一種污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次連接的噴淋裝置、水膜分離器和光解等離子設(shè)備，其中所述噴淋裝置由噴淋塔和液體儲(chǔ)罐組成，其中噴淋塔上設(shè)有氣體入口、和液體出口、氣體出口和液體進(jìn)口，內(nèi)部裝有填料，液體進(jìn)口與液體儲(chǔ)罐連接；所述水膜分離器的底部設(shè)置有氣體入口，內(nèi)部裝填有填料，頂部設(shè)有氣體出口，用于除去水蒸汽；所述光解等離子設(shè)備由紫外區(qū)、光催化氧化區(qū)和離子發(fā)生裝置組成，其中紫外區(qū)內(nèi)設(shè)有紫外燈管，光催化氧化區(qū)內(nèi)裝有TiO2催化劑。本發(fā)明污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)能有效濾除污水處理站廢氣中的污染物，減少污染物的排放，使污水處理站廢氣達(dá)標(biāo)排放。
【專利說明】
一種污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于廢氣凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)不斷發(fā)展，水資源不斷被消耗。為了減少水資源的消耗，提高水的重復(fù)利用率，越來越多的污水處理站拔地而起。但是，隨著污水處理站的不斷建設(shè)，污水處理站廢氣越來越困擾著人們，污水處理站廢氣主要包括有機(jī)揮發(fā)性氣體VOCs、硫化氫和氨氣，這些污染物對人類身體健康和環(huán)境具有很大危害。因此，做好污水處理站廢氣凈化對大力發(fā)展綠色低碳、生態(tài)環(huán)境友好及可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。
[0003]在污水處理站廢氣處理過程中，不論是吸附法、熱破壞法還是生物法，都有其局限性。吸附法適用于處理大風(fēng)量、低濃度的廢氣，而且吸附劑費(fèi)用昂貴，再生困難;熱破壞法設(shè)備易腐蝕，消耗燃料，處理成本高，易形成二次污染;生物法裝置占地面積大，反應(yīng)時(shí)間長。
[0004]為了解決上述問題，設(shè)計(jì)污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)及方法，該處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能對污水處理站產(chǎn)生的廢氣起到很好的凈化作用，處理效果好且成本低，節(jié)能環(huán)保，易于推廣使用。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]—種污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)，包括依次連接的噴淋裝置、水膜分離器和光解等離子設(shè)備，所述的噴淋裝置由噴淋塔和與之連接的液體儲(chǔ)罐組成，其中噴淋塔的底部設(shè)置有氣體入口和液體出口，內(nèi)部設(shè)置有填料，上部設(shè)置有氣體出口和液體入口，所述液體入口與所述的液體儲(chǔ)罐連接，廢氣經(jīng)氣體入口自下而上進(jìn)入與自上而下進(jìn)入噴淋塔的液體接觸除去廢氣中的粉塵及大部分可溶性氣體;所述的水膜分離器的底部設(shè)置有氣體入口，內(nèi)部裝填有填料，頂部設(shè)有氣體出口，用于除去水蒸汽;所述光解等離子設(shè)備由依次連接的紫外區(qū)、光催化氧化區(qū)和離子發(fā)生裝置組成，其中，紫外區(qū)內(nèi)設(shè)有紫外燈，光催化氧化區(qū)內(nèi)裝有T12催化劑；
[0008]所述液體儲(chǔ)罐內(nèi)的液體為水、酸性溶液或堿性溶液，依據(jù)廢氣中污染物確定液體儲(chǔ)罐內(nèi)液體。
[0009]本發(fā)明所述的污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)，其中所述酸性溶液優(yōu)選為鹽酸、磷酸;所述的堿性溶液優(yōu)選為氨水、氫氧化鈉。
[0010]本發(fā)明所述的污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)，其中所述的T12催化劑優(yōu)選為T12高效催化膜、以平板玻璃或玻璃微球?yàn)檩d體負(fù)載的納米T12催化劑，或以黃沙為載體負(fù)載的Ti02催化劑。
[0011]本發(fā)明還提供了上述的處理系統(tǒng)凈化污水處理站廢氣的方法，包括以下步驟:I廢氣經(jīng)氣體入口進(jìn)入噴淋裝置，在壓強(qiáng)差的推動(dòng)下穿過填料空隙，與從液體入口進(jìn)入的噴淋液體在填料表面接觸進(jìn)行物質(zhì)交換，除去廢氣中的粉塵及大部分可溶性氣體；
[0012]2從噴淋裝置氣體出口出來的氣體進(jìn)入水膜分離器，通過填料形成的水膜除去廢氣中水分；
[0013]3從水膜分離器出來的氣體進(jìn)入光解等離子設(shè)備的紫外區(qū)，污染物被分解，殘余污染物進(jìn)入光催化氧化區(qū)，在T12催化劑作用下殘余污染物繼續(xù)被氧化分解為二氧化碳、水和其他小分子；
[0014]4經(jīng)步驟3處理后氣體最后進(jìn)入離子發(fā)生裝置，通過高能正、負(fù)離子與廢氣中的污染物接觸，打開污染物的分子鍵，將污染物分解成二氧化碳、水和其他小分子物質(zhì)，最終高空排放。
[0015]本發(fā)明的污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)及方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為:能對污水處理站產(chǎn)生的廢氣起到很好的凈化作用，處理效果好且成本低，節(jié)能環(huán)保，易于推廣使用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]I噴淋裝置，2水膜分離器，3光解等離子設(shè)備，4氣體入口，5填料，6氣體出口，7液體進(jìn)口，8液體出口，9液體儲(chǔ)罐，10噴淋塔，11氣體入口，12填料，13氣體出口，14紫外區(qū)，15光催化氧化區(qū)，16離子發(fā)生裝置
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)。
[0019]參照圖1，本發(fā)明污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)，包括噴淋裝置1、水膜分離器2和光解等離子設(shè)備3。其中噴淋裝置I由噴淋塔10和與之連接的液體儲(chǔ)罐9組成，其中噴淋塔10的底部設(shè)置有氣體入口 4和液體出口 8，內(nèi)部設(shè)置有填料5，填料5為耐腐蝕性能好、耐溫性能好、韌性好、耐沖擊、不易碎的聚丙烯球;噴淋塔的上部設(shè)置有氣體出口 6和液體進(jìn)口 7，液體進(jìn)口 7與液體儲(chǔ)罐9連接，液體儲(chǔ)罐9內(nèi)的液體為水、酸性溶液或堿性溶液，酸性溶液優(yōu)選為鹽酸、磷酸，堿性溶液優(yōu)選為氨水、氫氧化鈉，依據(jù)廢氣中污染物確定液體儲(chǔ)罐內(nèi)液體;廢氣經(jīng)氣體入口4自下而上進(jìn)入與自上而下進(jìn)入噴淋塔10的液體接觸除去廢氣中的粉塵及大部分可溶性氣體。水膜分離器2的底部設(shè)置有氣體入口 11，頂部設(shè)有氣體出口 13，內(nèi)部裝填有填料12，用于除去水蒸汽;其中填料12為耐腐蝕性能好、耐溫性能好、韌性好、耐沖擊、不易碎的陶瓷球。光解等離子設(shè)備3由依次連接的紫外區(qū)14、光催化氧化區(qū)15和離子發(fā)生裝置16組成，其中紫外區(qū)內(nèi)設(shè)有紫外燈管，光催化氧化區(qū)內(nèi)裝有T12催化劑。
[0020]本實(shí)施例中污水處理站廢氣經(jīng)氣體入口4進(jìn)入噴淋裝置I的噴淋塔10，與從液體進(jìn)口 7進(jìn)入的液體在填料5接觸進(jìn)行物質(zhì)交換，除去廢氣中的粉塵及大部分可溶性氣體。從氣體出口 6出來的氣體經(jīng)氣體入口 11進(jìn)入水膜分離器2，填料12在氣體擠壓的作用下，形成一層潤濕的水膜，通過水膜的表面張力，可以高效地與廢氣中的水分子融合，從而除去廢氣中水分。從氣體出口 13出來的氣體進(jìn)入紫外區(qū)14，通過內(nèi)部設(shè)置的紫外燈發(fā)出的高能紫外光將污染物裂解，紫外燈同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基和臭氧物質(zhì)將殘余污染物進(jìn)一步氧化。殘余污染物和臭氧然后進(jìn)入光催化氧化區(qū)15，經(jīng)紫外燈激活的T12繼續(xù)將殘余污染物氧化分解為二氧化碳、水和其他小分子。經(jīng)光催化氧化區(qū)15處理的氣體最后進(jìn)入離子發(fā)生裝置16，離子發(fā)生裝置16發(fā)射出的高能正、負(fù)離子與廢氣中污染物接觸，打開污染物的分子鍵，將污染物分解成二氧化碳、水和其他小分子物質(zhì)。經(jīng)噴淋裝置1、光解等離子設(shè)備3兩級凈化后的廢氣最終高空排放。
[0021]其中，紫外區(qū)的紫外燈優(yōu)選為真空紫外燈或者微波無極紫外燈，波長為185nm，安裝方向與廢氣流向垂直，并可依據(jù)廢氣種類、濃度和流量確定紫外燈組數(shù)量。污水處理站廢氣中主要包括揮發(fā)性有機(jī)氣體，硫化氫和氨氣。揮發(fā)性有機(jī)氣體主要由C、H、0，三種元素組成，主要化學(xué)鍵包括碳?xì)滏I、碳氧鍵和氧氫鍵;硫化氫化學(xué)鍵為氫硫鍵;氨氣化學(xué)鍵為氫氮鍵。這些化學(xué)鍵的摩爾鍵能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于每摩爾185波段光量子的能量，本發(fā)明所述紫外燈波長為185nm，所以在紫外燈的照射下可以將各污染物的分子鍵打斷。
[0022]光催化氧化區(qū):T12光催化反應(yīng)的表觀活化能很低，300?400nm的低紫外光就能提供電子空穴分離所需的能量。本發(fā)明所述紫外燈波長為185nm，所以經(jīng)紫外燈激活的T12具有極強(qiáng)的氧化性。T12在紫外燈產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性自由基和臭氧的共同作用下將污染物氧化為二氧化碳、水和其他小分子物質(zhì)。
[0023]離子發(fā)生裝置:離子發(fā)生裝置可以發(fā)射出高能正、負(fù)離子，高能正、負(fù)離子與氣體中的污染物接觸，將揮發(fā)性有機(jī)氣體的碳?xì)滏I、碳氧鍵和氧氫鍵、硫化氫的氫硫鍵和氨氣的氫氮鍵打開，將這些污染物分解為二氧化碳、水和其他小分子物質(zhì)。
[0024]本發(fā)明污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)能有效濾除污水處理站廢氣中的污染物，減少污染物的排放，使污水處理站廢氣達(dá)標(biāo)排放，有利于空氣質(zhì)量的提升和保護(hù)人們的身體健康，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
[0025]實(shí)施例
[0026]如附圖所示，某污水處理站廢氣從氣體入口(4)進(jìn)入依次連接的噴淋裝置(I)、水膜分離器(2)和光解等離子設(shè)備(3)，兩級處理后由排氣筒高空排放。經(jīng)檢測，氣體入口(4)處H2S和NH3的濃度分別為3.5mg/m3、1.8mg/m3，臭氣濃度為1600(無量綱)，經(jīng)本發(fā)明所述方法處理后高空排放的H2S和NH3的濃度分別為0.1411^/1113、0.0711^/1113，臭氣濃度為123(無量綱)。本發(fā)明所述處理方法可有效去除污水處理站廢氣，實(shí)現(xiàn)污水處理站廢氣達(dá)標(biāo)排放。
[0027]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的噴淋裝置(I)、水膜分離器(2)和光解等離子設(shè)備(3)，所述的噴淋裝置(I)由噴淋塔(10)和與之連接的液體儲(chǔ)罐(9)組成，其中噴淋塔(10)的底部設(shè)置有氣體入口(4)和液體出口(8)，內(nèi)部設(shè)置有填料(5)，上部設(shè)置有氣體出口(6)和液體入口(7)，所述液體入口(7)與所述的液體儲(chǔ)罐(9)連接，廢氣經(jīng)氣體入口(4)自下而上進(jìn)入與自上而下進(jìn)入噴淋塔(10)的液體接觸除去廢氣中的粉塵及大部分可溶性氣體;所述的水膜分離器(2)的底部設(shè)置有氣體入口( 11)，內(nèi)部裝填有填料(12)，頂部設(shè)有氣體出口(13)，用于除去水蒸汽;所述光解等離子設(shè)備(3)由依次連接的紫外區(qū)(14)、光催化氧化區(qū)(15)和離子發(fā)生裝置(16)組成，其中紫外區(qū)(14)內(nèi)設(shè)有紫外燈，光催化氧化區(qū)(15)內(nèi)裝有T12催化劑； 所述液體儲(chǔ)罐(9)內(nèi)的液體為水、酸性溶液或堿性溶液，依據(jù)廢氣中污染物確定液體儲(chǔ)罐內(nèi)液體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)，其特征在于:所述酸性溶液為鹽酸、磷酸;所述的堿性溶液為氨水、氫氧化鈉。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理站廢氣凈化處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的T12催化劑為T12高效催化膜、以平板玻璃或玻璃微球?yàn)檩d體負(fù)載納米T12的催化劑，或以黃沙為載體負(fù)載T12的催化劑。4.一種采用權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)凈化污水處理站廢氣的方法，其特征在于，I)廢氣經(jīng)氣體入口(4)進(jìn)入噴淋裝置(I)，在壓強(qiáng)差的推動(dòng)下穿過填料(5)空隙，與從液體入口(7)進(jìn)入的噴淋液體在填料(5)表面接觸進(jìn)行物質(zhì)交換，除去廢氣中的粉塵及大部分可溶性氣體； 2)從噴淋裝置氣體出口(6)出來的氣體進(jìn)入水膜分離器(2)，通過填料(12)形成的水膜除去廢氣中水蒸汽； 3)從水膜分離器(2)出來的氣體進(jìn)入光解等離子設(shè)備(3)的紫外區(qū)(14)，污染物被分解，殘余的污染物進(jìn)入光催化氧化區(qū)(15)，在T12催化劑作用下殘余污染物繼續(xù)被氧化分解為二氧化碳、水和其他小分子； 4)經(jīng)步驟3)處理后氣體最后進(jìn)入離子發(fā)生裝置(16)，通過高能正、負(fù)離子與廢氣中的污染物接觸，打開污染物的分子鍵，將污染物分解成二氧化碳、水和其他小分子物質(zhì)，最終高空排放。
【文檔編號】B01D53/86GK105833642SQ201610270791
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】王旭陽, 劉娜, 肖婕, 李瓊, 邢淑建, 馮婕, 張曉勇, 張景紅, 徐建京
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司