一种恶臭气体处理方法及系统与流程

本发明涉及环保技术领域，特别是涉及一种恶臭气体处理方法及系统。

背景技术：

当下，随着我国城市化进程的不断加速，城市垃圾处理已经成为了一个十分严峻的问题。在垃圾处理的三种方法(卫生填埋、焚烧和堆肥)中，焚烧处理具有明显的减量化效果，可使处理后的垃圾减重80％和减容90％以上，尤其是在经济发达、生活垃圾热值较高、土地资源紧张的城市，焚烧处理方法前景最为可观。另外，垃圾焚烧方法还能回收余热进行发电，达到资源化利用的目的。因而，焚烧处理方法日益成为不同规模城市倾向选择的生活垃圾处置途径。

在垃圾焚烧厂，为保证垃圾焚烧的效果和能效利用，通常将将垃圾倾卸至垃圾储坑内，并在垃圾坑内一般要经5～7天左右的静置堆放和发酵脱水，热值提高后再进入焚烧炉处理。垃圾在垃圾储坑停放过程中，会产生硫化氢、硫醇、氨等有强烈恶臭物质。在垃圾焚烧炉正常运转过程中，该恶臭气体通常经一次风机抽吸后送入焚烧炉中进行焚烧处理。但在焚烧炉检修或不能满负荷运转情况下，该恶臭气体不能全部通过或不能通过焚烧炉进行处理，若不经有效控制，必将对周围环境和周边居民生活造成很大的影响，因此需对垃圾储坑中产生的恶臭气体配套恶臭应急处理设施，防止恶臭污染，避免影响环境。

现有的应急恶臭处理方法大都采用活性炭吸附方法，然而，活性炭对于恶臭气体吸附容量有限，若活性炭装填量多，则存在占地面积大，设备投资费用高等缺陷。若装填量少，则吸附装置很快饱和，而采用更换活性炭，则存在吸附了恶臭气体的活性炭异味严重，更换过程因活性炭洒落或气味散逸的原因，容易引起二次污染，而且，更换下来的活性炭需按危废方式处置，处理成本较高。

因此，开发一种实用性的垃圾储坑恶臭应急处理方法愈显必要。

相对于活性炭方法，化学氧化法具有耐冲击负荷，操作方便，投资费用低等优点，是适合于垃圾储坑恶臭应急处理的可供选择的方法。但该方法在处理难溶于水的恶臭物质，如硫醇、大分子有机胺等时，因受控于气液传质效率的影响，对该类物质的净化效果不尽人意。另外，经济性较好的常用化学氧化剂一般为次氯酸钠、双氧水等，但受限于化学氧化剂的氧化还原电位，某些恶臭物质与化学氧化剂的反应很困难。因此，化学氧化法应用于垃圾储坑恶臭应急处理的关键是解决气液传质问题及增强化学氧化剂与恶臭物质的反应速率问题。

本专利拟采用一种化学稳定性高和助溶性好的试剂强化恶臭成份相转移，并辅助疏水性吸附材料，将恶臭污染物有效转移至液相环境中，再通过化学氧化的方法将污染物分解的方法，从而提供一种实用且廉价的垃圾储坑恶臭应急控制方法。

本专利技术能够强化该气液传质过程，并采用双氧水、次氯酸、高锰酸钾等氧化剂对其进行有效的氧化降解，高效快捷地将恶臭气体净化。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种恶臭气体处理方法，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种恶臭气体处理方法，包括如下步骤：

1)对待处理气体进行相转移处理和氧化处理；

2)将经受相转移处理和氧化处理后的气体进行除液处理。

本发明中，所述待处理气体可以为恶臭气体，更具体可以为恶臭废气，所述恶臭气体通常含有一定量的硫化氢、硫醇、氨等有强烈恶臭的物质，其废气臭气浓度通常不小于10000(测量标准参照GB 14554-93)。进一步具体的，所述恶臭气体可以为垃圾储坑恶臭废气，所述垃圾储坑恶臭废气通常指垃圾在垃圾储坑内静置堆放和发酵脱水过程中所产生的包含有硫化氢、硫醇、氨等强烈恶臭物质的气体。

在本发明一实施方式中，所述步骤1)中，可以对待处理气体进行相转移处理，将经受相转移处理后的气体进行氧化处理。

所述相转移处理通常指将一种或多种物质从一相转移到另一相当中的处理方法，例如，在本发明中，相转移可以是指将物质从气相转移至液相中。

优选的，所述相转移处理具体为将相转移反应液与待处理气体进行气液接触，从而可以使得待处理气体中的一种或多种物质被相转移至相转移反应液中。所述待处理气体可以一次或多次与相转移反应液进行气液接触。

在本发明一优选实施方式中，可以通过对待处理气体进行喷淋相转移反应液的方式进行相转移处理。

更优选的，所述相转移反应液包括相转移促进剂。所述相转移促进剂通常为可以强化目标物质(例如，硫化氢、硫醇、氨等有强烈恶臭的物质)的气液传质效率的物质，在本发明一优选实施方式中，所述相转移促进剂选自聚醚(聚乙二醇醚)、季鏻盐等中的一种或多种的组合。所述聚醚分子量不低于400，所述季鏻盐为磷离子中的四个氢原子都被烃基取代而生成的化合物，通式R₄PX，例如可以是四丁基溴化鏻、四(二乙胺基)溴化鏻、三(哌啶基)一(二乙胺基)溴化鏻、三(吗啉基)一(二乙胺基)溴化鏻、三(二丁胺基)一(二乙胺基)溴化鏻和二(哌啶基)一二(二乙胺基)溴化鏻等中的一种或多种的组合。

本领域技术人员可根据待处理气体的参数以及相转移促进剂的种类调整相转移反应液的溶剂、相转移反应液中相转移促进剂的浓度、相转移促进剂的使用量等。所述相转移反应液的溶剂可以为各种适用于废气处理的溶剂，在本发明一优选实施方式中，所述相转移反应液为相转移促进剂的水溶液；在本发明另一优选实施方式中，所述相转移反应液中相转移促进剂的浓度为0.1-5wt％；在本发明另一优选实施方式中，相转移反应液与待处理气体的液气比为0.5-3L液体/m³气体。

优选的，所述相转移处理在吸附材料存在的条件下进行。所述吸附材料通常为多孔材料，所述吸附材料的孔径可以为0.3nm-300nm。本领域技术人员可根据反应条件选择合适的吸附材料，通常可以是表面经过疏水处理的硅基多孔材料，例如可以是疏水沸石(表面经过疏水处理的沸石)、疏水介孔材料(表面经过疏水处理的介孔材料)中的一种或多种的组合。所述硅基多孔材料中Si的含量通常不小于70wt％、75wt％或80wt％。对硅基多孔材料进行疏水处理的方法应该是本领技术人员已知的，例如，可以是对硅基多孔材料进行硅氧烷处理改性，硅氧烷的例子包括但不限于氢聚甲基硅氧烷(PMHS)等。

所述氧化处理通常指使一种或多种物质被氧化的处理方法，例如，在本发明中，通过化学氧化剂使气体中可被氧化的物质发生氧化反应。

优选的，所述氧化处理具体为将氧化反应液与待处理气体进行气液接触，从而使得待处理气体中的一种或多种物质被氧化。所述待处理气体可以一次或多次与氧化反应液进行气液接触。

在本发明一优选实施方式中，可以通过对待处理气体进行喷淋氧化反应液的方式进行氧化处理。

更优选的，所述氧化反应液包括氧化剂。所述氧化剂通常为具有氧化性的物质，在本发明一优选实施方式中，所述氧化剂选自次氯酸钠、双氧水、高锰酸盐等中的一种或多种的组合。

本领域技术人员可根据反应气体的参数以及氧化剂的种类调整氧化反应液的溶剂、氧化反应液中氧化剂的浓度、氧化剂的使用量等。所述氧化反应液的溶剂可以为各种适用于废气处理的溶剂，在本发明一优选实施方式中，所述氧化反应液为氧化剂的水溶液；在本发明另一优选实施方式中，所述氧化反应液中氧化剂的浓度为1-10wt％；在本发明另一优选实施方式中，氧化反应液与待处理气体的液气比为0.5-3L液体/m³气体。

所述除液处理通常去除气体中所包含的液体的处理方法，例如，在本发明中，通过除液装置使气体中的液体被分离和/或去除。所述除液装置可以是各种适用于废气处理的除液器，例如，可以使用折流板型除液器，所述折流板型除液器通常通过改变流体流向从而达到分离气相和液相的目的。

经受除液处理以后所获得的气体中废气臭气浓度可以不大于300(测量标准参照GB14554-93)，远低于《国家恶臭污染物排放标准》GB 14554-93之规定值2000，可以被排放如大气。

本发明第二方面提供一种恶臭气体处理系统，包括：气体处理单元和除液单元，所述气体处理单元和除液单元流体连通，所述气体处理单元包括相转移处理单元和氧化处理单元，所述相转移处理单元和氧化处理单元流体连通。

优选的，所述相转移处理单元、氧化处理单元、除液单元可以依次流体连通。

具体的，所述相转移处理单元包括一层或多层相转移处理装置，所述相转移处理装置通常指对待处理气体进行相转移处理的装置。当所述相转移处理单元包括多层相转移处理装置时，各相转移处理装置之间可以流体连通。

优选的，所述相转移处理装置具体指将相转移反应液与待处理气体进行气液接触的装置，从而可以使得待处理气体中的一种或多种物质被相转移至相转移反应液中。

优选的，所述相转移处理装置可以包括吸附材料。所述吸附材料通常为多孔材料，所述吸附材料的孔径可以为0.3nm-300nm。本领域技术人员可根据反应条件选择合适的吸附材料，通常可以是表面经过疏水处理的硅基多孔材料，例如可以是疏水沸石、疏水介孔材料中的一种或多种的组合。所述硅基多孔材料中Si的含量通常不小于70wt％、75wt％或80wt％。

在本发明一优选实施方式中，所述相转移处理装置包括喷淋装置，所述喷淋装置可以对待处理气体喷淋相转移反应液。

具体的，所述氧化处理单元包括一层或多层氧化处理装置，所述氧化处理装置通常指对待处理气体进行氧化处理的装置。当所述相转移处理单元包括多层氧化处理装置时，各氧化处理装置之间可以流体连通。

优选的，所述氧化处理装置具体指将氧化反应液与待处理气体进行气液接触的装置，从而使得待处理气体中的一种或多种物质被氧化。

在本发明一优选实施方式中，所述氧化处理装置包括喷淋装置，所述喷淋装置可以对待处理气体喷淋氧化反应液。

具体的，所述除液单元包括除液装置，所述除液装置通常指对经受相转移处理和氧化处理后的气体进行除液处理的装置。

所述除液装置可以是各种适用于废气处理的除液器，例如，可以是折流板型除液器。

在本发明一实施方式中，所述恶臭气体处理系统还可以包括相转移反应液存储单元，相转移反应液存储单元包括相转移反应液储罐，所述相转移反应液储罐与气体处理单元流体连通，更具体的，所述相转移反应液储罐与相转移处理单元流体连通。

在本发明一实施方式中，所述恶臭气体处理系统还可以包括氧化反应液存储单元，所述氧化反应液存储单元包括氧化反应液储罐，所述氧化反应液储罐与气体处理单元流体连通，更具体的，所述氧化反应液储罐与氧化处理单元流体连通。

在本发明一实施方式中，所述恶臭气体处理系统还可以排出单元，所述排出单元包括排出装置，所述排出装置与除液单元流体连通，所述排出装置可以用于排出经受除液处理后的气体。

本发明所提供的恶臭气体处理方法及系统与现有技术相比，本专利具有以下优点和效果：

1)所述方法适应性强，耐冲击负荷，不仅适用于水溶性恶臭物质，也可用于水溶性较差污染物净化。

2)融合了助溶吸收和多孔吸附，强化了气体中的污染物转移至液相中的传质过程，增强了气体污染物净化效率。

3)可根据污染物浓度变化，实时调整吸收-氧化液使用浓度，提高反应系统的适用范围。

4)采用耐腐蚀材料，不存在填料的更换问题和二次处理问题。

附图说明

图1显示为本发明恶臭气体处理系统示意图。

图2显示为本发明恶臭气体处理系统一具体实施方式示意图。

元件标号说明

11 气体处理单元

111 相转移处理单元

112 氧化处理单元

12 除液单元

13 相转移反应液存储单元

14 氧化反应液存储单元

15 排出单元

16 待处理气体

21 塔体

211 相转移处理装置

212 氧化处理装置

213 除液装置

214 喷淋装置

22 相转移反应液储罐

23 氧化反应液储罐

24 排出装置

241 引风机

242 排气筒

25 计量泵

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图2所示，本发明提供一种恶臭气体处理系统，包括作为气体处理单元的塔体21，所述反应塔体可以采用玻璃钢或聚丙烯等耐腐蚀材质，空塔过流速度可以为0.1～3m/s，塔体21的形状可以采用圆筒状或方形结构，气流方式为下进上出或上进下出形式，塔体上设置人孔和观察孔，观察孔采用前后对开形式，以便于采光观察；塔体与循环槽连为一体，以节省设备占地面积。所述塔体21可以包括多层气液接触装置(可以进行分隔，根据需要可以设计成2层或更多层)，例如塔体21中设计为两层气液接触单元，两层气液接触单元分别为相转移处理装置211和氧化处理装置212，每层高度500～1200mm，气液接触单元中包括支撑板，所述支撑板采用玻璃钢、聚酯等耐腐蚀材料，板上开小孔，孔大小10～50mm，小孔流速3～7m/s，该支撑板除了承托填料，还具有布气均质作用。所述塔体21的各层均可以设有喷淋装置214，以实现待处理气体与反应液的气液接触。所述塔体21的出口处设有除液装置213，塔内气流采用下进上出形式时，除液装置213可以设置于塔体内；塔内气流采用上进下出形式时，除液装置213可以设置于塔体21出风口处。除液装置213可以为各种除液器，例如可以为过滤式或折流板式。所述相转移处理装置211中可以设有辅助载体，所述辅助载体为表面多孔的空心塑料球，球直径大小为20～80mm，材质为聚酯或聚四氟材质等耐腐蚀材料，塑料球内填充疏水性吸附材料，所述吸附材料通常为疏水性的，所述疏水性吸附材料可以为大孔径疏水沸石、疏水介孔材料等，吸附材料的形状没有特殊限制，具体可以为球形、粒状或棒状等，例如可以为1-10mm左右的球形颗粒。

所述恶臭气体处理系统还可以包括排出装置24，所述排出装置24与除液装置213流体连通，经受除液处理后的气体可以通过排出装置24排出，所述排出装置24可以包括例如引风机241、排气筒242等。所述相转移反应液储罐22与相转移处理装置211流体连通，相转移反应液储罐22与相转移处理装置211之间的管道上还可以设有计量泵25。所述氧化反应液储罐23与氧化处理装置212流体连通，氧化反应液储罐23与氧化处理装置212之间的管道上也可以设有计量泵25。

实施例1

一日处理500吨生活垃圾焚烧处理厂，应急状况下垃圾储坑的恶臭废气量30000m³/h，臭气浓度10000，所用相转移促进剂为聚醚，分子量为600，其水溶液使用浓度1wt％；氧化剂采用双氧水水溶液，使用浓度3wt％。氧化塔采用下进上出方式，塔径为4m，设置两级接触反应单元，分别为相转移处理单元和氧化处理单元(相转移处理单元位于下方，氧化处理单元位于上方，待处理气体先进入相转移处理单元，再进入氧化处理单元)，每级高度800mm，喷淋单元由喷管和喷嘴组成，喷管和喷嘴采用耐腐蚀材料，液气比为1L液体/m³气体。所用循环泵为耐腐蚀卧式离心泵，流量30m³/h，扬程25m。

所述反应塔体采用玻璃钢材质，空塔过流速度为0.8m/s，采用圆筒状或方形结构，气流方式为下进上出形式，塔体上设置人孔和观察孔，观察孔采用前后对开形式，以便于采光观察；塔体与循环槽连为一体，以节省设备占地面积。塔内气流采用下进上出形式时，除液器设置于塔体内，除液器采用过滤式或折流板式。相转移处理装置中所用吸附性材料为疏水沸石，圆粒状，粒径8mm，该材料内置于辅助载体内。所用辅助载体为表面镂空的空心塑料球，球直径30mm，表面镂空的小孔孔径6mm，以保证疏水沸石不漏出。

经本工艺系统处理后，排气筒高度15米，其出口废气臭气浓度小于300，远低于《国家恶臭污染物排放标准》GB 14554-93之规定值2000。

实施例2

一日处理600吨生活垃圾焚烧处理厂，应急状况下垃圾储坑的恶臭废气量35000m³/h，臭气浓度12000，所用相转移促进剂为四丁基溴化鏻，其水溶液使用浓度5wt％；氧化剂采用次氯酸钠水溶液，使用浓度1wt％。氧化塔采用下进上出方式，塔径为4m，设置两级接触反应单元，分别为相转移处理单元和氧化处理单元(相转移处理单元位于下方，氧化处理单元位于上方，待处理气体先进入相转移处理单元，再进入氧化处理单元)，每级高度600mm，喷淋单元由喷管和喷嘴组成，喷管和喷嘴采用耐腐蚀材料，液气比为0.5L液体/m³气体。所用循环泵为耐腐蚀卧式离心泵，流量30m³/h，扬程25m。

所述反应塔体采用玻璃钢材质，空塔过流速度为2.5m/s，采用圆筒状或方形结构，气流方式为下进上出形式，塔体上设置人孔和观察孔，观察孔采用前后对开形式，以便于采光观察；塔体与循环槽连为一体，以节省设备占地面积。塔内气流采用下进上出形式时，除液器设置于塔体内，除液器采用过滤式或折流板式。相转移处理装置中所用吸附性材料为疏水沸石，圆粒状，粒径8mm，该材料内置于辅助载体内。所用辅助载体为表面镂空的空心塑料球，球直径30mm，表面镂空的小孔孔径6mm，以保证疏水沸石不漏出。

经本工艺系统处理后，排气筒高度15米，其出口废气臭气浓度小于300，远低于《国家恶臭污染物排放标准》GB 14554-93之规定值2000。

实施例3

一日处理800吨生活垃圾焚烧处理厂，应急状况下垃圾储坑的恶臭废气量25000m³/h，臭气浓度11000，所用相转移促进剂为聚醚，分子量为400，其水溶液使用浓度0.2wt％；氧化剂采用双氧水水溶液，使用浓度10wt％。氧化塔采用下进上出方式，塔径为4m，设置两级接触反应单元，分别为相转移处理单元和氧化处理单元(相转移处理单元位于下方，氧化处理单元位于上方，待处理气体先进入相转移处理单元，再进入氧化处理单元)，每级高度1000mm，喷淋单元由喷管和喷嘴组成，喷管和喷嘴采用耐腐蚀材料，液气比为3L液体/m³气体。所用循环泵为耐腐蚀卧式离心泵，流量30m³/h，扬程25m。

所述反应塔体采用玻璃钢材质，空塔过流速度为0.2m/s，采用圆筒状或方形结构，气流方式为下进上出形式，塔体上设置人孔和观察孔，观察孔采用前后对开形式，以便于采光观察；塔体与循环槽连为一体，以节省设备占地面积。塔内气流采用下进上出形式时，除液器设置于塔体内，除液器采用过滤式或折流板式。相转移处理装置中所用吸附性材料为疏水沸石，圆粒状，粒径2mm，该材料内置于辅助载体内。所用辅助载体为表面镂空的空心塑料球，球直径30mm，表面镂空的小孔孔径1mm，以保证疏水沸石不漏出。

经本工艺系统处理后，排气筒高度15米，其出口废气臭气浓度小于300，远低于《国家恶臭污染物排放标准》GB 14554-93之规定值2000。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。