭气浓度排放浓度达到排放标准指标，工艺简单，废气处理彻底，对环境污染小；且单元化并有针对性的优化废气处理设备，简化废气处理过程，减少劳动操作，减少经济投入。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.污水处理站VOC气体处理方法，其特征在于：本发明采用二级XJ-XQ系列多功能洗气机和XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备，其中多功能洗气机分别采用碱洗和氧化剂洗涤，根据现场风量，多功能洗气机选用两套XJ-XQ-15型号设备，等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备选用XJ-DG-35型号设备。
2.污水处理站VOC气体处理方法，其特征在于：所述污水处理站废气处理工艺流程：
首先废气通过收集***，收集后进入一级和二级XJ-XQ系列多功能洗气机，气体与液体间的接触，而将气体中的污染物传送到液体中，然后再将清洁气体与被污染的液体分离，达到洁净空气的目的；废气采用气液逆向吸收方式处理，即液体自塔顶向下以雾状或小液滴喷撒而下，废气则由塔体逆向流使气液接触，大部分水气被冷凝形成雾滴随喷淋液进入塔底，此处理方法可吸收废气、调节气体及去除颗粒，再经过除雾段处理后，进入下一级处理设备XJ-DG系列等离子除臭加光氧离子催化氧化一体设备，废气中剩余污染物在一体设备的前段等离子电场作用下进一步被除去，然后进入一体设备的后段，废气中污染物通过紫外光照射在纳米TiO2光催化剂上产生电子空穴对，与表面吸附的水份(H2O)和氧气(O2)反应生成氧化性很活波的羟基自由基(OH-)和超氧离子自由基(O2-、0-)；能够把各种废臭气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC类有机物、无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它无毒无害物质，同时具有除臭、消毒、杀菌的功效，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，所以不会产生二次污染，最后剩余洁净空气通过烟囱排放。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180116 |