公布日：2024.03.29
申請日：2023.12.29
分類號：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
本發明涉及一種污水處理廠減少溫室氣體排放的系統及方法，包括與污水處理廠排放尾氣依次相連通的集氣裝置、氣體燃燒裝置、冷卻裝置和二氧化碳吸收裝置，所述集氣裝置通過負壓形式收集各類溫室氣體，所述集氣裝置上設置外部環境氣體吸收口，所述集氣裝置內部設置有用以混合外部環境氣體與各類溫室氣體的氣體匯集口，所述氣體匯集口與所述氣體燃燒裝置相連通，所述氣體燃燒裝置與所述冷卻裝置連通，所述冷卻裝置連通所述二氧化碳吸收裝置的底部。本發明能夠有效的將污水處理廠各反應池中的二氧化碳、甲烷等溫室氣體進行去除，從而實現減少污水處理廠溫室氣體排放的目的。
權利要求書
1.一種污水處理廠減少溫室氣體排放的系統，其特征在于：包括與污水處理廠排放尾氣依次相連通的集氣裝置(2)、氣體燃燒裝置(3)、冷卻裝置(4)和二氧化碳吸收裝置(5)；所述集氣裝置通過負壓形式收集各類溫室氣體，所述集氣裝置上設置外部環境氣體吸收口(21)，所述集氣裝置內部設置有用以混合外部環境氣體與各類溫室氣體的氣體匯集口(22)，所述氣體匯集口(22)與所述氣體燃燒裝置(3)相連通，所述氣體燃燒裝置(3)與所述冷卻裝置(4)連通，所述冷卻裝置(4)連通所述二氧化碳吸收裝置(5)的底部；所述二氧化碳吸收裝置(5)內部包括自上而下依次設置的氣體排放口(56)、脫液器(57)、噴淋頭(52)、填料層(53)、液相溶液匯集區(54)、液相溶液回收口(55)；所述二氧化碳吸收溶液(51)通過噴淋頭(52)均勻的噴灑在填料層(53)的表面上，所述液相溶液匯集區(54)低于所述二氧化碳吸收裝置(5)底部與所述冷卻裝置(4)的連通口，所述液相溶液回收口(55)設置在所述液相溶液匯集區(54)底部。
2.根據權利要求1所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統，其特征在于：所述系統還包括對無除臭工藝的污水處理廠內的各類產生溫室氣體的反應池(1)加設反應池密封裝置(11)。
3.根據權利要求2所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統，其特征在于：所述密封裝置(11)為密封蓋板，所述密封蓋板設置一個或多個出口連接至集氣裝置(2)。
4.根據權利要求1所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統，其特征在于：氣體燃燒裝置(3)采用加熱點火的方式，使混合氣體充分燃燒，使得混合氣體中的甲烷等有機氣體完全轉化為二氧化碳。
5.根據權利要求1所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統，其特征在于：氣體燃燒裝置(3)采用催化燃燒的方式，使混合氣體充分燃燒，使得混合氣體中的甲烷等有機氣體完全轉化為二氧化碳。
6.根據權利要求1所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統，其特征在于：冷卻裝置(4)采用管式換熱器，將燃燒后的混合氣體進行降溫；所述冷卻裝置(4)上還設置有換熱介質入口(41)和換熱介質出口(42)，所述冷卻裝置(4)內部包括換熱介質通道和氣體通道，所述氣體通道一側與所述氣體燃燒裝置(3)相連通，所述氣體通道另一側與所述二氧化碳吸收裝置(5)的底部相連通。
7.根據權利要求6所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統，其特征在于：換熱介質通過所述冷卻裝置(4)被加熱后進行熱量利用，用于廠區供熱、污泥干化等工藝。
8.根據權利要求1所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統，其特征在于：所述二氧化碳吸收裝置(5)為吸收塔設備，可設置一級或多級填料層(53)及噴淋頭(52)。
9.根據權利要求8所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統，其特征在于：所述二氧化碳吸收溶液(51)為堿性溶液或有機胺溶液。
10.一種污水處理廠減少溫室氣體排放的方法，其特征在于：包括如下步驟：A、根據污水治理廠是否有除臭工藝的客觀條件，確定減少溫室氣體排放系統是否需要安裝反應池密封裝置(1)，確定好后構建上述權利要求1～9中任一項中所述減少溫室氣體排放系統；B、當減少溫室氣體排放系統運行時，首先將經過除臭工藝排出的氣體以負壓的形式收集至集氣裝置(2)中，在氣體匯集口(22)處將氣體與外部環境中含氧氣的氣體混合，統一輸送至氣體燃燒裝置(3)內；C、混合氣體經過氣體燃燒裝置(3)充分燃燒，使得混合氣體中的甲烷等有機氣體完全轉化為二氧化碳，并輸送至冷卻裝置(4)內；D、混合氣體經過冷卻裝置(4)降溫后輸送至二氧化碳吸收裝置(5)，冷卻裝置(4)內被加熱的換熱介質進行熱量利用用于廠區供熱、污泥干化等工藝；E、混合氣體由二氧化碳吸收裝置(5)底部進入，向上流動，通過多級填料層(53)，噴淋，與二氧化碳吸收溶液(51)兩相交換實現二氧化碳的吸收，經過處理后的氣體經過脫液器(57)脫液后由氣體排放口(56)排入大氣中，液相溶液進行回收。
發明內容
本發明的目的是針對現有污水處理廠存在的上述問題，提出了一種能夠減少污水處理廠碳排放量的污水處理廠減少溫室氣體排放的系統及方法。
為實現上述目的，本發明提供了一種污水處理廠減少溫室氣體排放的系統，包括與污水處理廠排放尾氣依次相連通的集氣裝置、氣體燃燒裝置、冷卻裝置和二氧化碳吸收裝置，所述集氣裝置通過負壓形式收集各類溫室氣體，所述集氣裝置上設置外部環境氣體吸收口，所述集氣裝置內部設置有用以混合外部環境氣體與各類溫室氣體的氣體匯集口，所述氣體匯集口與所述氣體燃燒裝置相連通，所述氣體燃燒裝置與所述冷卻裝置連通，所述冷卻裝置連通所述二氧化碳吸收裝置的底部；所述二氧化碳吸收裝置內部包括自上而下依次設置的氣體排放口、脫液器、噴淋頭、填料層、液相溶液匯集區、液相溶液回收口，所述二氧化碳吸收溶液通過噴淋頭均勻的噴灑在填料層的復雜表面上，所述液相溶液匯集區低于所述二氧化碳吸收裝置底部與所述氣體通道的連通口，所述液相溶液回收口設置在所述液相溶液匯集區底部，用以回收液相溶液。
需要說明的是，對于傳統的開放式無除臭工藝的污水處理廠，本系統還包括對污水處理廠內的各類產生溫室氣體的反應池加設反應池密封裝置。
優選地，所述反應池密封裝置為密封蓋板。
優選地，所述密封蓋板設置一個或多個出口連接至集氣裝置。
優選地，氣體燃燒裝置采用加熱點火或催化燃燒等方式，使混合氣體充分燃燒，使得混合氣體中的甲烷等有機氣體完全轉化為二氧化碳，并輸送至冷卻裝置。
優選地，冷卻裝置采用管式換熱器，將燃燒后的混合氣體進行降溫，所述冷卻裝置上還設置有換熱介質入口和換熱介質出口，所述冷卻裝置內部包括換熱介質通道和氣體通道，所述氣體通道一側與所述氣體燃燒裝置相連通，所述氣體通道另一側與所述二氧化碳吸收裝置的底部相連通。
優選地，混合氣體通過所述冷卻裝置降溫后，換熱介質被加熱后進行熱量利用，用于廠區供熱、污泥干化等工藝。
優選地，所述二氧化碳吸收裝置為吸收塔設備，可設置一級或多級填料層及噴淋頭。
優選地，所述二氧化碳吸收溶液為堿性溶液(如氫氧化鈉、氫氧化鈣等)或有機胺溶液。
本發明的另一目的在于一種污水處理廠減少溫室氣體排放的方法，包括如下步驟：
A、根據污水治理廠是否有除臭工藝的客觀條件，確定減少溫室氣體排放系統是否需要安裝反應池密封裝置，確定好后構建減少溫室氣體排放系統；
B、當減少溫室氣體排放系統運行時，首先將經過除臭工藝排出的氣體以負壓的形式收集至集氣裝置中，在氣體匯集口處將氣體與外部環境中含氧氣的氣體混合，統一輸送至氣體燃燒裝置內；
C、混合氣體經過氣體燃燒裝置，通過加熱點火或催化燃燒等方式充分燃燒，使得混合氣體中的甲烷等有機氣體完全轉化為二氧化碳，并輸送至冷卻裝置內；
D、混合氣體經過冷卻裝置降溫后輸送至二氧化碳吸收裝置，冷卻裝置內被加熱的換熱介質進行熱量利用用于廠區供熱、污泥干化等工藝；
E、混合氣體由二氧化碳吸收裝置底部進入，向上流動，通過多級填料層，噴淋，與二氧化碳吸收溶液兩相交換實現二氧化碳的吸收，經過處理后的氣體經過脫液器脫液后由氣體排放口排入大氣中，液相溶液進行回收。
基于上述技術方案，本發明的污水處理廠減少溫室氣體排放的系統至少具有以下優點：
(1)有效的將污水處理廠各反應池中的二氧化碳、甲烷等溫室氣體進行去除，從而實現減少污水處理廠溫室氣體排放的目的。
(2)對實現碳達峰碳中和的目標起著重要作用。
(3)系統中產生的熱量可進行熱量利用，用于廠區供熱、污泥干化等工藝。
(4)二氧化碳與二氧化碳吸收溶液接觸形成的液相溶液可進行回收。
（發明人：仝啟杰;劉永偉;聶樹理;劉兵;范光宇;張英磊）
