用于处理H2S和氨气混合废气的装置及其处理方法与应用与流程

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置及其处理方法与应用。

背景技术：

污水厂的很多处理单元都产生大量的臭气，例如集水井、格栅间、调节池、水解池、气浮间、污泥脱水间等。这些臭气不仅影响着大气环境和人体感观，还对人的身体产生毒害。例如臭气中的硫化氢具有很强的毒性，并且易爆，不加以处理会对污水厂造成大的安全隐患。臭气中的氨气，是一种有毒的刺激性气体。目前除臭技术主要有生物除臭和化学除臭。生物除臭受温度影响较大，同时需要较大比表面积和高孔隙率的生物填料作为微生物附着载体。化学除臭需要化学药剂作为反应原料。这两种除臭方法都需要较高的运行和维护成本。

硫化氢和氨气溶解于水中即变成高浓度的氨氮废水，随着社会经济的发展，很多领域产生了大量的高氨氮废水，氨氮浓度高达数百甚至数千毫克升以上，例如养殖废水、屠宰废水等。高氨氮废水的处理，一直都是行业的难点，如何高效率脱氮是这类废水达标排放的难点。传统高氨氮废水的生物处理需要回流和缺氧、好氧的环境交替运行来实现硝化和反硝化，从而达到脱氮的目的，最终使氨氮以氮气的形式排入大气。反硝化脱氮需要充足的碳源，当废水碳氮比(c/n)较低的时候会影响脱氮效率。

当前的技术成果提供了同时去硫化氢以及进一步脱氮的方法，提高了高氨氮废水脱氮效率，但是当前技术也受到ph值、环境温度、菌种来源、除臭滤料等条件限制，需要生物填料并挂膜培养驯化微生物，启动周期长。

中国发明专利cn108751395a公开了两级除硫化氢和挥发性有机物耦合好氧反硝化深度脱氮的方法，涉及生物除臭及废水生物处理领域。将收集到的气体通入一级滴滤塔中，同时向一级滴滤塔中引入一级水箱中的循环液，在低ph条件下，硫杆菌以h2s为电子供体，氧气(o2)为电子受体，将h2s氧化为硫单质进一步氧化为硫酸，剩余气体进入二级滴滤塔，同时向二级滴滤塔中引入二级水箱中含有硝态氮(no3--n)的循环液，异养的好氧反硝化菌利用vocs为碳源，以no3--n为电子受体，将no3--n还原为氮气，最终以气体的形式去除水中的氮元素，以此来克服传统活性污泥法工艺出水含有硝态氮的劣势，该方法不但可以去除市政污水总氮(tn)，还可以去除水处理过程中产生的h2s以及vocs等恶臭气体，保护空气。

对比文件1(cn108751395a)中h2s的氧化反应需要在低ph值的条件下，对于ph较高的废水处理效果受到影响，同时需要利用挥发性有机物(vocs)为碳源为硝态氮(no3--n)提供电子，而挥发性有机物(vocs)不是污水厂臭气的主要成分。采用滴滤塔的反应器，生物填料在好氧池内挂膜后再移入滴滤塔内，逐级提高臭气浓度进行生物驯化，启动周期长。

中国发明专利cn102614774a公开了一种污泥臭气的生物处理系统及利用其处理污泥臭气的方法，它涉及固体废弃物处理领域。本发明的目的是提供一种污泥臭气的生物处理系统及利用其处理污泥臭气的方法。污泥臭气的生物处理系统包括臭气收集装置、臭气风机、进气管、生物除臭塔、出口管、活性炭吸附装置、气体监测器和排放管，利用其处理污泥臭气的方法：一、将脱氮硫杆菌和硝化细菌的富集菌液注入塔内，驯化3周，完成启动；二、臭气由臭气风机送入生物处理系统进行理。本发明采用脱氮硫杆菌和硝化细菌去除污泥臭气中的主要成分，采用软硬双层填料，后续采用活性炭吸附，保证了处理效果，具有能耗低，运行费用低，安全可靠的优点。本发明用于大中型污泥处理项目中的臭气处理。

对比文件2(cn102614774a)中需要将脱氮硫杆菌和硝化细菌的富集菌液注入塔内进行3周时间的驯化。除臭塔需要采用软硬双层填料来作为微生物的载体，后续采用活性炭吸附来，除臭塔要求塔内温度27～35℃，在寒冷地区需要有加热和保温设计，要求较高，设计繁琐。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的问题，本发明提供一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置及其处理方法与应用，本发明将生物除臭与好氧池污水处理工艺组合，可适用于高ph值的高氨氮废水处理，将废气中的h2s和氨气转移到液相中，生物降解全部发生在好氧池前端，好氧池内稳定的酸碱体系可保证污染物去除效果，臭气中的污染物给脱氮反硝化提供了电子供体，也减少了脱氮对于原水碳源的依赖性，提升了好氧池的脱氮效果。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置，包括依次相连的臭气收集装置、吸收装置和降解装置，所述吸收装置为接触塔，所述接触塔的内部设有出水装置，所述降解装置包括好氧池系统和曝气系统，所述接触塔的下部排液口与所述好氧池前端进水口相连，好氧池末端通过循环水泵与所述出水装置相连。

在一个优选的实施方案中，所述出水装置为喷淋管或射流混合器，通过喷淋或射流混合的方式使废气中的h2s和氨气充分溶解于好氧池系统末端的液体中，吸收液可循环使用。

在一个优选的实施方案中，所述喷淋管或射流混合器的数量为并联设置的多个，设置多个可以进一步使废气中的h2s和氨气与液体充分接触。

在一个优选的实施方案中，所述射流混合器的为水平或竖直方向设置。

在一个优选的实施方案中，所述好氧池系统末端包括二沉池出水端或二沉池污泥回流端。

在一个优选的实施方案中，所述吸收装置包括串联设计的两级或多级接触塔，在臭气浓度过高或者排放标准较高时，设置多级接触塔能进一步使废气中的h2s和氨气充分溶解，使分离后的气体能够达标排放。

在一个优选的实施方案中，所述臭气收集装置包括臭气风机，所述臭气风机设于吸收装置前端正压运行或设于吸收装置后端负压运行。

本发明第二方面提供一种用于处理h2s和氨气混合废气的处理方法，所述处理方法包括如下步骤：

s1、将含有h2s和氨气的混合污染废气收集后通过吸收装置与好氧池系统末端的液体充分混合并被吸收，使废气中的污染物由气相转移到液相，实现污染物的分离；

s2、将步骤s1分离后得到ph值为6～10的含有污染物的液体，分离净化后的气体直接排放；

s3、将步骤s2收集的溶解有h2s和氨气的液体送入好氧池系统前端，使液体中的h2s和氨气在硝化菌和微生物菌群的作用下降解。

在一个优选的实施方案中，在降解过程中，溶于水中的h2s作为电子供体与好氧池前端的硝态氮(no3--n)发生反应，h2s被氧化为单质硫并进一步被氧化为无害的硫酸根。

在一个优选的实施方案中，在降解过程中，溶解水中的氨气在好氧微生物的作用下经硝化反应生成硝态氮(no3--n)，硝态氮经过反硝化转化为无害的氮气。

本发明第三方面提供一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置在废气或高氨氮废水处理中的应用。

本发明的反应原理如下：

集水井、格栅间、调节池、水解池、气浮间、污泥脱水间等处理单元产生的臭气经管道收集后经过臭气风机后进入接触塔，与出水装置喷洒出的液体充分混合并被吸收。臭气中的h2s、氨气等污染物由气相转移入液相，实现污染物的分离。处理过后的气体达标外排。被吸收的污染物由液体带入好氧池系统前端，在硝化菌和其他微生物菌群的作用下进行降解，其中液体中的h2s作为电子供体与好氧池前端的no3--n发生反应，h2s被氧化为单质硫并进一步被氧化为无害的硫酸根，液体中的氨气在好氧微生物的作用下经硝化反应生成硝态氮(no3--n)，硝态氮经过反硝化转化为无害的氮气排入大气。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明将生物除臭技术与好氧池污水处理工艺相结合，将处理单元产生的含有硫化氢和氨气等污染物的臭气转移至液相后，利用液体中的h2s作为电子供体，好氧池前端的硝态氮(no3--n)作为电子受体，二者发生反应，使得h2s被氧化为单质硫并进一步被氧化为无害的硫酸根，而硝态氮被还原为氮气排入大气，直接利用污染物中的硫化氢作为电子供体与硝态氮发生反应，能够提供足够的电子供体，有利于反应的进行。对比文件1中需要利用污染物中挥发性有机物(vocs)为硝态氮(no3--n)提供电子供体，但挥发性有机物(vocs)不是污水厂臭气的主要成分，因此不能提供足够的电子供体，不利于反应的进行，本申请中利用污染物h2s作为电子供体，减少了脱氮对于碳源有机物，即电子供体的依赖性，提升了低c/n比废水的脱氮效果。

(2)本发明中溶解水中的氨气在好氧微生物的作用下经硝化反应生成硝态氮(no3--n)，硝态氮经过反硝化转化为无害的氮气排放到大气，实现了氨气的降解过程，通过硝化反应生成的硝态氮还能补充因降解硫化氢而消耗的好氧池中的硝态氮，更加有利于反应的进行。

(3)本发明的处理装置无需设置生物挂膜填料和在除臭塔内培养驯化微生物，只需要通过喷淋或射流混合的方式使废气中的h2s和氨气充分溶解于好氧池系统的液体中，二者充分混合后吸收，使气相污染物转移到液相中，收集后通过接触塔下部的排液口从好氧池系统前端的进水口进入，使得生物降解全部发生在好氧池前端。

(4)本发明的处理装置不受环境温度和臭气温度影响，不需要加热和保温设计；不需要额外投加酸碱调节吸收液的ph值，好氧池内稳定的酸碱体系可保证污染物去除效果，可适用于ph值6～10范围内的含氮废水处理。

附图说明

图1为本发明中处理装置的结构示意图；

附图标记

10、臭气收集装置；20、接触塔；30、出水装置；40、好氧池系统；50、曝气系统；60、循环系统；

101、臭气收集管网；102、臭气风机；103、臭气输送管路；104、臭气排放口；

401、好氧池；402、好氧池进水管；403、好氧池出水管；

501、曝气风机；502、曝气管路；503曝气盘或穿孔管；

601、循环水泵；602、循环管路；603、吸收液回流管路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置，如图1所示，包括依次相连的臭气收集装置10、吸收装置和降解装置，其中吸收装置为接触塔20，接触塔20的内部设有出水装置30，降解装置包括好氧池系统40和为好氧池系统提供氧气的曝气系统50，接触塔20的下部排液口与好氧池系统40前端进水口相连，好氧池系统40末端通过循环水泵601与出水装置30相连。

作为进一步改进的实施方案，出水装置为喷淋管或射流混合器。循环系统60包括循环水泵601、循环管路602和吸收液回流管路603。

在具体实施过程中，臭气收集装置10通过臭气收集管网101收集后通过臭气输送管路103输送到接触塔20内，接触塔20的内部设置有出水装置30，在本实施例中，出水装置30为射流混合器，且设置在接触塔20的侧壁上，接触塔20和射流混合器的材质为玻璃钢，在另一个实施例中，出水装置30为可以为喷淋管，通过喷淋或射流混合的方式使废气中的h2s和氨气充分和液体混合吸收溶解，使分离后的气体通过臭气排放口104能够达标排放。接触塔20安装在好氧池401的池顶，使得接触塔20中的含有污染物的废水自流经过吸收液回流管路603，通过进入好氧池401的好氧池进水管402进入好氧池前端进行分解，好氧池系统40末端通过循环水泵601将废水提升，经过循环管路602进入出水装置30，通过喷淋或射流方式进入接触塔3，实现循环利用，好氧池401出水通过好氧池出水管403排出。

好氧池曝气系统50包括曝气风机501，曝气风机501通过曝气管路502进入到好氧池401内部，通过曝气盘或穿孔管503进行曝气。

在本实施例中，循环水泵601可采用湿式泵，例如潜污泵，也可以采用干式污水泵。

作为进一步改进的实施方案，喷淋管或射流混合器的数量为并联设置的多个，其中射流混合器的为水平或竖直方向设置。

在具体实施过程中，为了进一步使废气中的h2s和氨气与液体充分接触后混合吸收，喷淋管或射流混合器的数量为并联设置的多个，为了增大接触面积，喷淋管可以水平设置，射流混合器的为水平或竖直方向设置。

作为进一步改进的实施方案，好氧池系统40末端包括二沉池出水端或二沉池污泥回流端。

本领域技术人员公知，好氧池系统40可以包括单一好氧池，也可以包括好氧池和二沉池，因此好氧池系统40末端可以为好氧池401池体的末端，也可以是二沉池的出水端，或者是二沉池的污泥回流端。在本实施例中，好氧池系统40末端设置为好氧池401池体的末端。

作为进一步改进的实施方案，吸收装置包括串联设计的两级或多级接触塔20。

在本实施例中，吸收装置设置为一级接触塔，收集的臭气输送到一级接触塔，出水装置30喷出的液体后形成气液混合体并充分混合吸收，使臭气中的污染物由气相转移到液相中。在另一个实施例中，当臭气浓度过高或者排放标准较高时，吸收装置设置为两级接触塔20，收集的臭气输送到一级接触塔，出水装置喷出的液体，经充分混合吸收后的臭气进入二级接触塔，出水装置30喷出的液体后形成气液混合体并充分混合吸收，经吸收后的气体达标排放，臭气中的污染物由气相转移到液相中，再进一步降解。

作为进一步改进的实施方案，臭气收集装置10包括臭气风机102，臭气风机102设于吸收装置前端正压运行或设于吸收装置后端负压运行。

在本实施例中，臭气风机设置于接触塔20前端，通过正压运行，使收集得到的臭气先经过臭气风机102作用后在将污染物由气相转移到液相中，在另一个实施例中，臭气风机102设置于接触塔20后端，通过负压运行，使收集得到的臭气先与射流或喷淋液体充分混合后再经过臭气风机102输送。

本装置的使用过程及原理：

将集水井、格栅间、调节池、水解池、气浮间、污泥脱水间等处理单元产生的臭气经管道收集后经过臭气风机进入接触塔，与出水装置喷洒出的液体充分混合并被吸收。此时臭气中的h2s、氨气等污染物由气相转移入液相，实现污染物的分离，分离后的气体达标外排。被吸收的污染物由液体带入好氧池系统，在硝化菌和其他微生物菌群的作用下进行降解，其中液体中的h2s作为电子供体与好氧池前端的no3--n发生反应，h2s被氧化为单质硫并进一步被氧化为无害的硫酸根，液体中的氨气在好氧微生物的作用下经硝化反应生成硝态氮(no3--n)，硝态氮经过反硝化转化为无害的氮气排入大气，实现废水中的硫化氢和氨气在好氧池内降解，最终分解为无害的硫酸根和氮气。

一种用于处理h2s和氨气混合废气的处理方法包括如下步骤：

s1、将含有h2s和氨气的混合污染废气收集后通过吸收装置与好氧池系统末端的液体充分混合并被吸收，使废气中的污染物由气相转移到液相，实现污染物的分离；

s2、将步骤s1分离后得到ph值为6～10的含有污染物的液体，分离净化后的气体直接排放；

s3、将步骤s2收集的溶解有h2s和氨气的液体送入好氧池系统前端，使液体中的h2s和氨气在硝化菌和微生物菌群的作用下降解。

h2s和氨气混合废气、高氨氮废水的具体处理方法

实施例1

某屠宰废水处理厂，处理规模为2400m3/d，废水中氨氮浓度为300mg/l，ph值为6～9；臭气处理规模为8000m3/h，废气中硫化氢浓度150mg/m3，氨气浓度为20mg/m3。

臭气处理过程：

将含有h2s和氨气混合污染废气收集后通过臭气风机输送到一级接触塔，此时射流混合器喷出液体，经充分混合吸收后的废气进入二级接触塔与射流混合器喷出的液体充分混合吸收，使废气中的污染物由气相转移到液相，分离后的气体中的硫化氢浓度为0.03mg/m3，氨气浓度为1.0mg/m3，达标外排。一级接触塔和二级接触塔内收集的废水ph值在6～10的范围内，将其送入好氧系统进行降解。在硝化菌和其他微生物菌群的作用下进行降解，其中液体中的h2s作为电子供体与好氧池前端的no3--n发生反应，h2s被氧化为单质硫并进一步被氧化为无害的硫酸根，液体中的氨气在好氧微生物的作用下经硝化反应生成硝态氮(no3--n)，硝态氮经过反硝化转化为无害的氮气排入大气。

高氨氮废液处理过程：将废液直接送入好氧系统进行降解，其降解过程与上述降解过程相同。

实施例2

某养殖废水处理厂，处理规模为1000m3/d，废水中氨氮浓度为4000mg/l，ph值为6～10；臭气处理规模为9000m3/h，废气中硫化氢浓度300mg/m3，氨气浓度为50mg/m3。按照本发明的方法进行除臭处理。

臭气处理过程：

将含有h2s和氨气混合污染废气收集后通过臭气风机输送到一级接触塔，此时射流混合器喷出液体，经充分混合吸收后的废气进入二级接触塔与射流混合器喷出的液体充分混合吸收，使废气中的污染物由气相转移到液相，分离后的气体中的硫化氢浓度为0.04mg/m3，氨气浓度为1.0mg/m3，达标外排。一级接触塔和二级接触塔内收集的废水ph值在6～10的范围内，将其送入好氧系统进行降解。在硝化菌和其他微生物菌群的作用下进行降解，其中液体中的h2s作为电子供体与好氧池前端的no3--n发生反应，h2s被氧化为单质硫并进一步被氧化为无害的硫酸根，液体中的氨气在好氧微生物的作用下经硝化反应生成硝态氮(no3--n)，硝态氮经过反硝化转化为无害的氮气排入大气。

高氨氮废液处理过程：将废液直接送入好氧系统进行降解，其降解过程与上述降解过程相同。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置，其特征在于，包括依次相连的臭气收集装置、吸收装置和降解装置，所述吸收装置为接触塔，所述接触塔的内部设有出水装置，所述降解装置包括好氧池系统和曝气系统，所述接触塔的下部排液口与所述好氧池前端进水口相连，好氧池末端通过循环水泵与所述出水装置相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置，其特征在于，所述出水装置为喷淋管或射流混合器。

3.根据权利要求2所述的一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置，其特征在于，所述喷淋管或射流混合器的数量为并联设置的多个。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置，其特征在于，所述射流混合器的为水平或竖直方向设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置，其特征在于，所述好氧池系统末端包括二沉池出水端或二沉池污泥回流端。

6.根据权利要求1所述的一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置，其特征在于，所述吸收装置包括串联设计的两级或多级接触塔。

7.根据权利要求1所述的一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置，其特征在于，所述臭气收集装置包括臭气风机，所述臭气风机设于吸收装置前端正压运行或设于吸收装置后端负压运行。

8.如权利要求1-7任一所述的一种用于处理h2s和氨气混合废气的装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、将含有h2s和氨气的混合污染废气收集后通过吸收装置与好氧池系统末端的液体充分混合并被吸收，使废气中的污染物由气相转移到液相，实现污染物的分离；

s2、将步骤s1分离后得到ph值为6～10的含有污染物的液体，分离净化后的气体直接排放；

s3、将步骤s2收集的溶解有h2s和氨气的液体送入好氧池系统前端，使液体中的h2s和氨气在硝化菌和微生物菌群的作用下降解。

9.如权利要求1-7任一所述的用于处理h2s和氨气混合废气的装置在废气或高氨氮废水处理中的应用。

技术总结

本发明公布了一种用于处理H2S和氨气混合废气的装置及其处理方法与应用，处理装置包括臭气收集装置、吸收装置和降解装置，所述吸收装置为接触塔。本发明将生物除臭技术与好氧池污水处理工艺相结合，将各单元产生的含有硫化氢和氨气等污染物的臭气转移至液相，H2S作为电子供与硝态氮发生反应，使得H2S被氧化为单质硫并进一步被氧化为无害的硫酸根，氨气在好氧微生物的作用下经硝化反应生成硝态氮(NO3??N)，硝态氮经过反硝化转化为无害的氮气排入大气。本发明不受环境温度和臭气温度影响，可适用于pH值6～10范围内的含氮废水处理。

技术研发人员：姚杰宇;梁林海;郭坤然

受保护的技术使用者：北京华夏大禹环保有限公司;北京华夏大禹科技有限公司

技术研发日：2021.04.19

技术公布日：2021.07.23