CN101961595A - 一种污泥处置恶臭废气的脱硫-高温生物脱臭方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥处置恶臭废气的脱硫-高温生物脱臭方法。其是一种循环经济、污泥资源综合利用配套的新型技术方法，是采用湿法脱硫与生物法处理相结合工艺处理污泥处置恶臭废气，利用湿法脱硫降温，构建高温高效生物菌群微生态系统将恶臭废气继续好氧降解成无臭无害的物质。这对解决污泥处置废热烘干/焚烧过程产生的恶臭废气扰民和污泥处置应用的技术瓶颈，对利用废热处置烘干污泥和污泥焚烧的技术推广，具有十分重大的环境效益和社会效益。脱硫-生物法处理系统可实现污泥处置烘干/焚烧废气恶臭、二氧化硫、氮氧化物等污染物达标排放，具有对废气净化效率高、操作简便、装置运行稳定性好、运行费用低和无二次污染等优点。

Description

一种污泥处置恶臭废气的脱硫-高温生物脱臭方法

技术领域

本发明涉及一种污泥处置恶臭废气的脱硫-高温生物脱臭方法，属于环保技术领域。

技术背景

污泥已成为影响我国城市发展的重要环境问题之一。城市污水处理厂污泥的处理处置问题已经引起了业内的高度关注，也是世界各国都面临的挑战。2008年我国投运城镇污水处理厂1529座，处理污水量233亿m³，相比“十五”初期增加约一倍，产生含水率80％的污泥约1600万吨，且以每年10％以上的速度增长。

目前，污泥处置主要采用卫生填埋、堆肥、干化、焚烧等方法。加热干化主要是利用热能将污泥烘干至需要的含水率，大致可以分为二大类，一类是用烟气或过热蒸气进行直接干化；另一类是用蒸汽或导热油等热媒体进行间接干化。污泥焚烧按处理工艺可分为直接焚烧、干化污泥焚烧处理、与煤粉流化床内掺烧、与垃圾混合焚烧发电处理等工艺。污泥干化焚烧是将脱水污泥先进行干燥，降低含水率，然后送入焚烧炉进行焚烧。2003年以来我国深圳市已建设热干化加焚烧污泥的项目；天津市也建设了污泥处理厂，在污泥消化发电方面开始探索；利用热电厂锅炉烟气烘干污泥后，与工业固体废弃物掺混作为燃料焚烧发电。辽宁省沈阳市已经在燃烧污泥发电方面取得了成功。上海市竹园污泥处置采用干化焚烧技术，焚烧灰渣和飞灰渣及焚烧飞灰将作建材利用处置。北京、广州和重庆利用水泥窑高温烟气干化污泥并入窑焚烧，实现污泥处置资源化。

恶臭污染作为世界七大环境公害之一。恶臭气体不仅能带给人嗅觉的不适，还会引起恶心、头痛、厌食、失眠、心情烦躁等功能性疾病，严重时引起中毒，甚至诱发急性病并引起死亡。污水污泥处理处置的恶臭问题导致的投诉事件逐年增加。用烟气或过热蒸汽进行直接干化时，由于温度较高，在干化的同时会使污泥中许多有机质分解，造成恶臭污染。焚烧过程产生恶臭废气、其成分有：二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、酸性气体(HCl、HF)、有机物(包括二噁英)及重金属烟雾等。这些恶臭气体对周围环境和大气产生直接的污染，危害工作人员和周边居民身体健康。因此污泥处置高温恶臭废气的治理已成为乃至全国环境保护亟待解决的问题。

恶臭废气污染防治技术主要有吸收法、吸附法、催化氧化法、光催化法、电晕法、臭氧法、等离子体法和微生物法等。生物除臭法与物理化学法相比，具有运行费用低、操作简单、处理效果好和无二次污染等特点，近年来成为脱臭研究的主流方法。自二十世纪二十年代土壤微生物首次被应用于处理H₂S废气后，直到上世纪八十年代初开始，生物法净化废气在德国、日本和荷兰得到很大的发展，并逐渐成为世界工业废气净化领域的前沿热点研究领域之一。到目前为止，已有各类微生物除臭装置和设备在德、日、荷等国已成功应用于冶金、石油、化工、轻工、屠宰、污水处理等行业，投入运行的生物净化装置已逾千套，设备与装置开发，呈商品化态势，并且应用效果良好。国内在这方面起步较晚，直到九十年代才开始对生化法净化低浓度废气进行实验研究。并有生物法处理含NH₃臭气、硫化氢和甲硫醇混合恶臭气、生活垃圾恶臭、多组分臭味气体、制药厂挥发性混合废气、水产饲料恶臭废气等研究报道。国内生物技术已在再生胶厂、制药厂兼氧池高浓度恶臭、炼油污水厂恶臭和污水厂臭气等废气处理实现了工程应用。

目前污泥处置烘干/焚烧废气主要存在的问题有：气体流量大、恶臭废气扰民，居民投诉较多，二氧化硫浓度高。为了满足更加严格要求和提高系统的适应性以及可靠性，开发组合工艺具有很好的实用价值。

发明内容

本发明涉及一种污泥处置恶臭干化/焚烧废气的脱硫-高温生物脱臭方法。其是一种污泥处置恶臭废气新型处理方法，采用湿法脱硫处理与构建中高温高效生物菌剂微生态系统生物处理相结合工艺处理污泥处置恶臭废气，利用湿法脱硫将废气中的二氧化硫去除，以降低废气温度到60℃同时减少二氧化硫对生物脱臭系统pH值的剧烈影响，生物滴滤法将恶臭废气继续好氧降解成无臭无害的物质。脱硫-生物脱臭技术具有多种功能作用，一套系统解决污泥处置烘干废气恶臭、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放，不仅解决近期臭气扰民问题，而且解决了长远发展必须解决的二氧化硫、氮氧化物排放达标问题，这符合国家推行的清洁生产、节能减排，体现了企业社会责任感。其是一种循环经济、污泥资源综合利用配套的新型技术方法，对解决污泥处置烘干、焚烧过程产生的恶臭废气扰民，对利用水泥废热处置烘干污泥的技术推广，具有十分重大的环境效益和社会效益。

本发明的污泥处置恶臭干化/焚烧废气的脱硫-高温生物脱臭方法，该技术能高效去除恶臭气态污染物、二氧化硫和氮氧化物，脱臭效率可达90％以上，脱硫效率可达95％以上，脱硝效率可达60％。脱硫-高温生物脱臭处理系统能够耐受污染负荷及组分的变化、非稳态工况和外界环境温度的影响；具有对废气净化效率高，废气降解彻底、操作简便、装置运行稳定性好、投资运行费用低和无二次污染等优点，适应于低浓度大气量废气污泥处置烘干恶臭废气、污泥焚烧恶臭烟气的净化处理。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

设计、使用一种污泥处置恶臭干化/焚烧废气的脱硫-高温生物脱臭工艺，采用湿法脱硫处理与构建中高温高效生物菌剂微生态系统生物处理相结合工艺处理污泥处置恶臭废气。通过石灰石/石灰-石膏法脱硫处理，可起脱除二氧化硫和降温作用，以使废气温度下降到60℃左右进入生物滴滤装置，滴滤装置内构建中高温高效生物菌剂微生态系统，恶臭污染物被微生物降解成无臭的化合物，达到高效除臭目的，同时高温生物滴滤装置还可去除二氧化硫和氮氧化物，生物循环液通过设置pH探头以通过加酸或碱自动调节循环液的pH值为6-7。

设计、制作的湿法脱硫装置可采用石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫吸收装置，石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺系统主要由吸收系统、烟气系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统等组成。吸收塔采用喷淋塔，喷淋层设在吸收塔的中上，多级喷淋，喷淋层上部设有二级除雾及其冲洗设备；下部设亚硫酸钙氧化系统。利用湿法脱硫将废气中的二氧化硫去除，以降低废气温度到60℃同时减少二氧化硫对生物脱臭系统pH值的剧烈影响。

设计、制作生物滴滤装置，装置结构形式有：分体逆流式、一体复合逆流式和错流式结构，采用钢结构或混凝土结构。所用填料(载体)是陶粒、陶块、混合填料等，填料分层填装。每个填料单元设一个气体导流孔板和一组分布槽，使废气和水分布均匀。滴滤装置都采用气、液两相逆流的操作方式，错流式滴滤装置则采用气、液两相交错流动的操作方式。装置内采用特效降解恶臭物质、二氧化硫和氮氧化物等气体的微生物菌群构建的污泥处置烘干/焚烧恶臭废气的微生态系统，该微生物菌群能够适应较宽的温度范围(10～65℃)，能耐受低温和高温环境的影响，具有高效除臭性能。生物循环液储槽下部设置曝气管，有利于好氧生物降解循环液的恶臭污染物。生物滴滤装置顶部安装除雾沫器，它是以金属丝网或合成纤维丝网作为除雾沫元件，夹固在两栅板之间而构成。

具体实施方式

以下通过实例对本发明做进一步说明。

实施例一：生物处理污泥处置烘干恶臭废气

根据污泥处置烘干恶臭废气产生的含氨、硫化氢、甲硫醇(CH₃SH)、HCl、SO₂、NO_x等复杂无机有机恶臭气体，其特点为：成分复杂、二氧化硫(SO₂)的浓度较高(1500mg/m³)，氮氧化物(NO_x)的浓度较高(500～700mg/m³)、臭气浓度4170、废气氧气含量低(＜5％)、废气温度高(110℃)、臭气浓度高。湿法脱硫-高温生物法处理污泥处置烘干恶臭废气示范工程长时间运行稳定性考察，其间表现出了良好的运行稳定性，生物除臭可稳定在90％，脱硫效率可达98％以上，脱硝效率可达60％。

实施例二：生物处理污泥处置焚烧恶臭废气

根据污泥干化焚烧产生恶臭废气，其成分有二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、酸性气体(HCl、HF)、恶臭有机物及重金属烟雾。该恶臭废气经湿法脱硫-高温生物法处理，生物除臭效率可稳定在90％，脱硫效率可达95％以上，脱硝效率可达50％。

Claims (5)

1.本发明涉及一种污泥处置恶臭废气的脱硫-高温生物脱臭方法。其特征在于多种功能作用，一套系统解决污泥处置烘干/焚烧废气恶臭、二氧化硫、氮氧化物等污染物达标排放问题，这符合国家推行的清洁生产、节能减排。

2.根据权利要求1所述污泥处置恶臭废气的脱硫方法，其特征在于湿法脱硫可采用石灰石、石灰/石膏法烟气脱硫，利用湿法脱硫将废气中的二氧化硫去除，降低废气温度到60℃，同时减少二氧化硫对生物脱臭系统pH值的剧烈影响。

3.根据权利要求1所述污泥处置恶臭废气的高温生物脱臭方法，其特征在于采用生物滴滤装置，逆流式或错流式，填料采用陶粒、陶块、混合填料等，填料分层填装。

4.根据权利要求1所述污泥处置恶臭废气的脱硫-高温生物脱臭方法，其特征在于采用特效降解恶臭物质、二氧化硫和氮氧化物等气体的微生物菌群构建的污泥处置烘干/焚烧恶臭废气的微生态系统，该微生物菌群能够适应较宽的温度范围(10～65℃)，能耐受低温和高温环境的影响，具有高效除臭性能。

5.根据权利要求1所述污泥处置恶臭废气的脱硫-高温生物脱臭方法，其特征在于循环液储槽内设置曝气管、设置pH探头以通过加酸或碱自动调节循环液的适宜pH值。生物滴滤装置系统能够耐受恶臭污染负荷及组分的变化、非稳态工况、废气温度和外界环境温度的影响。