[发明专利]一种化学耦合生物同步去除废气中VOCs、硫化物和氨并硫资源化工艺

说明书

本发明公开了一种化学耦合生物同步去除废气中VOCs、硫化物和氨并硫资源化工艺，属于废气治理领域。首先将废气通入含有微碱性溶液的吸收塔中，吸收硫化氢、氨和部分可溶解性VOCs，排出经脱出大部分硫化氢、氨和部分可溶解性VOCs的气体，将吸收液通入微氧生物反应器中，利用硫氧化、氨氧化、硫自养反硝化，短程反硝化耦合工艺（硫氧化细菌、氨氧化细菌、反硝化细菌、硫自养反硝化细菌）将硫化氢和氨分别转化成单质硫和氮气；然后气体进入另一个生物反应器将气体中剩余的硫化氢、氨和VOCs去除。该工艺合理，去除污染物不受浓度限制，碱性吸收液可循环使用，不再添加碱液，不用添加碳源；不产生二次污染；利用硫氧化、氨氧化、硫自养反硝化，短程反硝化耦合工艺（硫氧化细菌、氨氧化细菌、反硝化细菌、硫自养反硝化细菌），可减少反硝化过程所需的电子供体，节约运行费用；同时将污染转化为可利用的单质硫资源化回收，实现了废弃物资源化，是一种理想的同步去除废气中VOCs、硫化物和氨工艺。

技术领域

本发明属于废气治理技术领域，涉及一种化学耦合生物同步去除废气中VOCs、硫化物和氨并硫资源化工艺。

背景技术

VOCs及恶臭污染问题日益突出，已成为PM2.5的主要来源之一，废气的直接排放危害人体健康，产生严重的环境污染，破坏生态平衡，防控VOCs刻不容缓。VOCs及恶臭物质来源于生活和工业生产等方面，其成分主要有含硫化合物（硫化物、硫醚类、硫醇类等）、（氨气、胺、吲哚等）、含氧有机物（有机酸、醇、酮、酸、酯等）、烃类化合物（芳香烃、烷烃、烯烃等）和卤素及其衍生物（卤代氢、氯气等）。

常用的处理方法有吸附法、吸收法、燃烧法、冷凝法、生物法和膜分离法等。其中，生物法具有运行费用低、维护管理方便和无二次污染等优点，成为今后治理及恶臭污染物质的环保清洁型方法。生物法主要分为生物过滤法、生物洗涤法和生物滴滤法三种。生物过滤法是一种能有效处理恶臭和挥发性有机废气的气体污染控制技术，在美国和欧洲，该技术已被广泛应用了40多年，主要用于处理来自城市污水处理设施、炼油厂、堆肥设施以及其他产生恶臭的操作过程所产生的恶臭气体。生物滤塔是该技术的一种装置形式，装置内填充上壤、泥炭或其他填料，含有可生物降解的挥发性有机物、其他有毒或恶臭物质的气体通过填料，被填料中的微生物所降解。该方法在单独使用时却存在操作过程中湿度、不易控制，填料层容易压实堵塞，需经常更换或再生滤料，自动控制能力差；且由于氧化产物硫酸盐的积累，硝化细菌的生长活性受到影响，从而影响了氨的去除；而当硫化氢（H₂S）和氨（NH₃）混合物同时进入生物滤塔时，被硫氧化细菌氧化为SO₄^2-，而NH₃被SO₄^2-中和为(NH₄)₂SO₄，由于(NH₄)₂SO₄积累的会抑制微生物的活性，影响污染物去除等缺点。

因此，开发一种经济环保的废气同步脱除废气中VOCs、硫化物和氨技术尤为迫切。作为一种新的同步脱除废气中VOCs、硫化物和氨方法，化学耦合生物同步去除废气中VOCs、硫化物和氨并硫资源化技术以其设备简单，易于控制，维护方便，工程造价低，净化过程中无废弃物排出，不会造成二次污染等优点逐渐得到人们的关注。

由哈尔滨工业大学王爱杰等发明的一种同步脱除废水中碳氮硫的工艺系统及方法专利（CN200810064858.9），将废水中的有机物、硫酸盐和氨氮分别转化为二氧化碳、单质硫和氮气，将气相中代谢产生的H₂S和NH₃转化为单质硫和氮气，然而在厌氧环境下高浓度的硫化物对于微生物具有一定的毒性作用，因而导致了反硝化脱硫技术整体运行效能的下降；高硫化物浓度带来的毒性抑制难以保证反硝化脱硫工艺高负荷运行。