本发明属于烟气净化处理领域，特别是涉及一种市政污水厂污泥干化的烟气处理系统及其处理工艺。
背景技术：
随着我国城市化脚步的加快，由污水处理产生的大量污泥的任意堆放和投弃对环境造成了新的污染。而污泥热干化处理通过高温对污泥进行有效消毒灭菌，不论采用的是间接还是采用直接的处理方式，混合气体中均包含了来自热源的烟气、污泥蒸发的水汽以及污泥释放的各种气体。
污泥干化尾气主要存在以下特点：一方面温度较高：污泥干化的适宜干化温度范围为150～250℃，尾气处理工艺都需要首先进行烟气的冷却降温，一般设置旋风除尘、冷凝降温、水旋喷淋等装置，根据产品干化程度选配；另一方面污泥干化烟气属刺激性臭气，主体为各种无机、有机成份的复杂性气体，主要为有机化合物：低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物；无机化合物：氨(NH3)、膦(PH3)、硫化氢(H2S)。这些恶臭气体若不经处理排放到大气中，将对人体和人类生活产生影响和危害。因此，针对污泥干化烟气的温度高、成分复杂的特点，在应用热干化技术处理污泥的同时，对干化后尾气进行除尘、降温、臭气进一步处理是一个必不可少的步骤。
目前，污泥干化烟气冷却工艺存在需水量大，能耗高，占地面积大等状况；尾气臭气处理工艺复杂，成本及运行费用高，臭气浓度指标不达标，导致了针对普通市政污水厂的污泥干化及臭气体处理工艺未能实现大规模的推广应用。因此，如何应用厂区再生水的丰富资源，以废治废，开发出节能、高效、资源循环利用，符合清洁生产要求的污泥干化的烟气处理系统成为当务之急，对于推动市政污水厂污泥干化技术的发展和应用具有重要意义。
经检索，国内外发明专利中污泥干化的烟气处理系统的专利较少，经检索目前的相关专利文献如下：
申请号为201520074899.1的文献公开了一种污泥干化焚烧及无害化烟气处理装置，该方法提供了一种技术方案，将污泥焚烧，并对烟气高温分解，消除焚烧中产生的二恶英，对高温分解后的烟气，采用急冷处理，使烟气温度骤降到180℃，从而有效杜绝了二恶英再度聚合的可能，同时对高温烟气的热能实行回收，有效节省了能源和成本。但该方法的工艺复杂，设备较多，采用的布袋除尘、活性碳吸附存在吸附饱和的问题，需要不断更换，前期投入及运行成本高。
申请号为201520355290.1的文献公开了一种焚烧半干污泥和生活垃圾的烟气处理系统，以解决现有技术中尚无合适的烟气处理系统实现协同焚烧半干化和生活垃圾的缺陷。但该焚烧系统的协同焚烧炉温为900-1000℃，出口烟气温度850-1000℃，后续余热利用的工艺设备复杂，余热进行发电，但此工艺只有在大型的污水处理设施才能利用此工艺，不适用于一般污水厂的污泥干化烟气。
申请号为201120383959.X的文献公开了一种污泥焚烧的干式烟气处理系统，焚烧后产生的约220℃的烟气进行旋风除尘，气体冷却，加入脱硫剂并使用布袋除尘进行处理，对烟尘的去除率在99.9％以上，但此工艺只能针对烟尘有较高的去除效果，对臭气的VOCs并没有实质性的去除，臭气浓度指标依然不能达标。
上述发明对于烟气热污染没有实质性的降低或者需要花费巨额成本来达到处理效果，关于污泥干化尾气的处理，目前国内采用的工艺并不很成熟，仅仅是大型污水处理设施的污泥干化尾气得到有效处理。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术不足，提供一种市政污水厂污泥干化的烟气处理系统及其处理工艺，该系统以污水厂区二沉池出水冷却喷淋烟气降温，具有防止系统结垢堵塞的功能，与周边生态环境结合设计的结构简单、高效、环保和节能。
本发明的一个目的是提供一种市政污水厂污泥干化的烟气处理系统，所述烟气处理系统包括引风机、烟气冷却及反冲洗系统、生物洗涤+生物滤池系统和尾气深度处理系统；
污泥干化烟气出口与所述的引风机、烟气冷却及反冲洗系统、生物洗涤+生物滤池系统和尾气深度处理系统依次通过管道串联连接；
所述烟气处理系统还包括烟气冷却及反冲洗系统的附属系统，所述烟气冷却及反冲洗系统的附属系统包括反冲洗系统和酸碱溶液投加系统，分别在烟气冷却及反冲洗系统的烟气进出处接入烟气处理系统。
进一步地，所述烟气冷却及反冲洗系统从下到上依次设有气水反冲洗模块、填料区、化学浸润模块和冷却喷淋模块；并在所述烟气冷却及反冲洗系统的下端设置进风口，上端设置出风口。
进一步地，所述烟气冷却及反冲洗系统以二沉池出水冷却喷淋烟气，用于去除自身大部分溶解性污染物(VSS)。
进一步地，所述酸碱溶液投加系统，对所述填料区进行酸碱浸泡，防止填料堵塞及结垢。
进一地，所述反冲洗系统，以所述气水反冲洗模块为核心，所述气水反冲洗模块的始端设有反冲洗风机，并与二沉池出水的储水箱相连接，所述气水反冲洗模块与所述二沉池出水的储水箱之间设有反冲洗水泵，对所述填料区进行反冲洗，实现填料自净。
进一步地，所述生物洗涤+生物滤池系统为一体化系统，包括生物洗涤池、生物滤池、喷淋水泵及喷淋水箱；所述生物洗涤池，用于去除亲水性污染物，所述生物滤池用于去除非亲水性VOCs污染物。
进一步地，所述尾气深度处理系统包括地埋式配气管和排气烟囱，尾气通过排气烟囱直接排放，或将尾气通入污水厂草坪底下的地埋式配气管，利用土壤的截留降解作用进行深度处理后排放。
进一步地，所述烟气处理系统还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括检测仪表和变频控制柜，用于配备所述烟气处理系统内风量、进出气中物料浓度、温度、液体喷淋量和压力数据。
本发明的另一个目的是提供一种市政污水厂污泥干化的烟气处理工艺，包括以下步骤：
(1)市政污水厂污泥干化的烟气由引风机连续输送至烟气冷却及反冲洗系统进行烟气冷却，具体地，烟气从进风口进入烟气冷却及反冲洗系统，穿过气水反冲洗模块后进入填料区，在水源为二沉池出水的冷却喷淋模块的喷淋作用下，温度降至40℃以下并去除自身大部分溶解性污染物(VSS)；
(2)通过中间连接管依次进入生物洗涤池和生物滤池，同时利用喷淋水泵抽取喷淋水箱中的二沉池出水，对生物洗涤池和生物滤池中的烟气进行喷淋，前者用于降解亲水性污染物，后者用于降解非亲水性VOC污染物；
(3)当臭气浓度较低时，处理后的尾气直接通过所述排气烟囱排放；当臭气浓度较高时，处理后的尾气通过污水厂草坪底下的地埋式配气管，利用土壤的截留降解作用，使臭气浓度进一步降低后排放。
进一步地，所述烟气处理工艺还包括步骤(4)，当所述烟气冷却及反冲洗系统出现结垢沉积，且风阻大于500Pa，通过所述酸碱溶液投加系统，对所述填料区填料进行浸泡，即采用酸液和碱液，通过化学浸润模块对填料区进行交替浸润，利用所述气水反冲洗模块对填料区进行气水反冲洗，反冲洗水亦通过回流泵回流到污水处理厂生化池。
进一步地，所述烟气冷却及反冲洗系统中，污泥干化烟气换热后的洗涤水通过所述烟气冷却及反冲洗系统底部的回流泵回流到污水处理厂生化池。
本发明的市政污水厂污泥干化的烟气处理系统，以二沉池出水冷却喷淋烟气，可节约25％至30％的运行成本，实现厂区再水生水资源循环利用，并去除自身大部分溶解性污染物(VSS)降低后续处理的负荷；同时，通过酸碱溶液投加系统，对填料进行酸碱浸泡，可防止烟气结垢和沉积堵塞。再通过反冲洗系统，对填料进行反冲洗，实现填料自净。
本发明以生物洗涤、生物过滤技术为核心处理工艺，将亲水和非亲水性VOCs分段处理，前者用于去除亲水性污染物，后者用于去除非亲水性VOC污染物，二者联合处理大大降低臭气浓度。通过有效的统一设计，组合控制及工艺参数优化调整，实现了管理，操作，控制的整体运行效果。
尾气通入污水厂草坪底下的地埋式配气管，利用土壤的截留降解作用，对尾气进行深度处理，使臭气浓度降低，同时使得绿化草坪免于洒水和施肥。整个系统与周边生态环境结合设计，符合清洁生产的理念，具有节能、高效、装置简单、运行和维护费用低、无二次污染，环境友好的特点。
污泥干化烟气处理系统对VOCs、硫化氢和氨气成分有很强的去除效果，对VOCs的去除率高达到96％以上，硫化氢和氨气均未检出。
附图说明
图1本发明的市政污水厂污泥干化的烟气处理系统的结构示意图；
其中，1-引风机、2-气水反冲洗模块、3-填料区、4-化学浸润模块、5-冷却喷淋模块、6-连接管、7-回流泵、8-反冲洗风机、9-反冲洗水泵、10-二沉池出水储水箱、11-酸液、12-碱液、13-生物洗涤池、14-生物滤池、15-喷淋水泵、16-喷淋水箱、17-地埋式配气管和18-排气烟囱。
现结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种市政污水厂污泥干化的烟气处理系统包括：包括引风机1、烟气冷却及反冲洗系统、生物洗涤+生物滤池系统和尾气深度处理系统；污泥干化烟气出口与所述的引风机、烟气冷却及反冲洗系统、生物洗涤+生物滤池系统和尾气深度处理系统依次通过管道串联连接；所述烟气处理系统还包括烟气冷却及反冲洗系统的附属系统，所述烟气冷却及反冲洗系统的附属系统包括反冲洗系统和酸碱溶液投加系统，分别在烟气冷却及反冲洗系统的烟气进出处接入烟气处理系统。
烟气冷却及反冲洗系统始端设置风机1，烟气冷却及反冲洗系统从下到上依次设有气水反冲洗模块2、填料区3、化学浸润模块4和冷却喷淋模块5；并在所述烟气冷却及反冲洗系统的下端设置进风口，上端设置出风口。
反冲洗系统，以所述气水反冲洗模块2为核心，气水反冲洗模块2始端设有反冲洗风机8，并与二沉池出水的储水箱10相连接，所述气水反冲洗模块2与所述二沉池出水的储水箱10之间设有反冲洗水泵9，对填料区3进行反冲洗，实现填料自净。烟气冷却及反冲洗系统以二沉池出水冷却喷淋烟气，用于去除自身大部分溶解性污染物(VSS)。酸碱溶液投加系统，对所述填料区进行酸碱浸泡，防止填料堵塞及结垢。
生物洗涤+生物滤池系统为一体化系统，包括生物洗涤池13、生物滤池14、喷淋水泵15及喷淋水箱16；所述生物洗涤池，用于去除亲水性污染物，所述生物滤池用于去除非亲水性VOCs污染物。
尾气深度处理系统设置地埋式配气管17及排气烟囱18，通过将尾气通入污水厂草坪底下的地埋式配气管，利用土壤的截留降解作用进行深度处理后排放。
本实施例的烟气处理系统还包括自动控制系统，包括检测仪表和变频控制柜，用于配备所述烟气处理系统内风量、进出气中物料浓度、温度、液体喷淋量和压力数据。
本实施例烟气气量：4500m3/h；厂区二沉池需水量(用于烟气冷却除尘)：1.5m3/h，烟气冷却塔尺寸：￠＝3.0m，H＝6.0m；进气温度：120℃；出气温度：45℃；酸、碱反冲洗时间：20min/次。生物洗涤池尺寸：D×L×H＝1.2m×3.3m×3.0m；生物滤池尺寸：D×L×H＝5.2m×3.3m×3.0m；生物滤池停留时间：20秒。
采用上述市政污水厂污泥干化的烟气处理系统进行烟气处理，其工艺包括以下步骤：
(1)市政污水厂污泥干化的烟气由引风机1连续输送至烟气冷却及反冲洗系统进行烟气冷却，具体地，烟气从进风口进入烟气冷却及反冲洗系统，穿过气水反冲洗模块2后进入填料区3，在水源为二沉池出水的冷却喷淋模块5的喷淋作用下，温度降至40℃以下并去除自身大部分溶解性污染物(VSS)；
(2)通过中间连接管6依次进入生物洗涤池13和生物滤池14，同时利用喷淋水泵15抽取喷淋水箱16中的二沉池出水，对生物洗涤池13和生物滤池14中的烟气进行喷淋，前者用于降解亲水性污染物，后者用于降解非亲水性VOC污染物；
(3)当臭气浓度较低时，处理后的尾气直接通过所述排气烟囱18排放；当臭气浓度较高时，处理后的尾气通过污水厂草坪底下的地埋式配气管17，利用土壤的截留降解作用，使臭气浓度进一步降低后排放。
(4)当所述烟气冷却及反冲洗系统出现结垢沉积，且风阻大于500Pa，通过所述酸碱溶液投加系统，对所述填料区填料进行浸泡，即采用酸液11和碱液12，通过化学浸润模块4对填料区3进行交替浸润，利用所述气水反冲洗模块2对填料区3进行气水反冲洗，反冲洗水亦通过回流泵7回流到污水处理厂生化池。
烟气冷却及反冲洗系统中，污泥干化烟气换热后的洗涤水通过所述烟气冷却及反冲洗系统底部的回流泵7回流到污水处理厂生化池。
污泥干化烟气处理系统烟气去除效果如表1所示：
表1.污泥干化烟气处理系统烟气去除效果
结果表明，污泥干化烟气处理系统对VOCs、硫化氢和氨气成分有很强的去除效果，对VOCs的去除率达到96.7％，硫化氢和氨气均未检出。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。