申请日2015.01.26
公开(公告)日2015.06.03
IPC分类号C02F9/14; B01D53/75; B01D53/56; C02F103/36; B01D53/62; B01D47/02; B01D53/50
摘要
一种废气和PO废水综合处理系统，包括废水调节池、废气废水混合处理池、废气脱硝罐、废水电解池、好氧接触氧化池、二沉池和砂滤池;废气废水混合处理池包括锅炉废气曝气区、混合搅拌区和沉淀区，锅炉废气曝气区底部设置有曝气盘，曝气盘通过进气管、风机连通锅炉;废气脱硝罐从罐体底部向上依次为脱硝区、除雾器、活性炭吸附层和排气扇;废水电解池为左右两室结构，分别为正极室和负极室，正极室和负极室的底部连通，中上部由隔板隔开，正极室和负极室分别设有正负两个电极板;好氧接触氧化池设置有进水管，进水管下部设有布水三角锥，布水三角锥下部设有曝气调控系统，曝气调控系统包括曝气盘、鼓风机和溶解氧测量调控装置。
权利要求书
1.一种废气和PO废水综合处理系统，其特征在于：包括废水调节池、废 气废水混合处理池(1)、废气脱硝罐(2)、废水电解池(3)、好氧接触氧化池(4)、 二沉池和砂滤池;
所述的废水调节池包括进水管和出水管，用于调节PO废水的水质和水量;
所述的废气废水混合处理池(1)包括锅炉废气曝气区(1-1)、混合搅拌区 (1-2)和沉淀区(1-3);锅炉废气曝气区(1-1)底部设置有曝气盘(1-4)， 所述的曝气盘(1-4)通过进气管连接有废气废水混合处理池外的风机(1-5)， 风机(1-5)通过管道连通锅炉;所述的曝气盘(1-4)的上方设有布水支管(1-6)， 所述的布水支管(1-6)连接进水管(1-7)，进水管(1-7)连接废水调节池的 出水管;所述混合搅拌区(1-2)设有搅拌装置(1-8)和药液添加系统(1-9)， 所述药液添加系统添加的药液为无机絮凝剂聚合氯化铝、聚合硫酸铁和有机絮 凝剂聚丙烯酰胺药液，其浓度由实验确定;所述沉淀区(1-3)内设有挡板(1-10)， 该挡板与沉淀池的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处 设有三相分离器(1-11)，沉淀区的出口上部设有溢水堰(1-12)，沉淀区底部 设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有沉淀物排放阀(1-13);所述的废气废水 混合处理池设有上盖，上盖设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有废气集气 管(1-14)，所述的废气集气管(1-14)连通废气脱硝罐(2)的进气管(2-9);
所述的废气脱硝罐(2)从罐体底部向上依次为脱硝区(2-1)、除雾器(2-2)、 活性炭吸附层(2-3)和排气扇(2-4);所述的脱硝区设有废气脱硝组件，所述 的废气脱硝组件包括位于废气脱硝组件上部的脱硝液喷淋装置(2-5)、脱硝液 回流和添加装置(2-6)和位于废气脱硝组件下部的脱硝液槽(2-7);所述的脱 硝液喷淋装置(2-5)为螺旋状喷淋装置;所述的脱硝液回流和添加装置(2-6) 包括脱硝液罐和搅拌装置，脱硝液添加装置通过管路和阀门连通脱硝液循环泵; 所述的废气脱硝组件采用的脱硝液为亚铁螯合剂和铁粉的混合物，脱硝液的配 比浓度根据处理的废气量和废气浓度来决定;脱硝液槽底部设计成锥形结构， 并设置有沉淀物排放阀(2-8)和沉淀物排放管;脱硝区中下部还设有进气管 (2-9)和布气管(2-10);所述的脱硝区上部设有除雾器(2-2)，除雾器上部 设有活性炭吸附层(2-3)，所述的脱硝罐最上部的圆锥形罐体处安装有排气扇 (2-4)，所述的脱硝罐中间为圆柱形、上下两端为圆锥形罐体，采用立式竖直 放置;
所述的废水电解池(3)设有进水管(3-1)和出水管(3-2)，进水管(3-1) 连通废气废水混合处理池的出水管;所述的废水电解池(3)为左右两室结构， 分别为正极室(3-3)和负极室(3-4)，所述正极室(3-3)和负极室(3-4)的 底部连通，中上部由隔板(3-5)隔开，正极室(3-3)设有正极板(3-6)，负 极室(3-4)设有负极板(3-7)，正负两个电极板分别连接外部正负电源，正极 室和负极室的上部为圆锥形结构，圆锥形结构的顶部都设有集气管(3-8);进 一步的，用钌铱钛电极或钌铱钛锡电极或铱钽钛电极或铱钽钛锡电极为正极板 材料，钛电极为负极板材料;所述的废水电解池的出口处设有三相分离器(3-9)， 出口上部设有溢水堰(3-10)，溢水堰连接出水管，出口处的下部设计成锥形结 构，在锥形结构底部设置有沉淀物排放阀(3-11);所述的废水电解池的出水管 3-2连通连通好氧接触氧化池的进水管(4-1);
所述好氧接触氧化池(4)内中下部设置进水管(4-1)，所述进水管(4-1) 下部设有布水三角锥(4-2);所述布水三角锥(4-2)下部设有曝气调控系统 (4-3)，所述曝气调控系统(4-3)包括曝气盘、鼓风机和溶解氧测量调控装置; 进一步的，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘;所述曝气盘通过 曝气管连接鼓风机，鼓风机设置在好氧接触氧化池外，好氧接触氧化池的上部、 废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调 控鼓风机工作;所述进水管上部内置有填料(4-4);所述好氧接触氧化池的出口 处布设有溢流堰(4-5);
所述好氧接触氧化池(4)的出水管连接二沉池的进水管，二沉池底部设有 污泥回流系统，一部分污泥回流到好氧接触氧化池(4)中。
2.一种采用如权利要求1所述的废气和PO废水综合处理系统进行废气和 废水处理的方法，具有如下步骤：
①PO废水通过进水管进入废水调节池调节水质和水量;
②废水通过进水管(1-7)进入废气废水混合处理池的锅炉废气曝气区 (1-1)，位于废气废水混合处理池进水管下方的曝气盘(1-4)产生大量细小气 泡使废水与锅炉废气充分接触，废气中的SO2和CO2与废水中的Ca(OH)2发生反应 生产沉淀物，同时废气中的灰尘等物质被吸收在废水中，然后废水进入混合搅 拌区(1-2)与絮凝剂混合搅拌反应后流入沉淀区(1-3)，由于三相分离器(1-11) 的作用，沉淀物在重力的作用下下沉到废气废水混合处理池下部的锥形结构中， 通过锥形结构底部的沉淀物排放阀(1-13)排出;
③由于废气废水混合处理池的三相分离器(1-11)的作用，废气从PO废水 中逸出后通过废气废水混合处理池顶端的废气集气管(1-14)进入废气脱硝罐 (2)的进气管(2-9)、布气管(2-10)和脱硝区(2-1)，废气与脱硝液喷淋装 置(2-5)喷出的脱硝液接触，气体中的氮氧化物与亚铁螯合剂和铁粉发生化学 反应，反应生成物随脱硝液流入下部脱硝液槽中，沉淀物被排放阀(2-8)排放 出去;气体然后进入除雾器(2-2)，气体中的液滴在这里被拦截下来;接着气 体进入活性炭吸附层(2-3)，气体中所夹杂的物质和液滴在这里被拦截吸附下 来，至此废气被处理成洁净的气体，实现达标排放;
④废气废水混合处理池的三相分离器(1-11)分离处理后的废水通过溢水 堰(1-12)、出水管连通废水电解池的进水管(3-1);
⑤废水通过进水管(3-1)进入废水电解池(3)，PO废水含盐量高，导电性 好，废水中的污染物被氧化分解，电解过程中负极板(3-7)产生的氢气经过收 集、分离干燥后出售;正极板(3-6)产生的氯气回用于PO的生产反应过程中; 电解处理后的废水通过出水管(3-2)连通好氧接触氧化池的进水管(4-1);
⑥废水通过进水管(4-1)进入好氧接触氧化池(4)的中下部，在布水三 角锥(4-2)的作用下均匀布水，所述的曝气盘产生大量的微气泡，所述溶解氧 测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保好氧接触氧化池水中的溶解氧 大于2mg/L，处理后的废水通过溢流堰(4-5)和出水管流出;
⑦好氧接触氧化池的出水管连接二沉池的进水管和布水管，二沉池的沉淀 污泥一部分污泥回流到好氧接触氧化池(4)中，一部分作为剩余污泥;
⑧二沉池沉淀处理后的水经溢流堰进入砂滤池，过滤后进入清水池回用;
⑨废气废水混合处理池(1)、废气脱硝罐(2)和废水电解池(3)产生的 沉淀物与二沉池产生的剩余污泥脱水后外运。
说明书
废气和PO废水综合处理系统
技术领域
本发明涉及环境污染治理技术领域，尤其是一种废气和PO废水综合处理系 统。
背景技术
环氧丙烷(PO)在有机化工行业是非常重要的基本原料，PO的生产方法根 据所用氧化剂的不同分为氯醇法、共氧化法、双氧水法、过酸法及其他氧化法， 其中氯醇法的生产能力占世界总能力的一半以上，这也是我国生产PO最常用的 方法。氯醇法PO生产工艺具有工艺成熟、流程短、生产安全、产品选择性好、 投资少、对纯度要求不高等优点，但应用氯醇法生产PO的过程会产生大量的废 水，每生产1t的PO产生废水50-80t，PO废水具有pH值高(10-12)、含盐量 高(2%-4%)、COD高(1500-2500mg/L)、CaCl2浓度高(≧15000mg/L)等特点， 且废水中含有大量含氯的有机化合物，主要有二氯丙烷、二氯异丙醚等，较难 处理。目前PO废水的处理方法主要有生化处理法和物化处理法，其处理设备结 构复杂，因此，PO废水的合理化处理和资源化利用是目前国内外PO行业发展 中亟待解决的问题。
同时，在PO的生产中会使用锅炉，这些锅炉排放的废气中含有大量的灰尘、 氮氧化物和SO2，目前此类废气污染治理采用的工艺设备大多只针对单一污染物 进行处理，而废气中的灰尘、氮氧化物、二氧化硫往往同时存在，如果把这些 设施组合在一起会造成废气处理设备结构复杂、操作繁琐、处理成本增高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术设备结构复杂、操作繁琐、处 理成本较高的问题，提供一种废气和PO废水综合处理系统，以废治废，能有效 处理富含灰尘、氮氧化物、二氧化硫的复杂废气和PO废水。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种废气和PO废水综合处理 系统，包括废水调节池、废气废水混合处理池、废气脱硝罐、废水电解池、好 氧接触氧化池、二沉池和砂滤池。
所述的废水调节池包括进水管和出水管，用于调节PO废水的水质和水量。
所述的废气废水混合处理池包括锅炉废气曝气区、混合搅拌区和沉淀区; 锅炉废气曝气区底部设置有曝气盘，所述的曝气盘通过进气管连接有废气废水 混合处理池外的风机，风机通过管道连通锅炉;所述的曝气盘的上方设有布水 支管，所述的布水支管连接进水管，进水管连接废水调节池的出水管;所述混 合搅拌区设有搅拌装置和药液添加系统，所述药液添加系统添加的药液为无机 絮凝剂聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)和有机絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM) 药液，其浓度由实验确定;所述沉淀区内设有挡板，该挡板与沉淀池的内壁形 成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有三相分离器，沉淀区 的出口上部设有溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有沉 淀物排放阀;所述的废气废水混合处理池设有上盖，上盖设计成圆锥形结构， 圆锥形结构顶端设有废气集气管，所述的废气集气管连通废气脱硝罐的进气管。
所述的废气脱硝罐从罐体底部向上依次为脱硝区、除雾器、活性炭吸附层 和排气扇。
所述的脱硝区设有废气脱硝组件，所述的废气脱硝组件包括位于废气脱硝 组件上部的脱硝液喷淋装置、脱硝液回流和添加装置和位于废气脱硝组件下部 的脱硝液槽。所述的脱硝液喷淋装置为螺旋状喷淋装置;喷射出的水呈现雾状， 且水雾之间交叉融合，不留死角，有利于扩大废气与溶液的接触面积，提高吸 收率和吸收效果;所述的脱硝液回流和添加装置包括脱硝液罐和搅拌装置，脱 硝液添加装置通过管路和阀门连通脱硝液循环泵;所述的废气脱硝组件采用的 脱硝液为亚铁螯合剂和铁粉的混合物，脱硝液的配比浓度根据处理的废气量和 废气浓度来决定;脱硝液槽底部设计成锥形结构，并设置有沉淀物排放管和沉 淀物排放阀;脱硝区中下部还设有进气管和布气管。
所述的脱硝区上部设有除雾器，除雾器是将气体中的大液滴进行收集，并 使之返回，减少气体中的水分，其工作原理是气体进入除雾器，经过一系列弯 道，从顶部排出，而水滴由于其质量和动能的作用，在经过弯道部分时，直线 下落，冲撞除雾器的表面，并在到重力作用下弹回;进一步的优选设备，除雾 器为折流板除雾器或漩流板除雾器。
所述的除雾器上部设有活性炭吸附层，所述的活性炭吸附层中设置活性炭， 活性炭要求具有孔隙发达、比表面积大、吸附速度快、抗摩擦、耐冲洗等优点， 如经过较长时间的运行，发现活性炭变粘，气速降低时就需及时更换活性炭。
具体的，所述的脱硝罐中间为圆柱形、上下两端为圆锥形罐体，所述罐体 上开设有观测口和检修更换口，罐体体积大小可根据待处理气体量的多少而定， 采用立式竖直放置。
为便于处理完的洁净气体排出，所述的脱硝罐最上部的圆锥形罐体处安装 有排气扇。
所述的废水电解池设有进水管和出水管，进水管连通废气废水混合处理池 的出水管;所述的废水电解池为左右两室结构，分别为正极室和负极室，所述 正极室和负极室的底部连通，中上部由隔板隔开，正极室和负极室分别设有正 负两个电极板，正负两个电极板分别连接外部正负电源，正极室和负极室的上 部为圆锥形结构，圆锥形结构的顶部都设有集气管;进一步的用钌铱钛电极或 钌铱钛锡电极或铱钽钛电极或铱钽钛锡电极为正极材料，钛电极为负极材料; 所述的废水电解池的出口处设有三相分离器，出口上部设有溢水堰，溢水堰连 接出水管，出口处的下部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有沉淀物排放 阀;所述的废水电解池的出水管连通连通好氧接触氧化池的进水管。
所述好氧接触氧化池内中下部设置有进水管，所述进水管下部设有布水三 角锥;所述布水三角锥下部设有曝气调控系统，所述曝气调控系统包括曝气盘、 鼓风机和溶解氧测量调控装置;进一步，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微 孔式曝气盘。所述曝气盘通过曝气管连接鼓风机，鼓风机设置在好氧接触氧化 池外，好氧接触氧化池的上部、废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶 解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作;所述进水管上部内置有填料; 所述好氧接触氧化池的出口处布设有溢流堰。
所述好氧接触氧化池的出水管连接二沉池的进水管和布水管，二沉池底部 设有污泥回流系统，一部分污泥回流到好氧接触氧化池，一部分作为剩余污泥。
二沉池沉淀处理后的水经溢流堰进入砂滤池，过滤后进入清水池回用。
一种采用上述废气和PO废水综合处理系统进行废气和废水处理的方法，具 有如下步骤：
①PO废水通过进水管进入废水调节池调节水质和水量。
②废水通过进水管进入废气废水混合处理池的锅炉废气曝气区，位于废气 废水混合处理池进水管下方的曝气盘产生大量细小气泡使废水与锅炉废气充分 接触，废气中的SO2和CO2与废水中的Ca(OH)2发生反应生产沉淀物，同时废气中 的灰尘等物质被吸收在废水中，然后废水进入混合搅拌区与絮凝剂搅拌混合后 流入沉淀区，由于三相分离器的作用，沉淀物在重力的作用下下沉到废气废水 混合处理池下部的锥形结构，通过锥形结构底部的沉淀物排放阀排出。
③由于废气废水混合处理池的三相分离器的作用，废气从PO废水中逸出后 通过废气废水混合处理池顶端的废气集气管进入废气脱硝罐的进气管、布气管 和脱硝区，废气与脱硝液喷淋装置喷出的脱硝液接触，气体中的氮氧化物与亚 铁螯合剂和铁粉发生化学反应，反应生成物随脱硝液流入下部脱硝液槽中，沉 淀物被排放阀排放出去;气体然后进入除雾器，气体中的液滴在这里被拦截下 来;接着气体进入活性炭吸附层，气体中所夹杂的物质和液滴在这里被拦截吸 附下来，至此废气被处理成洁净的气体，实现达标排放。
④废气废水混合处理池的三相分离器分离处理后的废水通过溢水堰、出水 管连通废水电解池的进水管。
⑤废水通过进水管进入废水电解池，PO废水含盐量高，导电性好，废水中 的污染物被氧化分解，电解过程中负极产生的氢气经过收集、分离干燥后出售; 正极产生的氯气回用于PO的生产反应过程中;电解处理后的废水通过出水管连 通好氧接触氧化池的进水管。
⑥废水通过进水管进入好氧接触氧化池的中下部，在布水三角锥的作用下 均匀布水，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘，产生大量的微气 泡，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保好氧接触氧化 池水中的溶解氧大于2mg/L，处理后的废水通过溢流堰和出水管流出。
⑦好氧接触氧化池的出水管连接二沉池的进水管和布水管，二沉池的沉淀 污泥一部分污泥回流到好氧接触氧化池，一部分作为剩余污泥。
⑧二沉池沉淀处理后的水经溢流堰进入砂滤池，过滤后进入清水池回用。
⑨废气废水混合处理池、废气脱硝罐和废水电解池产生的沉淀物与二沉池 产生的剩余污泥脱水后外运。
本发明的废气和PO废水综合处理系统利用废水对锅炉废气进行洗涤，达到 除尘、脱硫的目的，同时利用废气中的SO2和CO2成分去除废水中的钙离子，实 现以废治废的目的，并通过进一步的处理，使废气达标排放、废水回用。
