资源描述
废气处理技改措施
_概述
作为工业园区的综合污水厂,其来自上游各化工企业的排水,虽经各企业单 独进行了预处理,但来水中依然有小量的有害物质在后续处理过程中分解并由水 体挥发而形成有害气体,主要在水解阶段,水中的污染物被分解而形成CH4和 H2S,同时在生化缺氧段形成CH4 NH3与曝气风一起带出系统排入大气,造成大 气污染。鉴于前期处理工艺流程中未考虑该污染造成的影响,现根据国家环保政 策要求及本着对社会负责的原则,拟对现有设施增上气体收集并进行集中处理以 解决生产中对大气带来的二次污染,保护职工及周围居民的健康生活环境.
除臭工艺在中国经历了一个发展过程,从最初采用的水洗法,逐步发展到 效果较好的微生物脱臭法。
二处理方法
常见的方法污水处理厂的脱臭方法多种多样,主要有物理法、化学法、生 物法和组合法等系列.
(1)物理除臭法
♦水清洗和化学除臭法
水清洗是利用臭气中的某些物质能溶于水的特性,使臭气中氨气、硫化氢 气体和水接触、溶解,达到脱臭的目的。
♦活性炭吸附法
活性炭吸附法是利用活性炭能吸附臭气中致臭物质的特点,达到脱臭目的。 为了有效地脱臭,通常利用各种不同性质的活性炭,在吸附塔内设置吸附酸性物 质的活性炭,吸附碱性物质的活性炭和吸附中性物质的活性炭,臭气和各种活性 炭接触后,排出吸附塔。
该法与水清洗和药液清洗法相比较,具有较高的效率,但活性炭有一饱和 期限,超过这一期限,就必须更换活性炭,因此运行成本较高。这种方法常用于 低浓度臭气和脱臭的后处理。
♦催化型活性炭法
即催化活性炭除臭技术。该活性炭是烟煤基带增强催化能力的粒状活性炭, 具有独特的催化能力和水再生优势,克服了传统活性炭的缺点.催化型活性炭通 过对H2S及其它含硫有机物吸附后,催化型活性炭促进氧化反应,将H2S转变 为H2SO4、少量的H2SO3和硫元素.催化型活性炭只对H2S及含硫有机臭味气体 去除率高,对污水厂产生的其它臭味物质去除率不是很高,因此此方法较适宜用在 污水泵站除臭中。
♦燃烧法
燃烧法有直接燃烧法和触煤燃烧法。根据臭气的特点,当温度达到648P, 接触时间0。3s以上时,臭气会直接燃烧,达到脱臭的目的。
(2)化学除臭法
化学法主要有化学吸收法、臭氧氧化法、遮蔽剂法、电化学法、光催化氧 化法等处理工艺。
♦化学吸收法
化学除臭法是利用臭气中的某些物质和药液产生中和反应的特性,如利用 呈碱性的苛性钠和次氯酸钠溶液,去除臭气中硫化氢等酸性物质,利用盐酸等酸 性溶液,去除臭气中的氨气等碱性物质。H2S与化学介质(NaOH、NaOCl)反应方 程式如下:
PH〉7 NaOCl+2 NaOH+H2S—4 NaCl+Na2SO4+2H2。
PHV7 NaOCl +H2S—Na2S4+H2。
与活性炭吸附法相比较,化学除臭法必须配备较多的附属设施,如药液贮存 装置、药液输送装置、排出装置等,运行管理较为复杂,运行费用较高,与药液 不反应的臭气较难去除,效率较低。
♦臭氧氧化法
臭氧氧化法是利用臭氧强氧化剂,使臭气中的化学成份氧化,达到脱臭的 目的.
臭氧氧化法有气相和液相之分,由于臭氧发生的化学反应较慢,一般先通过 药液清洗法,去除大部分致臭物质,然后再进行臭氧氧化。
臭氧对臭味物质氧化分解反应式如下:
R3H—R3N—O+O2
H2S + O3—S + H2O + O2(主反应)—SO2 + H2O (副反应)
CH3SH+O3—[CH3-S-S-CHs] —CH3 — SO3H+O2
臭氧氧化法中较有代表性的是“活性氧AOE技术”。该工艺是上海复洁环境 科技有限公司结合国际上最先进的研究成果,自行开发、研制成功的技术。并于 21年申请获得了专利。
其技术原理:利用高压静电的特殊脉冲放电方式(活性氧发射管每秒钟发射 上千亿个高能离子),形成非平衡态低温等离子体一一高能活性氧(介于氧分子 和臭氧之间的一种过渡态氧),其迅速与有机分子碰撞,激活有机分子,并直接 将其破坏;或者高能活性氧激活空气中的氧分子产生二次活性氧,与有机分子发 生一系列链式反应,并利用自身反应产生的能量维系氧化反应,而进一步氧化有 机物质,生成二氧化碳和水及其他小分子,从而达到脱臭的目的。
♦掩蔽剂法
在臭气源的周围喷洒化学物质以掩盖臭味。但由于大气环境和臭气浓度是 变化的,所以,用掩盖剂的效率有待进一步的工程鉴定。
目前掩蔽剂法运用的技术主要是ECOLO技术,该除臭法的原理包括“掩盖” 和"氧化”两个方面。该技术的核心是利用了 airsolution溶液处理,该溶液是由一 系列植物提取液复配而成的。
其流程:将经过雾化的airsolution溶液以细雾状喷至臭气污染源上,一方 面起掩盖作用,更重要的是它与臭气分子进行氧化一还原反应.airsolution溶液中 的氨基醇在与硫化物分子进行碰撞时,可氧化负二价的硫,产生氨基醇硫化物,从 而消除硫化氢。airsolution溶液中所含的羰基能与亲核的化合物如氨、有机胺和 硫醇发生反应,从而消除臭气。
(3)生物除臭法
生物脱臭法自1840年由德国科学家发明以来,经不断开发、研究,已取得一定 的成果。随着人们对脱臭必要性的逐步认识,在土壤脱臭法的基础上,逐渐研究 了新型、高效的生物脱臭技术.由于多孔材质的生物载体的开发,使填充式微生物 脱臭法得到广泛应用。
生物除臭的主要原理是将臭气与生物载体充分接触,利用载体中的微生物与 臭气发生生物化学作用,去除臭气中的致臭物质:
去除有机营养物:
R - CH3—CO2+H2O + 富营养物
去除有机硫化物:
R - SH—SO42— +富营养物
去除有机氮:
R—NH2TNO3—+富营养物
生物除臭法的优点:
◊运行管理简单。
◊投资费用、维持费用较省。
◊除臭范围广泛,包括H2S、CS2、NH3及其它恶臭物质。
◊除臭效率〉90%,不会产生二次污染.
常见的生物除臭工艺通常包括填充式生物滤池、土壤除臭法以及生物制剂 除臭法等等。
♦填充式生物滤池
填充式生物脱臭法是生物脱臭法中最主要、应用最广泛且稳定性最好的处 理工艺.
填充式生物脱臭法是利用下列三个特性达到脱臭目的。
◊臭气中的某些成份溶解于水。
◊臭气中的某些成份能被微生物吸附。
◊吸附后的臭气能被微生物分离.
附着微生物的载体,经多年的研究开发,有木炭、多孔陶瓷制品、泥炭、
PVA粒子、氨基甲酸,乙脂泡沫等。这些材料都具有下列特性:
◊表面积较大
◊能保持较多的水份
◊压力损失较小
◊耐久性能好
◊吸附量较大
◊能保持丰富的微生物
◊不会产生负反应
填充式微生物脱臭法已广泛应用于污水处理厂中,其运营成本较低,脱臭效
果良好.
♦土壤脱臭法
土壤脱臭法是利用土壤中微生物分解臭气中的化学成份,达到脱臭目的, 属于生物脱臭法的范畴。土壤脱臭法的主要特点是生物滤体是一个合成土壤或堆 层,在滤体层下面铺设分布的多孔管和一层粗粒的介层。污染气体通过管子由风 机排入多孔管再缓慢的分散入生物滤体层。当污染气体的分子透过生物滤体层时, 生物滤体的微生物将这些分子消除。
与前几种方法相比较,土壤脱臭法不需要加药等附属设施,运行管理费用 较低,但需有宽阔的场地,定时进行场地修整,设置散水装置,以保持较好的运 行状态
♦生物制剂除臭法一-植物提取液净化法
使用天然植物提取液作为空气净化剂已经逐渐得到应用,这种净化法无毒、 无害、无二次污染,使用安全、方便,而且原料来源广泛,成本低。
天然植物提取液消除异味的机理主要有以下六个方面:
*单宁和类黄酮分子中的酚羟基与异味分子中的氨基结合;
大类黄酮分子中的基团与异味分子中的巯基、亚氨基发生中和反应;
大氨基酸与异味分子的巯基、亚氨基发生中和反应;
大有机酸与异味分子中的氨基发生中和反应;
大糖类物质可以吸附并溶解异味分子;
大单宁类物质可以同异味分子发生脂化或脂交换反应等复合作用。
由于以上机理,使得天然植物提取液具有广谱性与高效性,可以广泛用于 多种场合的空气净化,如具有臭味的场合(垃圾中转站、污泥码头、公厕、污水 池等)、具有令人不愉快气味的场地(卷烟厂、食品加工厂等)。
三除臭工艺的选择
根据本工程的特点,工程设计对污水处理厂的各类脱臭处理工艺系列进行
了综合因素的比选,具体详见表:
各类脱臭处理工艺系列综合因素比选
序
工艺 系列
艺
类 型
应用
费用
优点
缺点
序 号
工艺 系列
工 艺 类 型
应用
费用
优点
缺点
1
物理
法系 列
活 性 炭 吸 附 法
低至中度 污染;小 到中型设 施
取决 于活 性炭 填料 的置 换和 再生 次数
1、可有效去除VOC;
2、对低浓度的恶臭物 质的去除经济、有 效、可靠;
3、维护简单;
4、可用于湿式化学吸 收后的精处理;
5、运行方便,可间歇运 行.
1、对于NH3、H2S等去 除率有限;
2、不能用于大气量和 高浓度的情况;
3、活性炭的再生与替 换价格昂贵、劳动强 度大;
4、再生后的活性炭吸 附能力明显降低。
2
物理
法系 列
焚
烧
法
重度污 染;大型 设施
高投 资,高 运行 成本
1、可分解高浓度的臭 气;
2、可分解各种类型的 臭气;
3、运行方便,可间歇运 行。。
1、仅适用于浓度高、气 量适中的臭气;
2、会向大气排放SO2、
CO2等气体;
3、应用方面商需研究, 有待完善。
3
化学
法系 列
湿 式 化 学 吸 收
中至重度 污染;小 至大型设 施
中等 投资, 中等 运行 成本
1、较高的去除效率和可 靠的处理方法,可高达 95%以上,甚至99%;
2、可处理气量大、浓度 高的恶臭污染物;
3、多级的洗涤,可去除 各种混合的恶臭污染 物;
4、占地面积小,土建投 资小;
5、运行稳定,停机后可 迅速恢复到稳定的工作 状态.
1、维修要求高;
2、对操作人员素质要 求较高;
3、运行费用(能耗、药 耗)稍高;
4、能有效除H2S和 NH3等主要污染物,但对臭气浓度的去 除率较生物法低。
4
化学
法系 列
臭
氧
氧
化
法
低至中度 污染,小 至中型设 施
低投 资,中 等运 行成 本
1、简单易行;
2、占地面积小;
3、维护量小;
4、运行方便,可间歇运
行。。
1、臭氧本身为污染物, 经处理后仍有轻微 恶臭味;
2、适应工况变化能力 差,因而工艺控制困 难;
3、功率要求高。
4、对残余臭氧的分解 处理的费用昂贵;
5、残余的臭氧会腐蚀 金属构件、后续处理 费用大。
序 号
工艺 系列
工 艺 类 型
应用
费用
优点
缺点
5
化学
法系 列
掩
蔽
剂
法
低至中度 污染,小 至大型设 施
取决 于化 学品 的消 耗量
1、设备简单、维护量 小;
2、占地小;
3、经济;
4、运行方便,可间歇运 行。.
1、对臭气仅是掩盖作 用,臭气去除率有 限;
2、因恶臭浓度和大气 是不断变化的,这种 方法的效率是不可 靠的.
6
生物
法系 列
生 物 滤 池
低至中度 污染;小 至大型设 施
低投 资,低 运行 成本
1、简单、经济、高效,吸收率达90%以上;
2、低投资,操作和维护 费用低,运行、维护最 少;
3、不产生二次污染,
4、国内、外工程实例最 多。
1、占地面积稍大;
2、对湿度、PH值、温 度等要求较高;
3、表面负荷过大会产 生堵塞;
4、对混合臭气需不同 的菌种,需提供有效 菌种;
5、一般建议连续运行。
7
生物
法系 列
土
壤
法
低至中度 污染;小 至大型设 施
低投 资,低 运行 成本
1、简单、经济、高效;
2、低投资,操作和维护 费用低,运行、维护 最少;
3、形式多样,可采用分 散型(表层铺洒)和 密集型(集装箱式);
4、不产生二次污染;
5、采用生物土壤为除 臭介质,有效使用寿 命可达20年。
1、占地面积较大;
2、对湿度、PH值、温 度等要求较高;
3、土壤介质需要特定 的培养驯化;
4、在国内处理效果有 待进步鉴定;
5、一般建议连续运行。
从上表分析可以看出,适应大型污水处理厂的脱臭方法主要采用水清洗药 液清洗法、活性炭吸附法和填充式微生物脱臭法三种,它们的脱臭效果明显,但 活性炭吸附法投资大,运行费用较高,微生物脱臭法因受气温影响较大,该地域 冬季运行基本没有效果,综上所述,该项目选择用水清洗药液清洗法最经济有效 的是处理方法,通过用碱液通过废气吸收塔对臭气进行清洗处理.
四项目实施
本项目先对各工艺流程单元进行加盖密封,避免气体直接散发到空气中,对 各密闭的处理单元架设气体收集管线集中收集,把收集后的气体经引风机输送到 臭气处理喷淋塔内,在喷淋塔内与所配碱液接触,气体中的污染物质由气相中与碱 反应从而带到液相中去,对液相中的废液定期排放到生化处理单元中与活性污泥 形成固相,最终由排泥带出系统。
项目于2011年3月份开始实施,5月份加盖收集完成,并于6月份完成设 备按装调试,投入运行。取得了良好的效果。
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