本发明涉及到工业污染物处理，尤其涉及有机废气vocs的处理工艺。
背景技术：
vocs作为石油化工行业的特征污染物，主要来源于有组织排放、储罐无组织排放、生产装置泄漏、废水处理过程挥发、工艺排放和溶剂挥发等，其中，废水集输及处理系统是重要的散发源。在废水处理过程中，由于气、液两相间的vocs浓度梯度差异和环境温度、压力的变化影响，以及曝气处理工艺等原因，大部分挥发性有机物从废水中逸出，以无组织排放的方式进入大气环境，带来了一系列安全、环境和健康危害。
石化企业废水处理场的主要构筑物包括污油罐、均质罐、隔油池、浮选池、曝气池、污泥浓缩池和污泥脱水系统等，挥发出的恶臭气按污染物浓度可分为高、低两类。其中，高浓度有机废气来自废水总进口、隔油池、浮选池、均质罐、污油罐等，其废气气量小，但污染物浓度高，毒性大；低浓度有机废气来自曝气池、氧化沟、污泥脱水系统等，其废气气量较大，但污染物浓度低。目前，石化企业废水处理场的有机废气治理方案包括就地分散处理和分散收集+集中处理两种。就地分散处理可以根据各构筑物中的废气浓度和组分，采用不同原理的净化装置，具有技术选择性强、处理效果好的优点，但由于石化企业废水处理的构筑物多、废气组分复杂且不稳定，该方案的运营投资费用高且不利于日常管理。而分散收集+集中处理可以依托厂内已有的设施和资源，以及对各构筑物之间废气的气量和浓度进行互补均质，即减少了投资成本和日常运营费用，又提高了净化装置的稳定性。
现有的vocs处理技术主要包括化学氧化法(直接燃烧、蓄热燃烧、催化燃烧)、物理分离法(冷凝、膜分离、吸附、吸收)、生物法(生物过滤、生物滴滤、生物洗涤)、光解法、低温等离子体法等。vocs处理技术种类繁多，不同处理技术的工艺原理和设备不同，各具特点和技术局限。其中，物理分离法在一定条件下可用于废气中vocs的回收，而其他技术则是通过氧化破坏vocs分子实现净化。在实际工业过程中，由于vocs的气量、组成和温度、湿度和颗粒物含量等特性存在较大差异，采用单一的处理技术往往难以满足排放要求，应综合考虑vocs的气体特性、处理技术的经济性以及排放标准等因素进行技术选择。
直接燃烧法适用于浓度高、回收难的废气处理，以废气为燃料，操作要求严格，易产生二噁英等产物而造成二次污染；蓄热燃烧法适用于低浓度、大流量的废气处理，其能耗低，处理效率达99％，需补充少量燃烧辅助剂，其中蓄热式催化氧化器(rto)对气体预处理要求严格；催化燃烧法适用于挥发性有机物含量低、气源稳定且不可燃的情况，操作温度低，安全性高，需持续补充燃烧辅助剂。冷凝法仅适用于浓度非常高、排放量较大且具有回收价值的有机气体处理；膜分离适用于处理低浓度、大流量的废气；吸附法适用于处理低浓度、高净化要求的废气，再生比较困难，对废气的湿度和含尘量有严格要求；吸收法适用于处理大气量、中高浓度的废气，工艺成熟，操作简便，吸收效率高，需消耗吸收剂。生物过滤适用于气量大、低浓度的废气处理，其设备简单，投资运行费用低，但反应条件不易控制，对进气温度变化适应慢，占地面积大；生物滴滤适用于处理大气量、低浓度的废气，其设备简单，压降小，不易堵塞，需处理剩余污泥，运行费用较高；生物洗涤适用于气量较小、中高浓度、易溶且生物代谢较低的废气，反应条件易于控制，压降小，需大量提供氧气才能维持高降解率，需处理剩余污泥，投资和运行费用较低。
专利cn101294709a介绍了一种蓄热式热氧化反应器和低浓度有机废气的净化处理工艺，蓄热式热氧化反应器由焚烧室、蓄热陶瓷层、气体分布室和转阀构成，利用转阀的分配作用，使焚烧室旋转式进出废气，实现蓄热-放热-清扫同步进行，但该工艺只适用于低浓度有机废气的处理。专利cn104344409a介绍了一种处理高浓度有机污染物废气的方法和装置，采用改进的一体化rto装置，并对其中一个燃烧室的高温废气进行余热回收，解决了传统rto工艺仅可处理低浓度挥发性有机污染物废气的工艺局限，该装置对废气的预处理要求严格，不适用于含s、p、cl等复杂组分的有机废气处理。专利cn101062463a公开了一种恶臭废气的综合净化方法，低浓度有机废气采用洗涤-吸附处理工艺，高浓度有机废气与脱附再生气合并进行浓度均化-燃烧净化处理，该工艺利用废水处理场的进水或出水洗涤低浓度有机废气，仅洗去了废气中的颗粒物和部分水溶性组分，吸收饱和的废水返回废水处理场，额外增加了系统有机废气的逸气量，高浓度有机废气未经处理就与脱附再生气合并均质，增加了后续燃烧系统的操作负荷，安全性低。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能同时合并处理多种污染物的有机废气处理工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该有机废气处理工艺，其特征在于：
采用密闭集气罩将来自废水总进口、隔油池、浮选池、均质罐、污油罐等构筑物的高浓度挥发性有机废气，以及来自曝气池、氧化沟、污泥脱水系统等构筑物的低浓度挥发性有机废气进行分散收集，由管道输送至净化装置进行集中处理。
高浓度挥发性有机废气和低浓度挥发性有机废气混合形成混合废气，所述混合废气从底部送去生物洗涤塔，经由所述生物洗涤塔内下部洗涤区内洗涤液的洗涤后，气相部分上升进入生物洗涤塔中部的第一填料层，所述生物洗涤塔的顶部喷淋第一喷淋液；混合废气经由填料层吸附后，混合废气从生物过滤池的上部进入所述生物过滤池；
还可以在生物洗涤塔的底部设置气体分布器，混合废气首先进入生物洗涤塔底部的气体分布器，自下而上流经塔内填料层，填料可以是硅藻土、聚氨酯、泡沫等孔隙率高、比表面积大的天然惰性材料或合成填料，废气中的颗粒物及大部分卤化物、硫化物、氨氮等水溶性组分与附着在填料表面的溶液逆流接触，被溶液吸收或吸附后转入液相中，液相被送入生物反应器。
所述第一喷淋液来自反应器；所述第一喷淋液与所述混合废气的流量比为1:180～220，混合废气在生物洗涤塔内的停留时间为6～12s；
所述反应器内填充有活性污泥，进入反应器的液相包括从所述生物洗涤塔抽出的洗涤液和营养液以及空气；所述营养液为来自石化企业污水处理生物沉淀池内的上清液；液相在反应器内的停留时间为30～60分钟；这些物质在所述反应器内进行生物反应后得到所述第一喷淋液；从所述生物洗涤塔内抽出的洗涤液的量由所述生物洗涤塔内的液位控制；
第二喷淋液从所述生物过滤池的顶部向下喷淋，混合废气与第二喷淋液混合后经由生物过滤池中部的第二填料层吸附后，液相落入生物过滤池下部的滤液区；生物过滤池中，来自生物洗涤塔顶部的混合废气被生物过滤池顶部的喷淋系统进一步增湿饱和后，自上而下流经池内填料层，填料可以是均匀性好、通量大、压降小、比表面积大的土壤、堆肥、泥炭/煤、沙土等；废气在填料中停留30～60s，停留时间可根据废气的气量大小调节；附着在填料表面的微生物利用喷淋液及废气中的污染物作为碳源和能源，将废气中剩余的硫化物、氨氮、酚类、烃类等组分氧化分解为co2、h2o、s、so4-2、so3-2、no3-1等无害物质后从生物过滤池底部排出；
气相从滤液区与填料层之间的空隙引出，送去除湿器，进行过滤脱水。在除湿器中，废气中的水分脱被除至5％以下，颗粒物含量被过滤至1mg/m3以下；除湿后的废气再进入活性炭吸附塔，经活性炭吸附后的尾气送去下游。
优选在活性炭吸附塔的底部设置气体分布器。来自过滤脱水工段的混合废气进入活性灰吸附塔底部的气体分布器，塔内装有蜂窝活性炭，废气自下而上流经活性炭层，废气中残存的烯烃、烷烃、芳香烃及痕量的硫化物、氨氮等组分被活性炭吸附，净化合格后的尾气经由活性炭吸附塔顶部放空。当活性炭吸附达到饱和(塔内压降大于2.0kpa)或者活性炭层的吸附热超过200℃时，采用压力0.4mpag、常温的低压氮气对已吸附饱和的活性炭进行预脱附，预脱附一段时间后，分时段缓慢加热低压氮气至115℃对活性炭进行脱附处理，其中，升温速率和氮气流量可根据后续蓄热催化燃烧装置的进气浓度进行调节。当脱附结束后，继续通入常温的低压氮气对活性炭进行冷却降温和充氮保护。脱附后的高浓度有机废气送入浓度均化器，其操作空速500～3000m3/m3·h，浓度均化后的脱附废气送入蓄热催化燃烧装置处理，处理后的尾气进行达标排放。
所述第二喷淋液与所述混合废气的流量比比为1:1000～2000，混合废气在过滤填料层中的停留时间为20～40s；
从所述生物过滤池的底部抽出部分液相以控制生物过滤池内的液位，抽出的液相分为两股；其中第一股作为所述的第二喷淋液，第二股送去下游处理；
所述滤液区内的液相包括营养液和所述第二喷淋液为来自所述生物过滤池底部的滤液。
较好的，所述高浓度废气和所述低浓度废气中硫化物的浓度之比为10～99：1，烃浓度之比为10～99：1；所述高浓度废气和所述低浓度废气的体积流量比为1：15～25。
所述混合废气的温度为30～40℃，加压至30～60kpag后送去所述的生物洗涤塔。
较好的，所述生物洗涤塔和所述生物过滤池内的液位为1.2～1.8米。
更好地，生物反应器中的储液经洗涤塔循环泵抽出并加压至0.3～0.5mpag后分为两股，其中第一股送回废水处理场，第一股的流量大小由生物反应器的液位调节阀根据液位高度自动控制，生物反应器内的液位高度优选维持在1.2～1.8m；第二股作为循环液从生物洗涤塔顶部进入，第二股的流量大小与生物洗涤塔内填料床层的淹没情况相适配。生物过滤池底部的循环水经过滤池循环水泵加压至0.3～0.5mpag后分为两股，其中第一股作为废水送回废水处理场，第二股为循环营养液送入生物过滤池顶部的喷淋系统；其中，生物过滤池顶部喷淋系统的流量大小可根据塔内压降大小及填料的温度、湿度、黏度等参数进行调节。
生物洗涤塔塔釜的储液可以由液位调节阀根据塔釜液段的液位高度自动控制，送入生物反应器，以增加微生物降解污染物的时间；在生物洗涤塔底部设有气体分布器，以均布废气流量，提高吸收效率；在生物洗涤塔顶部设有喷淋系统，以保证填料层被液相淹没，提高污染物在液相中的吸附量；在生物洗涤塔顶部设有除沫器，以降低有机废气上升时夹带的液量，降低后续的操作负荷；在生物反应器顶部设有空气和营养液补充接口，以维持生物反应器内的液位、ph值、温度及微生物活性。其中，营养液来自石化企业污水处理生物沉淀池，节省了专用营养液的费用。
所述第二喷淋液的量以维持所述生物过滤池2内填料的湿度为40～60％为准；混合废气被第二喷淋液喷淋后湿度达到饱和，饱和后的混合废气在生物过滤池填料层中的停留时间为20～40s。
较好的，可以在生物过滤池顶部设有喷淋系统，维持生物过滤池填料的湿度在40～60％，以提高微生物的活性。在生物过滤池底部设有除沫器，以减少有机废气流动时夹带的水量，降低后续过滤脱水工段的负荷；在生物过滤池的底部设有循环液池，可实现生物洗过滤池所需循环液的供应；在生物过滤池底部设有营养液补给入口，定期向池内补充营养液，以保持池内适当的水位、ph值和电导率；其中，营养液来自石化企业污水处理生物沉淀池。
较好的，所述除湿器有可以两台，相互并联，一开一备，两台交替使用。还可以在在精滤除湿器进出口设有压差传感器，当精滤除湿器进出口的压降超过2kpa时，切换至另一台工作，以保证后续吸附工段对废气颗粒物含量和水含量的要求。
所述活性炭吸附塔7优选有两台，相互并联，一开一备，两台交替使用。更好地，还可以在活性炭吸附塔填料层位置设有温度传感器，在活性炭吸附塔进出口设有压差传感器，当活性炭吸附达到饱和或活性炭层过热时，切换至另一台工作；采用常温的低压氮气对已吸附饱和的活性炭进行预脱附，分时段调节低压氮气的温度，缓慢对活性炭进行脱附处理，以减小脱附废气的浓度波动，降低后续蓄热催化燃烧装置的负荷，保证其安全性和稳定性。
作为改进，还可以活性炭吸附塔的出口管道上设置浓度均化器，浓度均化器中装有两层填料；其中，上层填料可以是包括硫酸钙、氧化铁、氧化镁、纯碱、活性炭等的固体脱硫剂，以除去脱附气中痕量的s、cl等，避免蓄热催化燃烧装置的催化剂发生中毒；下层填料可以是包括活性炭、分子筛、活性氧化铝、硅藻土等的吸附剂，用于在处理后的废气进入蓄热催化燃烧装置之前均化脱附废气的浓度，避免波动，保证蓄热催化燃烧装置安全、稳定运行。
优选补入所述生物过滤池内的营养液的量为160～260m3/h，补入所述生物反应器3内的营养液的量与从所述生物反应器3内抽出送去废水处理场部分的量维持动态平衡。
与现有技术相比，本发明具有下述优点：
1、本发明针对石油化工企业废水处理场有机废气的浓度、流量、颗粒物含量等特点，采用分散收集+集中处理的治理方案，结合生物脱臭、吸附、浓度均化、蓄热催化燃烧处理技术，可实现对有机废气中硫化物、卤化物、氨氮、酚类、烃类化合物等复杂组分的全处理，装置废液均被送回废水处理系统，不产生二次污染。
2、将生物洗涤塔和生物过滤池相结合形成组合式生物塔，充分利用了生物洗涤塔占地面积小、反应条件易于控制、投资运营费用低、适合处理中高浓度有机废气的特点，以及生物过滤池操作简单灵活、成本低廉、能耗低、适用范围广的优势。采用生物洗涤塔对来自鼓风机的混合废气进行预处理，降解了大部分污染物，并为生物滴滤池提供了湿度，降低了负荷，隔离了高浓度废气，具有优良的缓冲功能。采用石化企业污水处理生物沉淀池内的上清液作为微生物的补充营养液，节省了专用营养液的费用。
3、在过滤脱水工段和吸附工段分别设置了两台并联的精滤除湿器和活性炭吸附塔，过滤、除湿、吸附、脱附交替进行，对有机废气的排放量和浓度起到了缓冲作用。在活性炭吸附塔上设有温度、压差控制系统，有效防止了活性炭自燃的发生，提高了活性炭吸附寿命和效率。利用浓度均化器对脱附废气进行浓度均化，避免了脱附废气的浓度波动，保证了净化装置的安全性和稳定性。
4、对吸附饱和后的活性炭采用低压氮气进行分时段脱附，将脱附周期分为常温氮气置换、高温氮气脱附、常温氮气冷却(或自然冷却)三个过程。首先，对吸附饱和的活性炭塔进行充氮置换和预脱附，在对饱和炭层中小分子烃类物质和痕量的低沸点硫化物进行预脱附的同时，也避免了因塔内氧气浓度过高而发生爆燃的危险；其次，采用分时段加热常温氮气的方法，先后对不同沸点的组分进行脱附，避免了废气浓度大的波动，减少了后续负荷。
附图说明
图1为本发明实施例工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，将来自废水总进口、隔油池、浮选池、均质罐、污油罐等构筑物的温度30～40℃、压力-20～-10kpag的高浓度挥发性有机废气，流量2000～5000m3/h，硫化物浓度每立方米几十到几百毫克，总烃浓度每立方米几百到几千毫克；来自曝气池、氧化沟、污泥脱水系统等构筑物温度30～40℃，压力-20～-10kpag的低浓度挥发性有机废气，流量30000～50000m3/h，硫化物浓度每立方米几个到几十毫克，总烃浓度每立方米几十到几百毫克；在鼓风机9的抽吸下进行混合，形成体积流量为32000～55000m3/h的混合废气；混合废气中硫化物浓度每立方米几个到几十毫克，总烃浓度每立方米几十到几百毫克。
混合废气被鼓风机9加压至30～60kpag后进入组合式生物塔。组合式生物塔由生物洗涤塔1和生物过滤池2组成，两者中间由隔板隔开，隔板的高度低于生物塔的顶面，隔板与生物塔顶面之间的间隙形成混合废气的溢流通道。
混合废气首先进入生物洗涤塔1的底部，从塔底下部洗涤区11鼓泡而出，自下而上流经生物洗涤塔内第一填料层，混合废气中的颗粒物及大部分卤化物、硫化物、氨氮等水溶性组分与附着在填料表面的溶液逆流接触，被溶液吸收或吸附后转入液相中，液相被送入生物反应器3。在生物反应器3中，液相中的污染物在活性污泥中微生物的氧化作用下降解，微生物降解污染物的时间达30～60min以上，降解时间可根据液体循环速率和生物反应器3的容积调节。生物反应器3中的储液经洗涤塔循环泵4抽出并加压至0.3～0.5mpag后分为两股，其中第一股送回废水处理场，第一股的流量大小由生物反应器的液位调节阀根据液位高度自动控制，液位高度维持在1.2～1.8m；第二股作为循环液从生物洗涤塔顶部进入，第二股的流量大小与生物洗涤塔内填料床层的淹没情况相适配。
从组合式生物塔生物洗涤塔填料层溢出的混合废气被一股来自洗涤塔循环泵4的循环液喷淋增湿后进入生物过滤池顶部，混合废气再次被一股来自过滤池循环泵5的循环液喷淋增湿达到饱和，饱和后的混合废气自上而下流经池内填料层，填料的湿度维持在40～60％，混合废气在填料层中停留20～40s，停留时间可根据废气流量的大小进行调节，混合废气中的残余硫化物、氨氮、酚类、烃类等组分被氧小分子无害物质，其中，硫化氢、氨的去除率达99％以上。生物过滤池底部的储液经过滤池循环泵5加压至0.3～0.5mpag后分为两股，其中第一股作为废水送回废水处理场，第二股为循环营养液送入生物过滤池顶部的喷淋系统；其中，生物过滤池顶部喷淋系统的流量大小可根据塔内压降大小及填料的温度、湿度、黏度等参数进行调节。
营养液为来自石化企业污水处理生物沉淀池内的上清液，其内含有钙离子、镁离子、氯离子、硫酸盐、氨氮等；为维持微生物的活性，需要不定期补充硫、磷、钾离子、镁离子、铁离子、钠离子和微量元素等。
营养液分别从生物反应器3和组合式生物塔2生物过滤池的底部加入，作为微生物的补给，维持生物脱臭装置循环营养液的ph值在6～9；其中，为维持生物反应器3具有较高的微生物降解率，还需要连续向生物反应器3中通入空气。
来自组合式生物塔2生物过滤池底部的混合废气送入精滤除湿器6，精滤除湿器6采用一开一备设置，当精滤除湿器6进出口的压降超过2kpa时，切换至另一台工作。来自精滤除湿器6的水含量低于5％，颗粒物含量低于1mg/m3的混合废气送入活性炭吸附塔7底部，活性炭吸附塔7也采用一开一备设置，混合废气自下而上流经活性炭层，废气中残存的烯烃、烷烃、芳香烃及痕量的硫化物、氨氮等组分最终被活性炭吸附，净化合格的尾气从活性炭吸附塔7顶部放空。
当活性炭吸附达到饱和(塔内压降大于2.0kpa)或者活性炭层吸附热超过200℃时，切换至另一台工作；同时采用压力0.4mpag、常温的低压氮气对已吸附饱和的活性炭进行预脱附，预脱附时间在2～5h；当预脱附结束后，按10℃/h的升温速率逐渐加热低压氮气至115℃对活性炭进行脱附处理，脱附时间在10～15h；当脱附结束后，继续通入常温的低压氮气对活性炭进行冷却降温和充氮保护。
从活性炭吸附塔7脱附出来的高浓度有机废气送入浓度均化器8，其操作空速500～3000m3/m3·h，脱附废气依次通过浓度均化器8的两个填料层，以脱附废气中痕量的s、cl等毒物，浓度被均化后的脱附废气送入蓄热催化燃烧装置处，处理后的尾气进行达标排放。
对吸附饱和后的活性炭采用低压氮气进行分时段脱附，将脱附周期分为常温氮气置换(预脱附)、高温氮气脱附、常温氮气冷却(或自然冷却)三个过程。常温氮气置换和预脱附时间2～5h。预脱附结束后，按10℃/h的升温速率逐渐加热低压氮气至115℃对活性炭进行脱附处理，整个高温氮气脱附时间为10～15h；当脱附结束后，继续通入常温的低压氮气对活性炭进行冷却降温和充氮保护。