CN110604988A - 一种污水处理厂污泥干化废气净化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污水处理厂污泥干化废气净化装置，包括若干连接管、旋风除尘器及一体化设备，旋风除尘器与一体化设备之间通过连接管连通，一体化设备内部包括一级喷淋结构、二级喷淋结构及复合光催化结构，废气从连接管进入旋风除尘器去除粉尘后进入一体化设备，依次经一级喷淋结构及二级喷淋结构进行水洗，水洗后的废气脱水并进入复合光催化结构分解有机物。对大风量、低浓度、高温度、含蛋白质粉尘量大的废气净化效果较好，经过处理后，排放风口的粉尘、H2S、NH3、甲硫醇、甲硫醚、硫化甲基、二硫化甲基及恶臭浓度监测指标，远远低于环保排放标准。本发明还涉及一种污水处理厂污泥干化废气净化方法。

Description

一种污水处理厂污泥干化废气净化装置及方法
技术领域
本发明涉及废气净化，尤其是涉及一种污水处理厂污泥干化废气净化装置。
背景技术
污水处理厂污泥干化废气成分复杂，排放烟气污染强度大，废气排放量大、污染成分复杂多变，尤其是废气中恶臭成分容易对周围环境、厂区环境造成较大的污染，扰民现象难以避免。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够针对污水处理厂污泥干化废气多样性、多变性、污染浓度高、处理量大等特点的污水处理厂污泥干化废气净化装置。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种污水处理厂污泥干化废气净化装置，包括若干连接管、旋风除尘器及一体化设备，所述旋风除尘器与所述一体化设备之间通过所述连接管连通，所述一体化设备内部包括一级喷淋结构、二级喷淋结构及复合光催化结构，废气从所述连接管进入所述旋风除尘器去除粉尘后进入所述一体化设备，依次经所述一级喷淋结构及所述二级喷淋结构进行水洗，水洗后的废气脱水并进入所述复合光催化结构分解有机物。
进一步地，所述旋风除尘器包括进气管、圆筒体及中央排气管，含尘气流由所述进气管沿切线方向进入所述圆筒体，在所述圆筒体和所述中央排气管之间向下作螺旋运动，尘粒沿内壁旋转滑下，气体从所述中央排气管上端排出。
进一步地，所述一级喷淋结构包括交叉流洗池、位于所述交叉流洗池中的填料床、位于所述填料顶部的喷淋结构及循环水箱，在所述交叉流洗池中，废气水平地通过一个或多个填料床后得到净化，填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱。
进一步地，所述循环水箱内加入NaOH溶液或石灰水。
进一步地，所述二级喷淋结构包括交叉流洗池、位于所述交叉流洗池中的填料床、位于所述填料顶部的喷淋结构及循环水箱，在所述交叉流洗池中，废气水平地通过一个或多个填料床后得到净化，填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱。
进一步地，所述循环水箱内加入NEW BIO-C除臭液。
进一步地，所述复合光催化结构包括预处理段，所述预处理段包括若干模块化的复合纤维，所述复合纤维吸附废气中的有害化学气体。
进一步地，所述复合光催化结构包括复合光催化段，所述复合光催化段包括高能紫外灯，废气在高能紫外灯光束的灯照射下，分解有机物。
进一步地，所述高能紫外灯的紫外线波长为182nm、254nm或365nm。
一种污水处理厂污泥干化废气净化方法，包括以下步骤：
旋风除尘：废气在抽吸口、输送风管和风机作用下被送至旋风除尘器，含尘气流作高速旋转运动，借助离心力的作用将颗粒物从气流中分离并收集下来；
碱液洗涤：废气收集和输送到多级交叉流洗池，在交叉流洗池中，气体水平地通过一个或多个填料床后得到净化，填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱，在循环水箱加入NaOH溶液或石灰水，去除如NH3、H2S和硫醇类物质以及难分解的脂肪酸；
臭液洗涤：将废气收集和输送到多级交叉流洗池，在交叉流洗池中，气体水平地通过一个或多个填料床后得到净化，填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱，在循环水箱加入NEW BIO-C除臭液或双氧水，能有效的去除废气中的多种污染物；
脱水处理：当带有雾沫的气体上升通过喷淋洗涤层时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与化学洗涤层相碰撞而被附着在化学洗涤层表面上，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从化学洗涤层上分离下落；
复合光催化：在高能紫外灯光束的灯照射下，分解废气中的有机物；
排放：通过烟囱引高15米以上排放。
相比现有技术，本发明污水处理厂污泥干化废气净化装置对于污水处理厂污泥干化废气多样性、多变性、污染浓度高和处理风量大等特点，有针对性的选择处理工艺，以保证废气经过后，能达标排放。
1.本发明的污水处理厂污泥干化废气净化装置安装方便，现场占地面积少；
2.污水处理厂污泥干化废气净化装置的运行过程安全稳定和可靠，操作和维护方便；
3.将多种处理工艺组合成一体式设备，能承受的废气浓度和成分负荷大；
4.对废气成份针对性的选择处理工艺，能较好的控制***的运行和维护成本；
5.设备选用选用不锈钢材质，最大限度的保证了***的外观和使用寿命。
附图说明
图1为本发明污水处理厂污泥干化废气净化装置的立体图；
图2为本发明污水处理厂污泥干化废气净化方法的流程图。
图中：10、旋风除尘器；20、一体化设备；30、中低压离心风机；40、烟囱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图2，本发明一种污水处理厂污泥干化废气净化装置包括旋风除尘器10、一体化设备20、中低压离心风机30、烟囱40及若干连接管。旋风除尘器10、一体化设备20、中低压离心风机30及烟囱40之间通过连接管依次连通。
旋风除尘器10根据旋风气流对尘粒和空气所产生惯性离心力大小的不同，使尘粒和气流进行分离。含尘气流由进气管以12-25m/s的速度沿切线方向进入圆筒体，在圆筒体和中央排气管之间向下作螺旋运动。在反转过程中产生惯性离心力。尘粒一方向受气流运动的影响，在其中旋转下降；另一方向则受离心力的作用，逐渐向外扩散接近筒壁。最终与外圆筒的内壁相碰，沿内壁旋转滑下，被收集在中间底部的排灰口，并由此排出。气体则因质量小，受离心力作用甚微，随圆锥形的收缩转向除尘器的中心，并受底部阻力作用，转而上升，形成一股上升旋流，从排气管上端排出，实现除尘作用。
一体化设备20内部包括一级喷淋结构、二级喷淋结构及复合光催化结构。
一级喷淋结构包括多级交叉流洗池，在交叉流洗池中，气体水平地通过一个或多个填料床后得到净化。填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱。在循环水箱加入NaOH溶液或石灰水，去除如NH3、H2S和硫醇类物质以及难分解的脂肪酸等。
用NaOH溶液做为洗涤剂时，硫化氢与氨气都有较好的去除效果。两种物质均能溶于水，而且能发生反应。氢硫酸是弱酸，在水中分级电离，氢硫酸是硫化氢气体的水溶液，是混合物，是易挥发的二元弱酸；而氨气极易溶于水溶液。相关反应式如下：
H2S+H2O＝HS-+H3O+
HS-+H2O＝S2-+H3O+
NH3+H2O＝NH3·H2O
NaOH溶液对硫化氢有着较好的处理效果，其反应式如下：
H2S+2NaOH＝Na2S+H2O(H2S足量)
H2S+NaOH＝NaHS+H2O(H2S过量)
二级喷淋结构包含多级交叉流洗池，在交叉流洗池中，气体水平地通过一个或多个填料床后得到净化。填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱。在循环水箱加入NEW BIO-C除臭液或双氧水，能有效的去除废气中的多种污染物。
NEW BIO-C除臭液中含有脱臭粒子，脱臭粒子的表面不仅能有效地吸附空气中的异味分子，同时也促使吸附的异味分子的立体构型发生改变。脱臭粒子可以向臭气分子提供电子，加速与臭气分子发生反应；该表面能可以吸附空气中的臭气分子，并使臭气分子中的立体结构发生变化，变得不稳定；同时，吸附在脱臭粒子表面的臭气分子也能与空气中氧气发生反应。详细过程如下：
酸碱反应——如脱臭粒子中含有微量生物碱，它可以与硫化氢等酸性臭气分子反应。与一般酸碱反应不同的是，一般的碱是有毒的，不可食用的，不能生物降解的。而高纯度的植物提取液能进行生物降解，无毒。
催化氧化反应——如硫化氢等酸性气体在一般情况下，不能与空气中的氧进行反应。但在植物提取液的催化用下，可以与空气中的氧气发生反应。以硫化氢的反应为例：
R-NH2+H2S→R-NH3++SH-
R-NH2+SH-+O2+H2O→R-NH3+SO4 2-+OH-
R-NH3++OH-→R-NH2+H2O
氧化还原反应——例如甲醛具有氧化性，在植物液中有的有效分子具有还原性。它们可以直接进行反应。与甲醛和氨的反应：
HR-NH2+HCHO→R-HN2+H-C＝CO2+H2O
R-NH2+NH3→R-NH2+N2+H2O
复合光催化结构分为高效预处理段与复合光催化段，通常为一体式，这样能有效的减少占地面积和安装工作量。高效预处理段主要由模块化的专业复合纤维组合而成，主要作用是对废气的各成份进行处理，以吸附去除废气中有害化学气体，降低后端处理的压力和提高废气处理效率。
特定波长的紫外线灯作为光催化氧化的光能提供体，光催化剂纳米粒子在一定波长的紫外光线照射下才能受激发生成电子—空穴对，空穴分解催化剂。TiO2光催化氧化是活性羟基(·OH)和其他活性氧化类物质(·O2-，·OOH，H2O2)共同作用的结果。在TiO2表面生成的·OH基团反应活性很高，具有高于有机物中各类化学键能的反应能，加上·O2 -，·OOH，H2O2活性氧化类物质的协同作用，能迅速有效地分解有机物。
粗略的反应机理为：
H2S+O2、O2-、O2+→SO3+H2O
NH3+O2、O2-、O2+→NOx+H2O
VOCs+O2、O2-、O2+→SO3+CO2+H2O
高能紫外灯的紫外线波长为182nm、254nm或365nm。
使用污水处理厂污泥干化废气净化装置时，收集后的废气抽吸口、输送风管和风机作用下被送至旋风除尘器10，含尘气流作高速旋转运动，借助离心力的作用将颗粒物从气流中分离并收集下来。本级处理***主要作用：将废气中的絮状物、颗粒物、粉尘、烟尘去除。
经旋风除尘器10处理的废气，被送至一体化设备20的一级喷淋结构(也称之碱液洗涤装置)进行处理，本次处理循环液为NaOH碱液或是石灰水。本级处理***将废气中的颗粒物、粉尘、油脂、烟尘去除；并能去除硫化氢、酸性废气及易溶于水溶液的成分。
经碱液洗涤装置的废气，送至一体化设备20的二级喷淋结构(也称之除臭液洗涤装置)进一步处理。在喷淋循环液里加入少量的吸收剂(New Bio-C植物提取液)。臭味气体与New Bio-C植物提取液充分接触，空气中或水中的恶臭粒子被New Bio-C植物提取液吸收并除去。本级处理***将废气中易溶于水的成分、易被生物降解的成分处理掉一部分，同时可效降低异味浓度。
经两级喷淋洗涤后的烟气，属于气液混合状态，为避免影响下一个处理工段，须经过高效脱水除湿层处理脱去气体中大部分的水汽。当带有雾沫的气体以一定速度上升通过喷淋洗涤层时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与化学洗涤层相碰撞而被附着在化学洗涤层表面上。化学洗涤层表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降，使雾沫形成较大的液滴沿着化学洗涤层流至两根丝的交接点。化学洗涤层的可润湿性、液体的表面张力及化学洗涤层的毛细管作用，使得液滴越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从化学洗涤层上分离下落。气体通过化学洗涤装置后，基本上不含雾沫。
分离气体中的雾沫，以改善操作条件，优化工艺指标，减少设备腐蚀，延长设备使用寿命，增加处理量及回收有价值的物料，保护环境，减少大气污染等。
结构简单体积小，除尘脱水的效率高，阻力小，重量轻，安装、操作、维修方便，化学洗涤装置对粒径≥3-5um的雾沫，捕集效率达98％-99.8％。(主要作用：将气体中的絮状物拦截，脱去气体中的大部分水汽)
脱水后的废气，在高能紫外灯光束的灯照射下，形成TiO2光催化氧化是活性羟基(·OH)和其他活性氧化类物质(·O2-，·OOH，H2O2)共同作用的结果。在TiO2表面生成的·OH基团反应活性很高，具有高于有机物中各类化学键能的反应能，加上·O2-，·OOH，H2O2活性氧化类物质的协同作用，能迅速有效地分解有机物。(主要作用：去除一部分废气中的容易被分解和氧化的废气成份(苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃和VOCs等，并只有较好的消毒和除臭效果)；
经处理达标的废气，通过烟囱40引高15米以上排放。
本发明还涉及一种污水处理厂污泥干化废气净化方法，包括以下步骤：
旋风除尘：废气在抽吸口、输送风管和风机作用下被送至旋风除尘器10，含尘气流作高速旋转运动，借助离心力的作用将颗粒物从气流中分离并收集下来；
碱液洗涤：废气收集和输送到多级交叉流洗池，在交叉流洗池中，气体水平地通过一个或多个填料床后得到净化，填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱，在循环水箱加入NaOH溶液或石灰水，去除如NH3、H2S和硫醇类物质以及难分解的脂肪酸；
臭液洗涤：将废气收集和输送到多级交叉流洗池，在交叉流洗池中，气体水平地通过一个或多个填料床后得到净化，填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱，在循环水箱加入NEW BIO-C除臭液或双氧水，能有效的去除废气中的多种污染物；
脱水处理：当带有雾沫的气体上升通过喷淋洗涤层时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与化学洗涤层相碰撞而被附着在化学洗涤层表面上，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从化学洗涤层上分离下落；
复合光催化：在高能紫外灯光束的灯照射下，分解废气中的有机物；
排放：通过烟囱40引高15米以上排放。
相比现有技术，本发明污水处理厂污泥干化废气净化装置对于污水处理厂污泥干化废气多样性、多变性、污染浓度高和处理风量大等特点，有针对性的选择处理工艺，以保证废气经过后，能达标排放。
1.本发明的污水处理厂污泥干化废气净化装置安装方便，现场占地面积少；
2.污水处理厂污泥干化废气净化装置的运行过程安全稳定和可靠，操作和维护方便；
3.将多种处理工艺组合成一体式设备，能承受的废气浓度和成分负荷大；
4.对废气成份针对性的选择处理工艺，能较好的控制***的运行和维护成本；
5.设备选用选用不锈钢材质，最大限度的保证了***的外观和使用寿命。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污水处理厂污泥干化废气净化装置，包括若干连接管，其特征在于：所述污水处理厂污泥干化废气净化装置还包括旋风除尘器及一体化设备，所述旋风除尘器与所述一体化设备之间通过所述连接管连通，所述一体化设备内部包括一级喷淋结构、二级喷淋结构及复合光催化结构，废气从所述连接管进入所述旋风除尘器去除粉尘后进入所述一体化设备，依次经所述一级喷淋结构及所述二级喷淋结构进行水洗，水洗后的废气脱水并进入所述复合光催化结构分解有机物。
2.根据权利要求1所述的污水处理厂污泥干化废气净化装置，其特征在于：所述旋风除尘器包括进气管、圆筒体及中央排气管，含尘气流由所述进气管沿切线方向进入所述圆筒体，在所述圆筒体和所述中央排气管之间向下作螺旋运动，尘粒沿内壁旋转滑下，气体从所述中央排气管上端排出。
3.根据权利要求1所述的污水处理厂污泥干化废气净化装置，其特征在于：所述一级喷淋结构包括交叉流洗池、位于所述交叉流洗池中的填料床、位于所述填料顶部的喷淋结构及循环水箱，在所述交叉流洗池中，废气水平地通过一个或多个填料床后得到净化，填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱。
4.根据权利要求3所述的污水处理厂污泥干化废气净化装置，其特征在于：所述循环水箱内加入NaOH溶液或石灰水。
5.根据权利要求1所述的污水处理厂污泥干化废气净化装置，其特征在于：所述二级喷淋结构包括交叉流洗池、位于所述交叉流洗池中的填料床、位于所述填料顶部的喷淋结构及循环水箱，在所述交叉流洗池中，废气水平地通过一个或多个填料床后得到净化，填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱。
6.根据权利要求4所述的污水处理厂污泥干化废气净化装置，其特征在于：所述循环水箱内加入NEW BIO-C除臭液。
7.根据权利要求1所述的污水处理厂污泥干化废气净化装置，其特征在于：所述复合光催化结构包括预处理段，所述预处理段包括若干模块化的复合纤维，所述复合纤维吸附废气中的有害化学气体。
8.根据权利要求6所述的污水处理厂污泥干化废气净化装置，其特征在于：所述复合光催化结构包括复合光催化段，所述复合光催化段包括高能紫外灯，废气在高能紫外灯光束的灯照射下，分解有机物。
9.根据权利要求8所述的污水处理厂污泥干化废气净化装置，其特征在于：所述高能紫外灯的紫外线波长为182nm、254nm或365nm。
10.一种污水处理厂污泥干化废气净化方法，其特征在于，包括以下步骤：
旋风除尘：废气在抽吸口、输送风管和风机作用下被送至旋风除尘器，含尘气流作高速旋转运动，借助离心力的作用将颗粒物从气流中分离并收集下来；
碱液洗涤：废气收集和输送到多级交叉流洗池，在交叉流洗池中，气体水平地通过一个或多个填料床后得到净化，填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱，在循环水箱加入NaOH溶液或石灰水，去除如NH3、H2S和硫醇类物质以及难分解的脂肪酸；
臭液洗涤：将废气收集和输送到多级交叉流洗池，在交叉流洗池中，气体水平地通过一个或多个填料床后得到净化，填料从顶部清洗，清洗液喷淋在填料顶部，流过填料后进入循环水箱，在循环水箱加入NEW BIO-C除臭液或双氧水，能有效的去除废气中的多种污染物；
脱水处理：当带有雾沫的气体上升通过喷淋洗涤层时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与化学洗涤层相碰撞而被附着在化学洗涤层表面上，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从化学洗涤层上分离下落；
复合光催化：在高能紫外灯光束的灯照射下，分解废气中的有机物；
排放：通过烟囱引高15米以上排放。
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