本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种石化污水处理场排放废气的安全处理方法及装置，特别是针对石化污水处理场隔油池、浮选池、罐中罐、调节罐、污油罐、污水总进口等构筑物排放废气的安全处理方法及装置。
背景技术：
污水处理场是石化企业的重要污水处理设施，一般有收水池（集水井）、罐中罐、调节罐（池）、隔油池、浮选池、曝气池等构筑物。曝气池主要是用生化法处理较低浓度污水，散发废气浓度较低，废气量非常大。隔油池、浮选池、罐中罐、调节罐等构筑物处理废水中污染浓度较高，散发废气的浓度也相应很高，废气量也较大。石化企业污水处理场废气需要治理的主要原因在于含有高浓度油气、毒性污染物和恶臭味道，影响周围环境，对人生命和健康造成威胁。
目前，为了避免污水处理系统构筑物恶臭气味排往周边环境，一般对污水池如污水处理场总进口、隔油池、浮选池等进行加盖封闭，防止其成规模逸散到大气中，再将封闭好的构筑物通过引气管线引出，通过废气处理装置处理后达标排放。采取加盖封闭措施虽然可以减少污水池排放废气与外界环境的接触，但是在污水处理系统事故状态下，封闭空间会导致废气中烃浓度大幅升高，不能及时对污水池封闭空间进行稀释或置换，导致引入废气处理装置的废气浓度升高，使废气处理装置存在安全隐患。特别是在正常情况下，封闭的污水处理场构筑物排放废气的总烃浓度一般为2000-15000mg/m3，远低于可燃物的爆炸下限，比较适宜采用催化燃烧法处理，但由于废水的水质变化，当轻烃含量较高时，废气中可燃气浓度可以达到10000-30000mg/m3，超出废气处理装置的承受能力，对废气处理装置的冲击较大，容易造成废气处理装置超温停车，特别是总进口、提升井、调节池、罐中罐等污水处理上游构筑物，一旦生产装置切水出现问题，有大量轻油排往污水处理场，首先会排入总进口、提升井、调节池、罐中罐这些源头构筑物，由于轻油的挥发性极强，会导致整个污水处理系统产生的总烃浓度瞬间大幅升高，达到50000mg/m3以上，超过可燃气的爆炸下限，存在爆炸风险，使废气处理装置存在很大的安全隐患。
专利CN104609539A公开了一种污水处理场曝气池排放气的处理方法，将曝气池排放气分为两股，一股作为回流气通过曝气风机返回到曝气池中，回流比为50%～100%；另一股作为外排气通过废气风机进入气浮装置，多余废气进入废气处理装置，外排气量为曝气池曝气量的0～50%；当回流比不足100%时，补充空气维持曝气量不变。该发明提高了曝气池的利用率，减少了废气排放量，实现废气的达标排放。但仅适用于生化曝气池污水处理场排放的低浓度废气的净化处理，一般总烃浓度在几十～几百mg/m3，不适用于隔油池、浮选池、罐中罐、调节罐、污油罐、污水总进口等构筑物排放的高浓度废气的处理。
专利CN1611291A公开了一种高浓度有机废气的净化方法，使用催化燃烧的方法处理高浓度有机废气，包含了废气的预处理及相应的引气、换热器、加热器、催化氧化反应器等设备，但是该方法主要针对总烃浓度在2000-25000μL/L的废气，如果废气浓度高于该范围，甚至到达可燃物爆炸极限内，则无有效的处理措施。
专利CN101637663A公开了一种储罐区排放气治理方法，采用冷凝和吸附的方法处理类似酸性水储罐区、油品罐区等排放废气，该方法处理对象中污染物浓度极高，具有冷凝回收的价值。但是，石化污水处理场排放废气一般无法通过冷凝回收，而且深度冷凝能耗较大，再通过吸附法处理，存在吸附剂饱和再生等后处理问题。
目前的废气治理设施中，如催化氧化装置，一般都装有可燃气报警仪等仪表，作为废气处理装置的安全保护，但是该类仪表普遍存在滞后现象，按照一般气体流速，高浓度气体已经进入废气处理主体装置10-30s后，可燃气报警仪等在线分析仪表才会做出响应，这使废气处理装置短时间暴露在高浓度废气爆炸风险当中，极不安全。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种石化污水处理场排放废气的安全处理方法及装置。本发明针对石化污水处理场不同排放源废气的特点，通过设置油水检测仪、排气联锁控制阀门、可燃气浓度监测仪、气体置换设备等进行监测和联锁调控，保证了废气处理装置的长期稳定运行，无爆炸风险和不安全隐患，实现了石化污水处理场排放废气的稳定、高效、安全处理。
本发明石化污水处理场排放废气的安全处理方法，包括如下内容：将污水处理构筑物加密封盖，通过引气设备将各构筑物废气引至废气处理装置，在源头构筑物内设置油水检测仪，在各构筑物密封盖上设置若干气体置换设备，并在各构筑物引气管线上设置排气联锁控制阀门，在废气处理装置前的汇总管线上设置可燃气浓度监测仪，其中油水检测仪用于监测上游装置来水水质，气体置换设备和排气联锁控制阀门用于接收可燃气浓度监测仪、油水检测仪的信号并进行联锁控制，当异常工况有轻油进入源头构筑物时，油水检测仪立即给出信号，通过排气联锁控制阀门进行调节，减少或关闭该构筑物引气；当废气中可燃气浓度达到20%-40%L.E.L.（爆炸下限）时，可燃气浓度监测仪发出报警信号，启动气体置换设备，对构筑物内废气进行稀释；当可燃气浓度继续升高，达到45%-60%L.E.L.（爆炸下限）时，可燃气浓度监测仪发出联锁信号，所有废气阀门关闭，同时关闭气体置换设备，废气处理装置联锁停车；当构筑物中异常工况排除后，逐渐恢复构筑物的正常引气。
本发明中，当废气中可燃气浓度达到25%-35%L.E.L.时，可燃气浓度监测仪发出报警信号，启动气体置换设备，对构筑物内废气进行稀释；当可燃气浓度继续升高，达到50%-55%L.E.L.时，可燃气浓度监测仪表发出联锁信号，则废气处理装置联锁停车。以进一步确保废气处理装置的稳定安全运行，避免频繁启停。
本发明中，所述的源头构筑物指污水处理场总进口、集水井、提升井、调节池、罐中罐等构筑物。在源头构筑物内设置油水检测仪，可以对上游来水水质进行快速监测，一旦有轻油进入该构筑物时，油水检测仪可以立即给出信号，通过排气联锁控制阀门进行调节，减少或关闭该构筑物引气，从而及早对可能会对废气处理装置产生影响的构筑物废气源进行调节或关闭，避免将可燃气浓度达到爆炸范围的废气引入废气处理装置，造成闪爆或其他异常状况。当构筑物中异常工况排除后，则逐渐恢复该构筑物的引气。所述的油水检测仪是常规用于检测油水界面的仪器，如可以是油水界面计等。
本发明中，所述的气体置换设备是通过调节置换设备的开度和/或开启数量，来调节进入构筑物的空气量，从而对废气进行稀释。所述气体置换设备可以是通风窗等，具体如百叶窗等，通过调节百叶窗的叶片角度和/或开启数量，来调节风量的大小；也可以是管道阀门的形式，如可调节气量的阀门，通过调节阀门的开度和/或开启数量，来调节风量的大小。正常情况下，气体置换设备处于关闭状态，以避免污水池排放废气逸散至外界环境。当污水水质出现大幅变化导致废气中可燃气浓度升高，可燃气浓度监测仪检测出废气中烃浓度达到一定值时，则启动气体置换设备。
本发明中，所述气体置换设备可以均匀布设或分区域布设，如按照距离引气口位置的远近进行梯度设置，在远离构筑物的引气口设置较多气体置换设备，在引气口的附近设置少量气体置换设备。根据废气中可燃气浓度变化情况，气体置换设备可以分区域启动，当可燃气浓度达到20%-25%L.E.L.时，启动距离引气口远的气体置换设备，尽可能置换构筑物内废气；当可燃气浓度达到25%-40%L.E.L.时，启动距离引气口近的气体置换设备，从而达到最大程度的稀释效果，起到快速稀释的作用。所述的气体置换设备需要做防静电处理。
本发明中，在各构筑物引气管线上设置排气联锁控制阀门，从而可以结合不同构筑物的情况进行分类别调控，保证运行的高效性和稳定性。所述的排气联锁控制阀门是带有调节和控制功能的阀门，可以接收可燃气浓度监测仪、油水检测仪、以及废气处理装置中的浓度等信号，从而联锁调节阀门开度，调节废气引气量，紧急情况下，可以切断引气。
本发明中，所述的可燃气浓度监测仪具有报警和联锁控制功能，可以监测废气中可燃气浓度，并进行联锁调控。在汇总管线上可燃气浓度监测仪前设置阻火器。
本发明中，所述的废气处理装置为常规VOCs废气处理装置，如催化氧化装置、活性炭吸附装置、生物滤床废气处理装置等，优选使用催化氧化装置。当采用催化氧化装置处理废气时，同时将催化氧化装置出口温度作为监测和调控信号。为了保证催化剂和处理装置安全，对催化氧化装置出口温度设置报警值和联锁值，报警值一般为设计温度的80%-90%，联锁值一般为设计温度的90%-95%。当可燃气浓度低于可燃气浓度监测仪的报警值时，从而对废气处理装置提供保护。当催化氧化装置的出口温度达到80%-100%报警值时，启动构筑物密封盖上距离引气口远的气体置换设备，尽可能置换构筑物内废气；出口温度达到100%-110%报警值时，同时启动距离引气口近的气体置换设备，对废气进行快速稀释；当出口温度达到联锁值时，所有联锁控制阀门关闭，切断引气，同时关闭气体置换设备，催化氧化装置联锁停车。
本发明还提供了一种上述石化污水处理场排放废气的安全处理装置，将所有污水处理构筑物加密封盖，通过引气设备将各构筑物废气引至废气处理装置，在源头构筑物内设置油水检测仪，在各构筑物密封盖上设置若干气体置换设备，并在各构筑物引气管线上设置排气联锁控制阀门，在废气处理装置前的汇总管线上设置可燃气浓度监测仪，其中油水检测仪用于监测上游装置来水水质，气体置换设备和排气联锁控制阀门用于接收可燃气浓度监测仪、油水检测仪的信号并进行联锁控制。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）针对不稳定废气源排放废气的特点，通过设置油水检测仪、排气联锁控制阀门、可燃气浓度监测仪、气体置换设备等联合监测调控手段对废气进行浓度调控，可以保证废气处理装置的长期稳定安全运行，无爆炸风险和不安全隐患。
（2）通过油水检测仪与排气联锁控制阀门进行联锁控制，对污水处理场源头构筑物水质进行快速监测，并通过排气联锁控制阀门进行调节，减少或关闭该构筑物引气，从而避免将浓度达到爆炸范围的废气引入废气处理装置，造成闪爆或其他异常状况，为后续废气处理装置提供快速响应信号，从而提高废气处理装置的安全可靠性。
（3）采用催化氧化装置时，同时将出口温度作为监控指标，从而进一步保证废气处理装置的稳定安全运行。
附图说明
图1是本发明废气处理方法及装置的一种流程图；
其中，1-总进口、集水井、调节池等源头构筑物，2-隔油池、浮选池等废水处理构筑物，3-阻火器，4-引气设备，5-废气处理装置，6-油水检测仪，7-排气联锁控制阀门，8-气体置换设备，9-可燃气浓度监测仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明方案和效果进行详细说明。
本发明石化污水处理厂排放废气的处理装置如图1所述。污水处理场的构筑物包括总进口、集水井、调节池等源头构筑物1和隔油池、浮选池等废水处理构筑物2，上述构筑物均设有密封盖，通过引气设备4将各构筑物废气引至废气处理装置5，在废气处理装置5前的汇总管线上设置阻火器3和可燃气浓度监测仪9，在各构筑物密封盖上设置若干气体置换设备8，并在各构筑物引气管线上设置排气联锁控制阀门7，在源头构筑物内设置油水检测仪6，其中油水检测仪6用于监测上游装置来水水质，气体置换设备8和排气联锁控制阀门7可接收可燃气浓度监测仪9、油水检测仪6的信号并进行联锁控制。可燃气浓度监测仪9设有报警和联锁控制。
当异常工况有轻油进入源头构筑物时，油水检测仪立即给出信号，通过排气联锁控制阀门进行调节，减少或关闭该构筑物引气；当废气中可燃气浓度达到20%-40%L.E.L.（约为11000-22000mg/m3）时，可燃气浓度监测仪发出报警信号，启动气体置换设备；当可燃气浓度继续升高，达到45%-60%L.E.L.（约为25000-44000mg/m3）时，可燃气浓度监测仪发出联锁信号，所有联锁控制阀门关闭，切断引气，同时关闭气体置换设备，废气处理装置联锁停车；当构筑物中异常工况排除后，逐渐恢复构筑物的正常引气。
实施例1
某炼化企业污水处理场有集水井、提升池、调节池、隔油池、浮选池等构筑物进行含油和含盐废水处理，所有构筑物加密封盖，通过引风机将各构筑物中的散发废气引入催化氧化装置集中处理。在所有构筑物的密封盖上设有能够自动调节的百叶窗式气体置换设备。在集水井、提升池、调节池内设有油水界面仪，用于监测上游来水水质。
当异常工况有轻油进入集水井时，油水检测仪立即给出信号，通过排气联锁控制阀门进行调节，减少该构筑物引气50%，当可燃气浓度监测仪检测到废气可燃气浓度持续升高，则关闭集水井的排气联锁控制阀门，停止对该构筑物引气。可燃气浓度监测仪检测到废气可燃气浓度有所下降，油水检测仪监测水质正常后，恢复该构筑物引气量的30%，运行1h后，恢复该构筑物引气量的60%，运行1h后，恢复构筑物的正常引气，废气处理装置长期稳定运行，对其他构筑物没有影响。
实施例2
某炼化企业污水处理场有集水井、提升池、调节池、隔油池、浮选池等构筑物进行含油和含盐废水处理，所有构筑物加密封盖，通过引风机将各构筑物中的散发废气引入催化氧化装置集中处理。在所有构筑物的密封盖上设有能够自动调节的百叶窗式气体置换设备。在集水井、提升池、调节池内设有油水界面仪，用于监测上游来水水质。
当油水检测仪未给出信号，而可燃气浓度监测仪检测到废气可燃气浓度升高，达到20%L.E.L.时，可燃气浓度监测仪发出报警信号，启动各构筑物盖板上的百叶窗式气体置换设备进行调节，通过调节百叶窗叶片的打开数量来调节进入构筑物中的空气量，从而对高浓度废气进行置换，废气可燃气浓度最高达到35%L.E.L.后逐渐下降。运行9h后，可燃气浓度监测仪检测到废气浓度恢复正常，逐渐关闭百叶窗式气体置换设备，废气处理装置长期稳定运行。
实施例3
某炼化企业污水处理场有集水井、提升池、调节池、隔油池、浮选池等构筑物进行含油和含盐废水处理，所有构筑物加密封盖，通过引风机将各构筑物中的散发废气引入催化氧化装置集中处理，在废气汇总管线设置阻火器和可燃气浓度监测仪。在所有构筑物的密封盖上均设有管道式气体置换设备，气体置换管道上装有调节阀门。在集水井、提升池、调节池内设有油水界面仪，用于监测上游来水水质，各构筑物的引气出口管线上设置排气联锁控制阀门。
当异常工况有大量轻油进入集水井、提升池时，油水检测仪立即给出信号，通过排气联锁控制阀门进行调节，减少集水井、提升池引气量50%，可燃气浓度监测仪检测到废气可燃气浓度持续升高，关闭集水井、提升池的排气联锁控制阀门，停止对该构筑物引气。而可燃气浓度监测仪检测到废气可燃气浓度持续升高，当废气可燃气浓度达到25%L.E.L.时，可燃气浓度监测仪发出报警信号，启动未关闭排气联锁控制阀门构筑物的气体置换设备进行调节，通过置换管道的阀门开度来调节进入构筑物中的空气量，从而对高浓度废气进行置换，废气可燃气浓度最高达到40%L.E.L.后逐渐下降。运行15h后，可燃气浓度监测仪检测到废气浓度恢复正常，逐渐关闭置换管道的调节阀门。油水检测仪监测水质正常后，则恢复该构筑物引气量的30%，运行1h后，则恢复该构筑物引气量的60%，运行1h后，恢复构筑物的正常引气，废气处理装置长期稳定运行。
实施例4
某炼化企业污水处理场有集水井、提升池、调节池、隔油池、浮选池等构筑物进行含油和含盐废水处理，所有构筑物加密封盖，通过引风机将各构筑物中的散发废气引入催化氧化装置集中处理，在废气汇总管线设置阻火器和可燃气体监测仪。在所有构筑物的密封盖上设有若干管道式气体置换设备，气体置换管道上装有自动调节阀门。在集水井、提升池、调节池内设有油水界面仪，用于监测上游来水水质，各构筑物的引气出口管线上设置排气联锁控制阀门。
当异常工况有轻油进入集水井、提升池、调节池、隔油池、浮选池时，油水检测仪立即给出信号，减少源头构筑物引气50%，可燃气浓度监测仪检测到废气可燃气浓度持续升高，关闭集水井、提升池的排气联锁控制阀门，停止对该构筑物引气。可燃气浓度监测仪检测到废气可燃气浓度持续升高，当废气可燃气浓度达到30%L.E.L.时，可燃气浓度监测仪发出报警信号，启动非源头构筑物的管道式气体置换设备进行调节，通过调节阀门开度来调节进入构筑物中的空气量，从而对高浓度废气进行稀释。当废气可燃气浓度继续升高，达到55%L.E.L.时，废气处理装置联锁停车，关闭所有构筑的排气联锁控制阀门，切断引气，同时关闭所有构筑物的气体置换设备。经过55h检修后，油水检测仪检测水质正常，打开构筑物的排气联锁控制阀门20%，逐步恢复引气，可燃气浓度监测仪检测到废气中可燃气浓度恢复正常，则恢复上述构筑物引气量的50%，运行1h后，提高至70%，依次类推，直至恢复构筑物的正常引气，废气处理装置长期稳定运行，对其他构筑物没有影响。
实施例5
在远离构筑物的引气口设置较多气体置换设备，在引气口的附近设置少量气体置换设备，当可燃气浓度达到25%L.E.L.时，启动距离引气口远的气体置换设备，当可燃气浓度继续升高，达到40% L.E.L.时，启动距离引气口近的气体置换设备，其他同实施例3。运行12h后，可燃气浓度监测仪检测到废气浓度恢复正常，逐渐关闭置换管道的调节阀门。油水检测仪监测水质正常后，则恢复该构筑物引气量的30%，运行1h后，则恢复该构筑物引气量的60%，运行1h后，恢复构筑物的正常引气，废气处理装置长期稳定运行。
实施例6
采用催化氧化装置处理废气，同时将催化氧化装置出口温度作为监测和调控信号。报警值为设计温度的85%，联锁值为设计温度的95%。当可燃气浓度监测仪检测废气可燃气浓度没有达到报警值或报警故障，而催化氧化出口温度达到80%报警值，启动距离引气口远的气体置换设备，尽可能置换构筑物内废气，此时可燃气浓度监测仪检测到废气中可燃气浓度下降，运行6h后，可燃气浓度恢复正常，逐渐关闭气体置换设备。其他工况同实施例3。废气处理装置长期稳定运行。
在采取本发明中安全治理措施以前，所有构筑物加盖封闭，通过引风机将各构筑物中的散发废气引入废气处理装置，在废气汇总管线上设有阻火器和可燃气浓度监测仪。可燃气浓度监测仪和催化氧化反应器出口温度设有报警和联锁控制，但由于废气中可燃气浓度波动大，没有调控措施，经常导致废气处理装置频繁停车，废气处理装置的停车过程中，废气扩散到大气中，造成环境污染。此外当上游生产装置出现异常，有大量轻油进入污水处理场源头构筑物，轻油大量挥发，导致废气中可燃气浓度大幅升高，超过了可燃气的爆炸下限，此时可燃气报警仪并未来得及响应，高浓度油气已经进入引风机，会导致闪爆，存在很大的安全隐患。本发明可以避免将浓度达到爆炸范围的废气引入废气处理装置，造成闪爆或其他异常状况，为后续废气处理装置提供快速响应信号，从而提高废气处理装置的安全可靠性。而且可以及时对废气进行浓度调控，可以保证废气处理装置的长期稳定安全运行，无爆炸风险和不安全隐患。