公布日：2024.03.29
申请日：2023.12.29
分类号：B01D53/18(2006.01)I;B01D53/14(2006.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;F23G7/06(2006.01)I;F23G7/07(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种污水处理厂减少温室气体排放的系统及方法，包括与污水处理厂排放尾气依次相连通的集气装置、气体燃烧装置、冷却装置和二氧化碳吸收装置，所述集气装置通过负压形式收集各类温室气体，所述集气装置上设置外部环境气体吸收口，所述集气装置内部设置有用以混合外部环境气体与各类温室气体的气体汇集口，所述气体汇集口与所述气体燃烧装置相连通，所述气体燃烧装置与所述冷却装置连通，所述冷却装置连通所述二氧化碳吸收装置的底部。本发明能够有效的将污水处理厂各反应池中的二氧化碳、甲烷等温室气体进行去除，从而实现减少污水处理厂温室气体排放的目的。
权利要求书
1.一种污水处理厂减少温室气体排放的系统，其特征在于：包括与污水处理厂排放尾气依次相连通的集气装置(2)、气体燃烧装置(3)、冷却装置(4)和二氧化碳吸收装置(5)；所述集气装置通过负压形式收集各类温室气体，所述集气装置上设置外部环境气体吸收口(21)，所述集气装置内部设置有用以混合外部环境气体与各类温室气体的气体汇集口(22)，所述气体汇集口(22)与所述气体燃烧装置(3)相连通，所述气体燃烧装置(3)与所述冷却装置(4)连通，所述冷却装置(4)连通所述二氧化碳吸收装置(5)的底部；所述二氧化碳吸收装置(5)内部包括自上而下依次设置的气体排放口(56)、脱液器(57)、喷淋头(52)、填料层(53)、液相溶液汇集区(54)、液相溶液回收口(55)；所述二氧化碳吸收溶液(51)通过喷淋头(52)均匀的喷洒在填料层(53)的表面上，所述液相溶液汇集区(54)低于所述二氧化碳吸收装置(5)底部与所述冷却装置(4)的连通口，所述液相溶液回收口(55)设置在所述液相溶液汇集区(54)底部。
2.根据权利要求1所述的污水处理厂减少温室气体排放系统，其特征在于：所述系统还包括对无除臭工艺的污水处理厂内的各类产生温室气体的反应池(1)加设反应池密封装置(11)。
3.根据权利要求2所述的污水处理厂减少温室气体排放系统，其特征在于：所述密封装置(11)为密封盖板，所述密封盖板设置一个或多个出口连接至集气装置(2)。
4.根据权利要求1所述的污水处理厂减少温室气体排放系统，其特征在于：气体燃烧装置(3)采用加热点火的方式，使混合气体充分燃烧，使得混合气体中的甲烷等有机气体完全转化为二氧化碳。
5.根据权利要求1所述的污水处理厂减少温室气体排放系统，其特征在于：气体燃烧装置(3)采用催化燃烧的方式，使混合气体充分燃烧，使得混合气体中的甲烷等有机气体完全转化为二氧化碳。
6.根据权利要求1所述的污水处理厂减少温室气体排放系统，其特征在于：冷却装置(4)采用管式换热器，将燃烧后的混合气体进行降温；所述冷却装置(4)上还设置有换热介质入口(41)和换热介质出口(42)，所述冷却装置(4)内部包括换热介质通道和气体通道，所述气体通道一侧与所述气体燃烧装置(3)相连通，所述气体通道另一侧与所述二氧化碳吸收装置(5)的底部相连通。
7.根据权利要求6所述的污水处理厂减少温室气体排放系统，其特征在于：换热介质通过所述冷却装置(4)被加热后进行热量利用，用于厂区供热、污泥干化等工艺。
8.根据权利要求1所述的污水处理厂减少温室气体排放系统，其特征在于：所述二氧化碳吸收装置(5)为吸收塔设备，可设置一级或多级填料层(53)及喷淋头(52)。
9.根据权利要求8所述的污水处理厂减少温室气体排放系统，其特征在于：所述二氧化碳吸收溶液(51)为碱性溶液或有机胺溶液。
10.一种污水处理厂减少温室气体排放的方法，其特征在于：包括如下步骤：A、根据污水治理厂是否有除臭工艺的客观条件，确定减少温室气体排放系统是否需要安装反应池密封装置(1)，确定好后构建上述权利要求1～9中任一项中所述减少温室气体排放系统；B、当减少温室气体排放系统运行时，首先将经过除臭工艺排出的气体以负压的形式收集至集气装置(2)中，在气体汇集口(22)处将气体与外部环境中含氧气的气体混合，统一输送至气体燃烧装置(3)内；C、混合气体经过气体燃烧装置(3)充分燃烧，使得混合气体中的甲烷等有机气体完全转化为二氧化碳，并输送至冷却装置(4)内；D、混合气体经过冷却装置(4)降温后输送至二氧化碳吸收装置(5)，冷却装置(4)内被加热的换热介质进行热量利用用于厂区供热、污泥干化等工艺；E、混合气体由二氧化碳吸收装置(5)底部进入，向上流动，通过多级填料层(53)，喷淋，与二氧化碳吸收溶液(51)两相交换实现二氧化碳的吸收，经过处理后的气体经过脱液器(57)脱液后由气体排放口(56)排入大气中，液相溶液进行回收。
发明内容
本发明的目的是针对现有污水处理厂存在的上述问题，提出了一种能够减少污水处理厂碳排放量的污水处理厂减少温室气体排放的系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种污水处理厂减少温室气体排放的系统，包括与污水处理厂排放尾气依次相连通的集气装置、气体燃烧装置、冷却装置和二氧化碳吸收装置，所述集气装置通过负压形式收集各类温室气体，所述集气装置上设置外部环境气体吸收口，所述集气装置内部设置有用以混合外部环境气体与各类温室气体的气体汇集口，所述气体汇集口与所述气体燃烧装置相连通，所述气体燃烧装置与所述冷却装置连通，所述冷却装置连通所述二氧化碳吸收装置的底部；所述二氧化碳吸收装置内部包括自上而下依次设置的气体排放口、脱液器、喷淋头、填料层、液相溶液汇集区、液相溶液回收口，所述二氧化碳吸收溶液通过喷淋头均匀的喷洒在填料层的复杂表面上，所述液相溶液汇集区低于所述二氧化碳吸收装置底部与所述气体通道的连通口，所述液相溶液回收口设置在所述液相溶液汇集区底部，用以回收液相溶液。
需要说明的是，对于传统的开放式无除臭工艺的污水处理厂，本系统还包括对污水处理厂内的各类产生温室气体的反应池加设反应池密封装置。
优选地，所述反应池密封装置为密封盖板。
优选地，所述密封盖板设置一个或多个出口连接至集气装置。
优选地，气体燃烧装置采用加热点火或催化燃烧等方式，使混合气体充分燃烧，使得混合气体中的甲烷等有机气体完全转化为二氧化碳，并输送至冷却装置。
优选地，冷却装置采用管式换热器，将燃烧后的混合气体进行降温，所述冷却装置上还设置有换热介质入口和换热介质出口，所述冷却装置内部包括换热介质通道和气体通道，所述气体通道一侧与所述气体燃烧装置相连通，所述气体通道另一侧与所述二氧化碳吸收装置的底部相连通。
优选地，混合气体通过所述冷却装置降温后，换热介质被加热后进行热量利用，用于厂区供热、污泥干化等工艺。
优选地，所述二氧化碳吸收装置为吸收塔设备，可设置一级或多级填料层及喷淋头。
优选地，所述二氧化碳吸收溶液为碱性溶液(如氢氧化钠、氢氧化钙等)或有机胺溶液。
本发明的另一目的在于一种污水处理厂减少温室气体排放的方法，包括如下步骤：
A、根据污水治理厂是否有除臭工艺的客观条件，确定减少温室气体排放系统是否需要安装反应池密封装置，确定好后构建减少温室气体排放系统；
B、当减少温室气体排放系统运行时，首先将经过除臭工艺排出的气体以负压的形式收集至集气装置中，在气体汇集口处将气体与外部环境中含氧气的气体混合，统一输送至气体燃烧装置内；
C、混合气体经过气体燃烧装置，通过加热点火或催化燃烧等方式充分燃烧，使得混合气体中的甲烷等有机气体完全转化为二氧化碳，并输送至冷却装置内；
D、混合气体经过冷却装置降温后输送至二氧化碳吸收装置，冷却装置内被加热的换热介质进行热量利用用于厂区供热、污泥干化等工艺；
E、混合气体由二氧化碳吸收装置底部进入，向上流动，通过多级填料层，喷淋，与二氧化碳吸收溶液两相交换实现二氧化碳的吸收，经过处理后的气体经过脱液器脱液后由气体排放口排入大气中，液相溶液进行回收。
基于上述技术方案，本发明的污水处理厂减少温室气体排放的系统至少具有以下优点：
(1)有效的将污水处理厂各反应池中的二氧化碳、甲烷等温室气体进行去除，从而实现减少污水处理厂温室气体排放的目的。
(2)对实现碳达峰碳中和的目标起着重要作用。
(3)系统中产生的热量可进行热量利用，用于厂区供热、污泥干化等工艺。
(4)二氧化碳与二氧化碳吸收溶液接触形成的液相溶液可进行回收。
（发明人：仝启杰;刘永伟;聂树理;刘兵;范光宇;张英磊）
