用于工业污水集输系统的VOCs及臭气治理方法与流程

用于工业污水集输系统的vocs及臭气治理方法
技术领域
1.本发明涉及石油化工领域，具体地说，涉及一种石油化工行业中用于污水集输系统，对各检查井、污水井和/或其他敞口位置输出的臭气进行有效治理的治理方法。


背景技术：

2.挥发性有机物(vocs)、硫化氢(h2s)、有机硫化物、恶臭异味气体、苯、甲苯、二甲苯等是石油化工行业排放的臭气中的主要污染物，尤其是挥发性有机物(vocs)气体危害性更强，随着环境要求的越发严格，石油化工企业构建规范化臭气控制任务也迫在眉睫。其中以vocs、h2s为代表的恶臭气体，不仅给企业生产造成了极大的安全隐患，还使得设备、管道严重腐蚀，造成生产成本的升高。同时极大地危害员工人生健康，对生态环境造成严重影响。而这些有害气体在生产过程中产生的均已得到有组织处理，实现合格排放。但是在污水集输系统中，仍有臭气产生，并从各检查井、污水井或其他敞口位置处排放出来，属于无组织排放臭气，没有得到妥善处置，并且由于污水集输系统存在管道长，检查井、污水井或其他敞口位置数量多，即存在分散区域广、相对污染物浓度低，存在收集和检测难度大等特点，很难对此处排放的臭气进行有组织、规范化的处理技术及手段。
3.具体地说，由于污水集输系统输送范围大、各污水管线走向错综复杂，难以有效地统一收集处理并进行有组织排放，为了解决该问题，现有的方法是直接将污水集输系统中所有的井盖进行密封处理，虽然一定程度的减少了臭气的无组织排放，但大部分有毒有害气体在污水井和管道内的持续堆积、富集，会加重管线腐蚀和污水井爆炸的潜在风险。


技术实现要素：

4.针对污水集输系统中污水管线、污水井、隔油井等污染源中无组织排放 vocs、h2s等臭气处理的技术难点和现有处理方法的不足，本发明提供了一种分散式的、处理效率更高、布局更灵活、技术可行性更高的用于工业污水集输系统的vocs及臭气治理方法。
5.本发明中用于工业污水集输系统的vocs及臭气治理方法，包括以下步骤，
6.1)对污水集输系统内各污水集输管线根据其走向进行规划与区分，对规划与区分出来的每条污水集输管线进行独立处理，在每条污水集输管线的一个或一个以上井口处密封安装一个第一净风装置；
7.2)在每条污水集输管线、两条或两条以上的污水集输管线的汇集处增加一个或一个以上的集气井盖，用于收集污水集输系统内产生的vocs及臭气，所述集气井盖经管道依序连通引风机、第二净风装置及排气烟囱；
8.3)在污水集输系统没有设置所述第一净风装置的井口和/或敞口位置均使用密封井盖密封处理；
9.没有启动所述第二净风装置时由所述第一净风装置对污水集输系统内部的vocs及臭气进行脱硫、氧化、吸附处理，并直接排出达标排放的气体；
10.启动所述第二净风装置时由所述第二净风装置将污水集输系统内部的 vocs及臭
气经所述引风机抽出，进入所述第二净风装置进行脱硫、氧化、吸附处理，经所述排气烟囱排出达标排放的气体，同时由所述第一净风装置向污水集输系统内部输入空气。
11.优选地，在安装所述第一净风装置前，先在安装井口制作井口混凝土基础，并埋设用于密封固定所述第一净风装置的定位预埋件。
12.优选地，每条污水集输管线的前后两端部分别设置一个所述第一净风装置，两条或两条以上的污水集输管线的汇集处增设一个集气井盖。
13.优选地，所述第一净风装置包括有与污水集输系统各井口位置密封连接的处理箱体，在所述处理箱体内部从下往上依序设置有预处理单元，膜处理单元，能够通过更换吸附材料、催化材料、分解材料而集脱硫、氧化、吸附为一体的吸附处理单元，所述处理箱体的顶部密封、固定有一排风盖，工业污水集输系统中的vocs及臭气通过各井口位置输出，进入处理箱体后经由预处理单元进行预处理，再由膜处理单元对进入的臭气进行脱水处理，最后经由吸附处理单元进行脱硫、氧化、吸附处理，最后从排风盖将达到排放标准的气体排入大气。
14.优选地，所述处理箱体分别形成有底座部分和主体部分，在所述底座部分的内部固定安装有能对进入所述处理体箱体内的所有vocs及臭气进行除雾除油处理的预处理单元。
15.优选地，所述处理箱体的底座部分安装有多个吊环定位杆，所述吊环定位杆为内螺纹通管，上部与吊环螺栓直接螺纹连接，底部与井口位置周边的定位预埋件和第一密封垫连接。
16.优选地，所述主体部分内部位于所述预处理单元的上方固定安装所述膜处理单元，所述膜处理单元包括有与所述处理箱体内壁固定连接的支撑架，经密封圏与所述支撑架密封连接的选择性无动力气体膜装置。
17.优选地，所述选择性无动力气体膜装置与处理箱体的形状相匹配，包括有位于四周的凸起、位于中间呈内凹状的盆底结构，在四周的凸起中间设置有一环形凹槽，所述盆底结构在中间最低位置设置有一通槽，并在通槽的中间设置有自动排水阻气装置，所述盆底结构从所述通槽往侧边形成倾斜面，在倾斜面上粘贴有选择性无动力气体膜。
18.优选地，所述吸附处理单元包括有与处理箱体内顶部拆卸连接的填料挂架，所述填料挂架底部安装有挂架插刀，所述挂架插刀与所述膜处理单元密封连接，所述填料挂架内部设置有多个上下平行且能分别填入、替换不同材料的填料盒，每个所述填料盒与填料挂架的连接处均设置有第二密封垫。
19.优选地，所述挂架插刀插入所述无动力气体膜装置的环形凹槽内，所述环形凹槽内注入有用于密封连接所述挂架插刀和所述无动力气体膜装置的液体果冻胶。
20.本发明中用于工业污水集输系统的vocs及臭气治理方法为每条污水集输管线以一种全新的分散式处理方式解决现有污水集输系统中无组织排放臭气中的vocs和h2s等臭气污染物问题，实现污水集输系统井内和排水管线内vocs、h2s等臭气收集、输送、净化处理和有组织排放。
21.通过集动力、多技术耦合联用的第二净风装置，在第二净风装置内设置预处理技术、脱硫技术、光催化氧化技术、生物除臭技术和吸附技术，将工业污水集输系统产生的臭气集中收集，并进行处理后排放。
22.本发明基于第一净风装置、第二净风装置的使用，可以实现模块化设计和标准化生产，具有投资运行成本低、处理效率和技术可行性高、布局灵活、安装维护简单便捷等特点。
附图说明
23.图1是本发明中治理方法的结构示意图。
24.图2是本发明中第一净风装置的主视示意图。
25.图3是本发明中第一净风装置的内部结构示意图。
26.图4是本发明中处理箱体的立体结构示意图。
27.图5是本发明中选择性无动力气体膜装置的立体结构示意图。
28.图6是本发明中选择性无动力气体膜装置的侧视示意图。
29.图7是图3中a部分的放大示意图。
[0030][0031]
图中标号说明：1第一净风装置、2第二净风装置、3井口混凝土地基、 4集气井盖、5引风机、6密封井盖、7污水集输管线、8排气烟囱、9管道、 10底座部分、11主体部分、12阻燃型保温层、13吊环定位杆、14吊环螺栓、 15定位预埋件、16第一密封垫、17预处理单元、18膜处理单元、19吸附处理单元、20、排风盖、30支撑架、31密封圏、32选择性无动力气体膜装置、 33环形凹槽、34凸起、35盆底结构、36自动排水阻气装置、37通槽、38选择性无动力气体膜、39液体果冻胶、40填料挂架、41填料盒、42挂架插刀、 43第二密封垫、50透气窗、51锁扣、52阻火网、53阻火型保温层、54第三密封垫
具体实施方式
[0032]
下面将结合附图对本发明中的具体实施例作详细说明，所描述的实施例仅仅是本发明的一具体实施例，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。
[0033]
如图1所示，本发明中用于工业污水集输系统的vocs及臭气治理方法包括以下步骤：
[0034]
1)对污水集输系统内各污水集输管线根据其走向进行规划与区分，对规划与区分后的每条污水集输管线(也称排水管线)7进行独立处理，具体在每条污水集输管线7的一个或一个以上井口处密封安装一个第一净风装置1；
[0035]
例如“田”字形分布的污水集输系统，按各污水集输管线7的走向区分，共有12条线段的污水集输管线7，以及9个污水集输管线7的汇集处，在每一线段的污水集输管线7上分布有多个水封井口、检查井口、隔油井口、集水井口等等。优选地，本发明在每一线段污水集输管线7起始端和末端的井口上各安装一个第一净风装置1，当然也可以将多个第一净风装置1安装在每一线段(条)污水集输管线7的多个井口上，具体的井口可以是水封井口、检查井口、隔油井口、集水井口不等；在第一净风装置1安装前，需在安装井口制作井口混凝土基础3，使地面坚固、平整，保证第一净风装置1安装和运行时的稳定性和密封性。
[0036]
2)在污水集输管线7的汇集处增加一个集气井盖4，用于收集污水集输系统内产生的臭气，集气井盖4经管道9依序连通引风机5、第二净风装置2 及排气烟囱8；
[0037]
具体是：仍以“田”字形分布的污水集输系统为例，在四个角落以及中间十字交错的位置处均设置一个集气井盖4，针对一个集气井盖4安装一组引风机5、第二净风装置2及排气烟囱8，利用引风机5经管道9、集气井盖 4将污水集输系统内的vocs及臭气抽出，进入第二净风装置2进行收集、输送、净化处理，最后由排气烟囱8有组织排放。第二净风装置2为一款动力型、多技术耦合联用的废气净化装置，涉及的耦合联用技术主要包预处理技术、脱硫技术、光催化氧化技术、生物除臭技术和吸附技术，将工业污水集输系统产生的臭气集中收集，并进行处理后排放。第二净风装置2可以采用现有有组织处理技术中的净风装置，在此不再详细说明。
[0038]
当然，第二净风装置2还可以安装在每条污水集输管线7的中间段，即在污水集输管线7的中间段设置集气井盖4，适用于较长距离的污水集输管线7，将污水集输管线7内的vocs及臭气抽出，进行有效处理。
[0039]
3)在污水集输系统没有设置第一净风装置1的井口和/或敞口位置均使用密封井盖6密封处理；
[0040]
具体是：每一线段(条)污水集输系统7中没有设置第一净风装置1的井口上均使用密封井盖6密封处理，即使用密封井盖6取代污水集输系统中原有的井盖，保证整个污水集输系统的密封性，使整个污水集输系统内部的气体只能通过第一净风装置1和/或第二净风装置2处理后排出；
[0041]
具体操作时按以下方式进行：
[0042]
通常状态下，由第一净风装置1对污水集输系统内部的臭气进行脱硫、氧化、吸附处理，并直接排出达标排放的气体；具体是利用第一净风装置1 内部的膜处理单元18实现无动力运行，完成无组织排放气体的净化。详细地说，污水集输系统内挥发的有毒有害气体首先进入第一净风装置1的预处理单元17去除水雾和油气，然后通过膜处理单元18实现污染物质的富集筛选，污染物中的h2s通过吸附处理单元中的脱硫单元后被分解去除，大半部分vocs及其他臭气通过催化氧化单元后聚合分解，剩余极少数vocs和其他臭气最终在吸附单元彻底被吸附净化。
[0043]
当污水集输系统内部气体压力达到预定数值时，启动第二净风装置2；由第二净风装置2将污水集输系统内部的vocs及臭气经由引风机5抽出，经第二净风装置2进行脱硫、氧化、吸附处理，最后经排气烟囱8排出达标排放的气体。经第一净风装置1和第二净风装置2净化后的气体各项污染物指标符合国家相关规范规定的排放标准，彻底解决了企业厂区内污水集输系统无组织排放臭气带来的安全隐患和环保风险。
[0044]
当然，第二净风装置2、引风机5、排气烟囱8也可以根据污水集输系统的长度跟工况调整启停时间，定期启动。
[0045]
在第二净风装置2、引风机5、排气烟囱8工作时，第一净风装置1反向进气，将空气经第一净风装置1输入工业污水集输系统内，补充工业污水集输系统的气体压力。
[0046]
如图2、图3所示，第一净风装置1包括有处理箱体，该处理箱体的底部呈敞口状，可以与检查井、污水井和/或敞口位置密封连接，顶部密封固定连接排风盖20，使检查井、污水井和/或敞口位置排放的vocs及臭气全部进入处理箱体，在处理箱体内部进行除雾除油、除水、脱硫、氧化及吸附处理，达到排放标准后从排风盖20排入空气中。
[0047]
处理箱体由金属材料一体成形，当然也可以是其他具防火功能的塑料一体注塑成
形。本发明中的处理箱体为一个仅有上、下敞口的密闭式箱体，形成底座部分10和主体部分11，纵向截面呈倒置的t字形，横向截面可以是方形，也可以是圆形等其他形状，如图4所示，本实施例以方形为例加以说明。处理箱体内部从下往上依序固定安装有预处理单元17，膜处理单元18，集脱硫、氧化、吸附功能为一体的吸附处理单元19。具体是：
[0048]
如图3所示，处理箱体在主体部分11的内壁面以粘贴的方式固定安装有阻燃型保温层12。在底座部分10的四个角落处分别安装有一个惯穿底座部分10的吊环定位杆13。吊环定位杆13为内螺纹通管，上部与吊环螺栓14 直接螺纹连接，方便安装与拆卸；底部与井口混凝土地基3中预埋的定位预埋件15连接，并在底座部分10与定位预埋件15连接之前由第一密封垫16 密封，防止从检查井、污水井和/或敞口位置排放的臭气从处理箱体与地面之间的间隙排出。
[0049]
底座部分10的内部固定安装预处理单元17，该预处理单元17的形状与处理箱体的形状，本实施例为一方形除雾装置，经紧定螺钉(图中未示出) 定位固定在底座部分10的内顶部，使进入处理体箱体内的所有气体全部经过除雾装置后才能上升进入到主体部分11内。除雾装置则采用市售成熟产品，对其具体结构及工作原理不再详细说明。
[0050]
主体部分11内部位于预处理单元17的上方固定安装膜处理单元18，如图3所示，该膜处理单元18包括有与处理箱体内壁面以焊接等连接方式固定的支撑架30，经密封圏31、螺栓等连接件与支撑架30密封连接的选择性无动力气体膜装置32。详细地说，选择性无动力气体膜装置32与处理箱体的形状相匹配，呈方形，如图5所示，包括有位于四周的凸起34、位于中间呈内凹状的盆底结构35，在四周凸起34的中间设置有一环形凹槽33，盆底结构35在中间最低位置设置有一通槽37，并在通槽37的中间安装有自动排水阻气装置36，该自动排水阻气装置36的材质为abs pc塑料，能够将通槽 37内的多余液体排出。盆底结构35从通槽37往两侧边形成倾斜面，在每一侧边的倾斜面上粘贴有选择性无动力气体膜38，可以使用经除雾装置进入的气体经选择性无动力气体膜38进入到膜处理单元18的上方，水则由选择性无动力气体膜38阻止在膜处理单元18的下方。少量经选择性无动力气体膜 38进入到膜处理单元18上方的水经通槽37汇集后从自动排水阻气装置36 排出。选择性无动力气体膜38采用市售成熟产品，不再详细说明。
[0051]
处理箱体的内顶部安装吸附处理单元19，吸附处理单元19包括有固定安装在处理箱体内顶部的填料挂架40，填料挂架40为一与处理箱体形方匹配的方形框架，四周封闭，两端敞口结构。填料挂架40底部安装有方形挂架插刀42，当填料挂架40安装在处理箱体内部后，挂架插刀42刚好插入到选择性无动力气体膜装置32凸起上设置的环形凹槽33内，再在环形凹槽33内注入液体果冻胶39，液体果冻胶39凝固后在膜处理单元18和吸附处理单元 19之间形成很好的密封效果，同时填料挂架40的底部抵接在选择性无动力气体膜38的凸起34上表面，如图6所示。
[0052]
填料挂架40内部装有三个上下平行设置的填料盒41，填料盒41通过抽屉式结构插入安装，从下往上三个填料盒41内部依序填装有分解材料、催化材料、吸附材料，可以对集输系统中臭气进行脱硫、氧化、吸附等有效处理，每个填料盒41与填料挂架40之间的连接处均设置有第二密封垫43，该第二密封垫43为橡胶密封垫，能够有效控制臭气流动方向，提高处理效率。需要更换填料时，吸附处理单元19连同膜处理单元18一起取出，进行填料的更换，以及选择性无动力气体膜38的更换。
[0053]
处理箱体上部装有可拆卸的排风盖20，在排风盖20装有透气窗50，并且透气窗50的内部装有阻火网52，阻火网52的材质为黄铜，排风盖20的内壁装有阻火型保温层53，排风盖20通过内部安装的两件锁扣51与处理箱体顶部隐藏式锁合连接，并在排风盖20与处理箱体之间由第三密封垫54密封，如图7所示。
[0054]
上面尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。