一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明屬于廢氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種減少碳排放的vocs綠色處理工藝。

背景技術(shù)：

2.揮發(fā)性有機(jī)化合物(簡(jiǎn)稱vocs)，即常壓下沸點(diǎn)為50～260℃的各種有機(jī)化合物。因此vocs所包含的化合物比較廣泛，有醇類、醛類、酮類、脂肪酸、苯及其衍生物、酚及其衍生物等。在石油化工、醫(yī)藥合成、塑料材料、建筑材料等工業(yè)的發(fā)展中，社會(huì)生活得到了極大的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)水平大幅提高。因此vocs廢氣的治理成為科研院所與企業(yè)研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。

3.目前處理vocs廢氣的常用方法為催化燃燒法、光催化法，生物法等。催化燃燒需要采用催化劑，制備成本高，光催化法催化劑簡(jiǎn)單，能耗低，適用范圍廣。缺點(diǎn)是：光催化劑需要附著在載體上，經(jīng)紫外光照射，為避免光照不充分，對(duì)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、載體安放要求嚴(yán)格；當(dāng)有機(jī)組分濃度較低時(shí)，光催化氧化速度變慢，會(huì)產(chǎn)生有害中間產(chǎn)物，使催化劑中毒，并造成二次污染。生物法主要是通過(guò)濾池、滴濾塔或再生池中的微生物，將vocs捕獲降解，變成co2、h2o等小分子的過(guò)程。生物法操作條件溫和，常溫、常壓下即可進(jìn)行；去除率高。但是上述處理方法均存在一個(gè)共同的問(wèn)題，即將vocs 轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，并沒(méi)有減少二氧化碳的排放。

4.因此本發(fā)明提出一種能夠減少碳排放的vocs廢氣處理工藝，可以有效的將vocs去除的同時(shí)也能夠?qū)ocs中的碳進(jìn)行固化，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝，該處理工藝對(duì)工業(yè)vocs廢氣進(jìn)行活性動(dòng)態(tài)膜吸收處理，循壞水溶液脫膜處理，生物固碳處理和污泥處理等步驟，實(shí)現(xiàn)大部分vocs中的碳生物固化，減少二氧化碳排放，處理工藝危廢產(chǎn)生量少，危廢處置費(fèi)用低；vocs處理系統(tǒng)能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)行效果穩(wěn)定，能長(zhǎng)期穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)超低濃度排放。

6.本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

7.一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝，主要包括如下步驟：

8.1)活性動(dòng)態(tài)膜吸收處理，即將含有vocs的廢氣與活性循環(huán)水溶液接觸，使得活性循環(huán)水溶液在廢氣中霧化成水滴，形成活性動(dòng)態(tài)膜，使廢氣中的 vocs快速的溶解于活性循環(huán)水溶液中；

9.2)將霧化的水滴回收至活性循環(huán)水溶液中，活性循環(huán)水溶液循環(huán)使用；

10.3)活性循環(huán)水溶液脫膜處理，待活性循環(huán)水溶液處理后的廢氣接近超標(biāo)時(shí)，將上述活性循環(huán)水溶液轉(zhuǎn)移脫膜處理，獲得浮渣和高濃度cod廢水；所述脫膜處理為往活性循環(huán)水溶液中添加活性劑和脫膜催化劑，使活性循環(huán)水溶液分層，上層為浮渣，下層形成高濃度cod廢水，脫膜處理實(shí)現(xiàn)有毒有機(jī)物以浮渣的形式去除，實(shí)現(xiàn)高濃度cod廢水的減毒處理；

50000mg/l。

19.上述步驟4)中，對(duì)脫膜產(chǎn)生的濾渣進(jìn)行危廢處理；對(duì)高濃度cod廢水進(jìn)行預(yù)處理，上述高濃度cod廢水預(yù)處理為混凝氣浮，所用的凝聚劑可以為聚合氯化鋁、聚合氯化亞鐵中的一種或多種，所用的絮凝劑為聚丙烯酰胺。高濃度cod廢水進(jìn)行預(yù)處理后，cod通常為15000-30000mg/l。

20.上述步驟5)中，所述生物固碳工藝選擇具體的微生物為異養(yǎng)好氧微生物和自養(yǎng)好氧微生物，微生物的濃度為3000-8000毫克每升，在生物固碳中培養(yǎng)活性微生物，及時(shí)去除老死污泥以及活性不高的污泥，保證微生物將更多溶解于水中的有機(jī)物吸收用于自身的生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)自養(yǎng)微生物吸收異養(yǎng)微生物產(chǎn)生的二氧化碳，從而實(shí)現(xiàn)微生物固碳；生物固化形成的有機(jī)污泥作為市政污泥進(jìn)行處理，生物固化得到的清水循環(huán)到步驟1)中。

21.進(jìn)一步的，去除老死污泥以及活性差的污泥的方法為：靜置沉降階段，將懸浮的污泥排出除去，在曝氣階段，將沉積在水池底部的污泥技術(shù)排出去除。這樣保證了將活性較高的微生物保留在反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行固碳，實(shí)現(xiàn)將溶解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成活性污泥，而不是分解成二氧化碳。經(jīng)生物固碳處理后，水中的cod要求低于2000mg/l。

22.進(jìn)一步的，上述生物固化過(guò)程中，水質(zhì)cod低于2000mg/l的時(shí)候停止生物固化，所述異養(yǎng)好氧微生物可以為動(dòng)膠桿菌屬、假單胞菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、黃桿菌屬等以溶解性有機(jī)物為碳源的微生物，自養(yǎng)好氧微生物為硝酸桿菌屬、螺旋桿菌屬、球菌屬等以溶解性碳酸根為碳源的微生物。所述的異養(yǎng)好氧微生物和自養(yǎng)好氧微生物為可以通過(guò)控制運(yùn)行參數(shù)調(diào)控，也可通過(guò)微生物接種或生物菌劑投加調(diào)控，異養(yǎng)好氧微生物和自養(yǎng)好氧微生物的比例在 100：10～1為宜。

23.進(jìn)一步的，步驟5)中獲得的生化污泥可以作為市政污泥進(jìn)行處理。

24.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

25.(1)本發(fā)明采用生物固碳技術(shù)，實(shí)現(xiàn)vocs基本上的零排放，并且不采用燃燒或者等離子體等高能耗技術(shù)，具有很好的節(jié)能減排的作用。

26.(2)本發(fā)明采用的處理工藝條件溫和，安全性高，適用范圍廣，有利于在工業(yè)上大規(guī)模推廣應(yīng)用，具有很高的經(jīng)濟(jì)商業(yè)價(jià)值。

27.(3)本發(fā)明將活性動(dòng)態(tài)膜吸收工藝，循環(huán)水脫膜工藝以及生物固碳工藝結(jié)合起來(lái)，活性動(dòng)態(tài)膜吸收工藝保證vocs的高效去除，并且獲得高濃度cod 活性循環(huán)水溶液，為后續(xù)脫膜處理和生物固化處理提供了前提條件；脫膜處理可以將高濃度廢水中高毒物質(zhì)有效的分離去除，只需要處理少量的危廢，一方面節(jié)約了處理成本，一方面為后續(xù)的生物固化提供了有利條件，本發(fā)明的一整套方案實(shí)現(xiàn)vocs廢氣處理的綠色處理，過(guò)程不產(chǎn)生其他污染，實(shí)現(xiàn)低碳減排的功能。

28.(4)本發(fā)明提供的工藝方法危廢產(chǎn)生量少，危廢處置費(fèi)用低；vocs處理系統(tǒng)能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低。

29.(5)本發(fā)明提供的vocs處理效率高，運(yùn)行效果穩(wěn)定，能長(zhǎng)期穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)超低濃度排放，加上所有工藝步驟處理工藝條件溫和，安全性高。

附圖說(shuō)明

30.圖1本發(fā)明處理工藝的工藝流程圖。

31.圖2本發(fā)明處理工藝的裝置圖。

32.附圖中標(biāo)識(shí)為1-活性動(dòng)態(tài)膜發(fā)生器，2-噴淋塔回收裝置，3-脫膜裝置，4

??

混凝氣浮池，5-微生物固碳裝置。

具體實(shí)施方式

33.為了使本發(fā)明專利的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明專利，并不用于限定本發(fā)明專利。此外，下面所描述的本發(fā)明專利各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

34.一種減少碳排放的vocs綠色處理工藝，主要包括如下步驟：

35.1)活性動(dòng)態(tài)膜吸收處理，即將某汽車(chē)配件生產(chǎn)企業(yè)涂裝線有機(jī)廢氣與活性循環(huán)水溶液在文丘里式氣液混合器(1)，即活性動(dòng)態(tài)膜發(fā)生器(1)中混合接觸，其中有機(jī)廢氣最大風(fēng)量為30000立方/小時(shí)；活性循環(huán)水液使用量為 8立方，活性藥劑投加量為20公斤/立方，有機(jī)廢氣和活性活性循環(huán)水溶液的流量比為1500：1。

36.2)采用連接的噴淋塔回收裝置(2)來(lái)實(shí)現(xiàn)活性動(dòng)態(tài)膜發(fā)生器中形成的微小水滴的回收，噴淋塔采用的噴淋溶液為步驟1)中采用的活性循環(huán)水溶液，噴淋的方式采用大流量噴淋的方式，一方面可以防止形成微小的液滴，隨著處理后的廢氣被排到空氣中；另外一方面大流量噴淋的方式可以較好吸收回收步驟1)中產(chǎn)生的活性動(dòng)態(tài)膜，將活性藥劑有效回收，并且采用大流量活性循環(huán)水溶液噴淋的方式，還可以對(duì)活性動(dòng)態(tài)膜處理后的廢氣做進(jìn)一步的處理，提高了廢氣中vocs的吸收效果；步驟1)和步驟2)工藝共用活性循環(huán)水溶液。

37.3)采用的活性循環(huán)水溶液連續(xù)處理90天后，第三方環(huán)保監(jiān)測(cè)單位連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，經(jīng)90天連續(xù)不間斷運(yùn)行后，廢氣凈化效率能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)連續(xù)處理90天后的活性循環(huán)液通入到脫膜裝置(3)中進(jìn)行脫膜處理，獲得泡沫浮渣平均產(chǎn)生量為36kg/月；對(duì)浮渣進(jìn)行?；幚恚瑢?duì)脫膜處理后的濾液通入到混凝氣浮池(4)中進(jìn)行混凝氣浮預(yù)處理，確保水溶液cod為 15000-30000mg/l

38.4)將經(jīng)過(guò)混凝氣浮預(yù)處理過(guò)的廢液通入到微生物固碳裝置(5)中進(jìn)行固碳處理，即將預(yù)處理后的高cod廢水進(jìn)行生物固碳，得到生化污泥和清水，微生物固碳污泥平均產(chǎn)生量為170kg/月；而將獲得的清水作為循環(huán)水進(jìn)行循環(huán)使用，在循環(huán)水中按照20公斤/立方投加活性藥劑后直接回用于有機(jī)廢氣凈化系統(tǒng)，廢氣凈化效率沒(méi)有明顯降低。此外生物固化形成的有機(jī)污泥作為市政污泥進(jìn)行處理。

39.本發(fā)明描述的工藝成功應(yīng)用于某汽車(chē)配件生產(chǎn)企業(yè)涂裝線有機(jī)廢氣污染治理工程。有機(jī)廢氣最大設(shè)計(jì)處理風(fēng)量為30000立方/小時(shí)，通過(guò)風(fēng)機(jī)變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)實(shí)際抽風(fēng)量，以適應(yīng)自動(dòng)噴涂線對(duì)風(fēng)量和風(fēng)速的要求。系統(tǒng)活性循環(huán)水液使用量為8立方，活性藥劑投加量為20公斤/立方，有機(jī)廢氣和活性活性循環(huán)水溶液的流量比為1500：1?；钚匝h(huán)水設(shè)計(jì)飽和時(shí)間為90天，第三方環(huán)保監(jiān)測(cè)單位連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，經(jīng)90天連續(xù)不間斷運(yùn)行后，廢氣凈化效率能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。飽和活性循環(huán)液經(jīng)處理后感官清澈、透明、無(wú)氣味，按20公斤/立方投加活性藥劑后直接回用于有機(jī)廢氣凈化系統(tǒng)，廢氣凈化效率沒(méi)有明顯降低。該有機(jī)廢氣污染治理工程泡沫浮渣平均產(chǎn)生量為36kg/月，微生物固碳污泥平均產(chǎn)生量為170kg/月。

40.其中對(duì)經(jīng)過(guò)活性動(dòng)態(tài)膜工藝處理的廢氣的濃度進(jìn)行檢測(cè)，委托第三方進(jìn)檢測(cè)，廢氣標(biāo)準(zhǔn)限值來(lái)源于《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb16297-1996)。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1.

41.表1

[0042][0043][0044]

表二中大氣污染物限值，同時(shí)滿足《四川省固定污染源大氣揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)》db51/2377-2017表三中表面涂裝最高允許排放濃度。

[0045]

上述活性活性循環(huán)水溶液持續(xù)運(yùn)行150多天還能保證廢氣處理后達(dá)標(biāo)排放。

[0046]

本處實(shí)施例對(duì)本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)范圍中點(diǎn)值未窮盡之處以及在實(shí)施例技術(shù)方案中對(duì)單個(gè)或者多個(gè)技術(shù)特征的同等替換所形成的新的技術(shù)方案，同樣都在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)，并且本發(fā)明方案所有涉及的參數(shù)間如未特別說(shuō)明，則相互之間不存在不可替換的唯一性組合。

[0047]

本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明專利的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明專利，凡在本發(fā)明專利的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種減少碳排放的vocs綠色處理工藝，其特征在于，處理工藝包括如下步驟：1)活性動(dòng)態(tài)膜吸收處理，將含有vocs的廢氣與活性循環(huán)水溶液接觸，使活性循壞水溶液在廢氣中霧化成水滴，形成活性動(dòng)態(tài)膜，廢氣中的vocs快速的溶解于活性循環(huán)水溶液中；2)將霧化的水滴回收至活性循環(huán)水溶液中，活性循環(huán)水溶液循環(huán)使用；3)活性循環(huán)水溶液脫膜處理，待活性循環(huán)水溶液處理后的廢氣接近超標(biāo)時(shí)，將上述活性循環(huán)水溶液轉(zhuǎn)移至脫膜處理，所述脫膜處理為往活性循環(huán)水溶液中添加活性劑和脫膜催化劑，使活性循環(huán)水溶液分層，上層為浮渣，下層形成高濃度cod廢水；4)對(duì)脫膜處理所得的浮渣采用危廢模式處理，將脫膜處理所得的高濃度cod廢水進(jìn)行預(yù)處理；5)生物固碳處理，即將預(yù)處理后的高濃度cod廢水進(jìn)行生物固碳，得到有機(jī)污泥和清水，將獲得的清水作為循環(huán)水添加活性藥劑后補(bǔ)充到步驟1)中得到活性循環(huán)水溶液，生物固化形成的有機(jī)污泥作為市政污泥進(jìn)行處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝，其特征在于，所述的活性循環(huán)水溶液為添加有活性藥劑的水溶液，清水和活性藥劑的用量比為100:10-1；所述的活性藥劑為環(huán)丁砜、石蠟油、環(huán)氧大豆油、表面活性劑中的一種或者多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝，其特征在于，所述霧化的水滴回收采用噴淋塔、旋流分離器或者填料塔回收，進(jìn)一步的，噴淋塔采用的溶液為步驟1)中采用的活性循環(huán)水溶液，噴淋的方式采用大流量噴淋的方式，一方面可以防止形成微小的液滴，隨著處理后的廢氣被排到空氣中；另外一方面大流量噴淋的方式可以較好吸收回收步驟1)中產(chǎn)生的活性動(dòng)態(tài)膜，將活性藥劑有效回收；進(jìn)一步的，步驟1)和步驟2)共用活性循環(huán)水溶液，既可以節(jié)約工藝用料成本，也可以保持活性循環(huán)水溶液主要組分穩(wěn)定；直至上述活性循環(huán)水溶液吸收vocs性能達(dá)不到廢氣的排放標(biāo)準(zhǔn)，再將上述活性循環(huán)水溶液進(jìn)行脫膜處理。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝，其特征在于，所述活性劑為雙氧水、臭氧、氧氣、芬頓試劑、次氯酸鈉、二氧化氯、氯氣一種或多種；脫膜催化劑為水溶性鋁鹽、鎂鹽、鐵鹽、銅鹽中的一種或者多種；所述活性劑的添加量為1-20公斤每立方循環(huán)水，脫膜催化劑的添加量為0.5-10公斤每立方循環(huán)水。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝，其特征在于，所述的浮渣采用危廢方式處理，對(duì)所述高濃度cod廢水進(jìn)行混凝氣浮處理，所用的凝聚劑可以為聚合氯化鋁、聚合氯化亞鐵中的一種或多種，所用的絮凝劑為聚丙烯酰胺。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝，其特征在于，所述生物固碳工藝選擇的微生物為異養(yǎng)好氧微生物和自養(yǎng)好氧微生物，微生物的濃度為3000-8000毫克每升。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝，其特征在于，所述異養(yǎng)好氧微生物為動(dòng)膠桿菌屬、假單胞菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、黃桿菌屬中的一種或幾種，所述自養(yǎng)好氧微生物為硝酸桿菌屬、螺旋桿菌屬、球菌屬中的一種或幾種。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝，其特征在于，所述的異養(yǎng)好氧微生物和自養(yǎng)好氧微生物為可以通過(guò)控制運(yùn)行參數(shù)調(diào)控，也可通過(guò)微生物接種或生物菌劑投加調(diào)控，異養(yǎng)好氧微生物和自養(yǎng)好氧微生物的比例在100：10～1。

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一所述的一種減少碳排放的vocs廢氣綠色處理工藝，其特征在于，生物固碳中培養(yǎng)活性微生物，及時(shí)去除老死污泥以及活性差的污泥，保證微生物將更多溶解于水中的有機(jī)物吸收用于自身的生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)自養(yǎng)微生物吸收異養(yǎng)微生物產(chǎn)生的二氧化碳，從而實(shí)現(xiàn)微生物固碳。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種減少碳排放的vocs綠色處理工藝，其特征在于，去除老死污泥以及活性差的污泥的方法為：靜置沉降階段，將懸浮的污泥排出除去，；在曝氣階段，將沉積在水池底部的污泥及時(shí)排出處理。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種減少碳排放的VOCs廢氣綠色處理工藝，該處理工藝對(duì)工業(yè)VOCs廢氣進(jìn)行活性動(dòng)態(tài)膜吸收處理，循壞水溶液脫膜處理，生物固碳處理和污泥處理等步驟，實(shí)現(xiàn)大部分VOCs中的碳生物固化，減少二氧化碳排放，處理工藝危廢產(chǎn)生量少，危廢處置費(fèi)用低；VOCs處理系統(tǒng)能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)行效果穩(wěn)定，能長(zhǎng)期穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)超低濃度排放。實(shí)現(xiàn)超低濃度排放。實(shí)現(xiàn)超低濃度排放。

技術(shù)研發(fā)人員：王小平 牟堅(jiān) 劉剡 陳剛 陳旭

受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶工商大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2022.03.24

技術(shù)公布日：2022/7/29