申请日2011.08.01
公开(公告)日2013.02.06
IPC分类号B01D47/14; B01D53/72; B01D53/48; B01D53/82
摘要
本发明公开了一种污水处理场排放废气的处理方法，包括如下内容：污水处理场排放废气升温2~40℃，经过脱硫段和烃浓度均化段排放，脱硫段使用固体脱硫剂，烃浓度均化段使用具有浓度均化作用的物质。与现有技术相比，本发明方法具有处理效率高，成本低，装置运行稳定等优点，最适宜处理各种生化曝气式污水处理场排放废气的净化处理。
权利要求书
1.一种污水处理场排放废气的处理方法，其特征在于包括如下内容：污水处理场排放废气升温2~40℃，然后经过脱硫段和烃浓度均化段排放，脱硫段使用固体脱硫剂，烃浓度均化段使用具有浓度均化作用的物质。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：污水处理场排放废气升温5~25℃后经过脱硫段和烃浓度均化段排放。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：污水处理场是生化曝气式污水处理场。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：污水处理场排放废气首先经过预处理段进行预处理，然后再升温经过脱硫段和烃浓度均化段排放。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：预处理采用填料塔以工业水进行洗涤的预处理方式。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：采用污水处理场排放废气与催化燃烧装置尾气或其它高温烟气，采用直接混合或换热的方式进行升温。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：脱硫段使用固体脱硫剂的活性组分为氧化铁、氧化锌、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化铜和羟基氧化铁中的一种或几种;优选低温脱硫活性高的组分，如氧化铁、羟基氧化铁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化镁中的一种或几种。
8.按照权利要求1或7所述的方法，其特征在于：废气通过脱硫段的体积空速为200~10000h-1，优选300~5000 h-1。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：烃浓度均化段使用的具有浓度均化作用的物质是活性炭、分子筛、硅胶、氧化铝和硅藻土中的一种或几种的组合。
10.按照权利要求1或9所述的方法，其特征在于：废气通过烃浓度均化段的体积空速为200~20000h-1，优选500~10000 h-1。
说明书
污水处理场排放废气的处理方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理场排放废气的处理方法，具体地说是污水处理场生化处理装置，特别是生化曝气污水处理装置排放废气的处理方法。
背景技术
污水处理场是炼油厂、市政设施中的重要污水处理设施。生化处理技术具有成本低、处理效果好等优点，是污水处理的重要步骤，其中好氧生化处理需要在污水中通入大量空气，加上污水的蒸发等原因，造成污水处理场向大气排放大量废气。此类废气气量大但有害组分浓度较低，正常情况下总烃浓度一般为几个mg/m3，符合排放标准，但遇到非正常工况时，总烃浓度可以达到几十到几百个mg/m3。此类废气需要治理的主要原因在于具有恶臭味道，严重影响周围环境，对人体健康造成威胁，恶臭味道主要来自于其中含有的活性污泥飞沫、微量硫化氢和其它含硫化合物。
污水处理场排放废气因气量大，污染物浓度低，因此适宜的处理技术有限。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。吸附法吸附剂用量大，再生困难，操作不稳定。焚烧法和催化燃烧法均需补充大量燃料，能耗高，经济性差。冷凝法和吸收法更不适用于此类低浓度废气。生物法净化这类废气具有运行费用低，无二次污染优点，是此类废气的理想处理方法，然而，生物净化法一般需要多级处理，装置规模大，净化效率不稳定。
CN200710031286.X提出采用吸收-生物联合处理方法，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。该方法设备占地较大，对烃类物质去除率有限。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。上述方法均仅能去除硫化氢。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，微生物法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。CN200910204294公开了一种多组分恶臭废气的处理方法，采用预处理-微生物法联合处理，同样具有微生物法技术的不足。
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很低时，需要靠电加热达到反应温度或补充燃料，对于环保装置而言，经济较差。CN200610046441公开了一种恶臭废气的综合净化方法，对污水处理场排放废气进行洗涤-吸附处理，吸附装置再生气进行催化燃烧处理。该方法需要结合其它高浓度有机废气的催化燃烧处理，同时吸附装置具有规模大，操作不稳定等不足。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种污水处理场排放废气的处理方法，本发明方法具有处理效率高，成本低，装置运行稳定等优点。
本发明污水处理场排放废气的处理方法包括如下内容：污水处理场排放废气升温2~40℃优选升温5~25℃，然后经过脱硫段和烃浓度均化段排放，脱硫段使用固体脱硫剂，烃浓度均化段使用具有浓度均化作用的物质。
本发明方法中，污水处理场是生化曝气式污水处理场，污水处理场排放废气可以首先经过预处理段进行适宜的预处理，然后再升温经过脱硫段和烃浓度均化段排放。预处理可以采用填料塔以工业水进行洗涤等方式。
本发明方法中，污水处理场排放废气与催化燃烧装置尾气或其它高温烟气采用直接混合或换热的方式进行升温，优选直接混合的方式升温。催化燃烧装置是有机废气净化处理装置，排放尾气经过热量利用后温度仍在100℃以上，一般无法再进行能量利用而直接排放，本发明方法中利用此热量将污水处理场排放废气升温。
本发明方法中，脱硫段可以使用本领域中常用的固体脱硫剂，固体脱硫剂的活性组分为氧化铁、氧化锌、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化铜、羟基氧化铁等中的一种或几种，优选低温(80℃以下)脱硫活性高的组分，如羟基氧化铁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁等中的一种或几种，固体脱硫剂中可以同时含有其它适宜组分，如粘合剂、增强剂、载体等。废气通过脱硫段的体积空速一般为200~10000h-1，优选300~5000 h-1。具体可以根据废气中硫化物的浓度、脱硫剂的性能和期望的运转周期等情况确定。
本发明方法中，具有浓度均化作用的物质是活性炭、分子筛、硅胶、氧化铝、硅藻土中的一种或几种的组合，废气通过烃浓度均化段的体积空速一般为200~20000h-1，优选500~10000 h-1。具体可以根据废气的组成、浓度变化情况等确定，一般来说，空速大时所需的装置规模小，但浓度均化效果略差;空速小时，装置规模大，浓度均化效果好。
本发明方法中，脱硫段及烃浓度均化段以及预处理段可以设置在一个装置中，也可以依次设置在两个或两个以上装置中。脱硫剂失效后需更换新的脱硫剂，脱硫剂的使用寿命与废气中硫化物浓度以及脱硫剂的性能及用量有关。烃浓度均化物质的使用寿命较长，不需更换，失效后也可以通过加热、抽真空或通入热物流等方式恢复浓度均化性能。
经过研究发现，污水处理场排放废气一定周期内的平均烃类浓度是符合排放标准的，只有在较少的非正常状态下，烃类排放不符合排放要求。本发明通过设置烃浓度均化段，将浓度不稳定的烃类均化为稳定均衡的浓度，不需其它处理，就可以达到排放标准。浓度均化段起浓度均化作用的原理是：吸附剂对烃类有吸附与解吸作用，如果废气中烃类物质稳定，并且吸附剂对烃类物质的吸附与解吸处于平衡状态，那么，废气通过吸附剂床层后，烃类浓度没有变化;假设在这种状态，废气中的烃类浓度突然升高，那么，原有的吸附与解吸平衡被破坏，吸附剂开始增加烃类的吸附量，因此，通过吸附剂床层，废气中的烃类浓度会有所降低;反之，废气中的烃类浓度突然降低，吸附剂开始解吸烃物质，通过吸附剂床层后的废气中的烃类物质浓度会有所增加。因此，产生了均化排放气中烃类浓度的效果。
采用普通的固体脱硫剂和吸附剂对污水处理场排放气进行处理时，经过一段时间后，固体脱硫剂及吸附剂经常发生微生物生长产生粘泥的现象，造成脱硫剂及吸附剂的使用性能下降，严重时会发生床层堵塞的现象，使固体脱硫剂和吸附剂失效，废气处理装置不能长周期稳定运转。本发明通过研究发现，通过将污水处理场排放废气温度稍有升高，虽然该温度仍处于适宜微生物生长温度范围内，但可以有效控制微生物生长，进而保证本发明主废气处理装置长周期稳定运转。其主要原因可能在于，污水处理场排放的废气经过了与污水充分长时间接触，大量的水蒸汽蒸发到排放废气中，使排放废气中水蒸汽含量很高。一般情况下，污水处理场的温度高于环境温度，因此排放废气的温度也高于环境温度，当排出废气进入后续处理装置时，其随着温度不断下降，此时其中的水蒸汽会在废气处理装置中冷凝为液相水，而废气中会夹带少量微生物，微生物在水存在下，会顺利繁殖生长，进而产生微生物粘泥影响废气处理装置的运行。本发明方法中，废气排入废气处理装置后，通过适当升温，虽然升高的温度并不高，但可以有效减少废气中水蒸汽的凝结，在不存在液相水时，微生物不能有效生长，避免了微生物生长造成的脱硫剂和吸附剂失效的现象产生。本发明方法使用催化燃烧尾气直接与污水处理场排放废气混合的方式，不需增加设备投资，也不增加操作费用，废气处理装置的经济性突出。