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威美湿电转载几种工业废气除臭治理方法

[2019-4-2] 点击:

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大气污染问题日益得到人们的关注,其中工业废气的排放是大气污染的重要原因之一。本文介绍了几种工业废气除臭方式,快随小编一起来了解一下吧~

▲  来源:环保大讲坛

一、物理除臭

1、吸附

吸附是利用多孔固体吸附剂将气体(或液体)混合物中的一种或多种组分积聚或浓缩在表面上从而达到分离的目的的操作。吸附是一种常用的气态污染物净化方法,净化率高,但吸附剂的容量一般有限,所以只适用于处理低浓度的废气或净化要求高的前后端处理,起辅助作用。

物理吸附是由分子间作用力引起,,是一种可逆过程,由于分子间作用力是普遍存在的,所以物理吸附没有选择性。其吸附量与吸附质的沸点成正比,物理吸附一般在较低温度下进行,过程与蒸汽凝结相似,只要提高温度或气压,吸附质便会析出。

1.1吸附剂的种类

(1)活性炭

活性炭是最常用的一种吸附剂,对大部分的有机废气都有很好的净化效果,一般的气用活性炭达到饱和吸附时的吸附量约为35%,应用于净化设备可取20~25%的吸附量,即每吨活性炭可吸附200~250kg的有机气体。

但其吸附量有限,抗湿性能差,再生困难,造价高,有被新材料取代的趋势。

纤维活性炭是近年来发展起来的新型吸附材料。它的比表面积大,孔径均一,且都为中小孔,吸附质分子内的扩散距离短,所以吸附和脱附速率高,残留量少。

(2)活性氧化铝

机械强度高,可用于气体的干燥和含氟废气的净化

(3)硅胶 

通常用于吸收极性分子和作为干燥剂,硅胶吸水后吸收其他气体的能力将会大大降低,这种特性限制了它的使用范围。

2、洗涤

一般用水将废气中的固体杂质和溶于水的气体去除,同时可以将废气降温,可作为生物处理和等离子处理的预处理。

3、冷凝

冷凝是利用气体在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸汽压,在降低温度或加大压力的条件下,某些污染物凝结出来,以达到净化或回收的目的,甚至可以利用不同的冷凝温度,分离出不同的污染物来,实现回收废气的目的。

冷凝法运行费用较高,适用于高浓度和高沸点VOCs的回收,对于低浓度有机废气此法不适用;单纯的冷凝法往往不能达到规定的分离要求,故此方法常作为吸附、燃烧等净化高浓度废气的预处理过程。

4、掩蔽法

采用更强烈的芳香气味与臭气掺和,以掩蔽臭气,使之能被人接收,适用于需立即地、暂时地消除低浓度恶臭气体影响的场合,恶臭强度2.5左右,无组织排放源,其优点是可尽快消除恶臭影响,灵活性大,费用低,其缺点是恶臭成分并没有被去除

5、稀释扩散法

将有臭味地气体通过烟囱排至大气,或用无臭空气稀释,降低恶臭物质浓度以减少臭味,适用于处理中、低浓度的有组织排放的恶臭气体,费用低,设备简单,缺点是易受气象条件限制,恶臭物质依然存在

二、化学除臭

1、化学洗涤吸收

原理主要是根据臭气的成分利用强酸(硫酸)、强碱(氢氧化钠)、强氧化剂(次氯酸钠)作为洗涤喷淋溶液与气体中的臭气分子发生气-液接触,使气相中之臭味成分转移至液相,并藉化学药剂与臭味成分之中和、氧化或其它化学反应去除臭味物质。但化学除臭法主要是针对酸碱废气而进行的,成本高且臭味中含有多种气体成分很难用单一的化学反应来消除臭味。总之,用化学吸收法来处理臭味不是很成熟,该方法有待进一步来完善。

可应用化学洗涤方法处理臭味物质包括有机硫化合物、含氮化合物、有机酸、含氧碳氢化合物、含卤化物等废气物质。适合用于污泥处理、食品、石油、化工、制药等行业。

2、燃烧法

燃烧法又可分为直接燃烧和催化燃烧,在催化燃烧的基础上又衍生出一种蓄热式催化氧化燃烧工艺,简称RCO。

2.1直接燃烧法

本法亦称为热氧化法、热力燃烧法,即利用高温(>800℃)将有机物分解。本法主要用于高浓度VOCs废气的净化,对于自身不能燃烧的中低浓度尾气,通常需助燃剂或加热,能耗大,运行成本高;且空燃比不易控制,易造成二次污染。所以不宜推广。

2.2催化燃烧法

是在直燃法的基础上加入催化剂(如MnO2),大大降低废气的反应活化能,使其在较低温度下就能完全燃烧,无二次污染,工艺简单,操作方便,安全性好;装置体积。嫉孛婊伲簧璞傅奈抻胝劬煞呀系。该法适用于中高浓度的有机废气治理,国内外已有广泛使用的应用,效果良好。

2.3蓄热式催化氧化燃烧工艺

为了提高经济性,实现节能减排的目的,体现废气治理无害化、资源化的宗旨,在催化燃烧的基础上加以改进,增加热能回收利用,即蓄热式催化氧化燃烧工艺(RCO)

蓄热式催化氧化燃烧工艺,简称RCO

蓄热催化燃烧装置主要由蓄热床、换向阀门、燃烧室等组成蓄热材料是蓄热式催化氧化燃烧工艺的关键部分,它直接影响到整个装置的热回收效率和温度效率。在实际工程当中一般采用蜂窝陶瓷材料蜂窝陶瓷材料具有比表面积大,阻力系数。蝗饶芰η康扔诺。但其价格高昂,且使用寿命不长,一般只有3到5个月,严重时仅二个月。

在整个蓄热式换热器中,由于需要经常热、冷风交替通过蓄热材料进行换热,故对换向阀门的质量要求很高,而且运行程序的编制必须准确,否则极易引起安全事故。

该法吸取了催化燃烧技术的优点,同样具有净化效率高,而且采用高效的蓄热材料,还具有热回用效率高的特点,而且与两者相比,它适用浓度范围更广,运行能耗相对更低,但初投资大,且维护费用高,在有机废气处理领域是一项先进的、有发展前途的技术。

3、等离子法除臭

(1)工作原理

等离子法除臭

在绝对温度大于零的所有气体中,均存在一定的电离现象。任何细微的射线及其他能量都可能使气体中的分子被加速而获取能量,当其能量高于气体的电离能时,电子与分子间的碰撞将导致该气体的电离。这便是 20 世纪 60 年代形成的等离子体化学理论,高能离子净化技术正是基于这种理论进行研发的。等离子体是不同于气态、固态、液态的第四态物质,由高能电子、正负离子、自由基(OH、H、O、O3等)和中性粒子等组成。

在电场作用下,离子发生器产生大量的α粒子, α 粒子,与空气中的氧分子进行碰撞而形成正、负氧离子。正氧离子具有很强的氧化性,能在极短的时间内氧化、分解甲硫醇、氨、硫化氢等污染因子,且在与 VOC 分子相接触后打开有机挥发性气体的化学键,经过一系列的反应,最终生成二氧化碳和水等稳定无害的小分子。同时,氧离子能破坏空气中细菌的生存环境,降低室内空间细菌浓度,带电离子可以吸附大于自身重量几十倍的悬浮颗粒,靠自重沉降下来,从而清除空中悬浮胶体,达到净化空气的目的。

(2)应用优势

a、去除率高 经气味测定法测试,该技术可以达到90%以上的恶臭消除率。

b、节能:处理5000M3/h臭气,耗电量仅1000W。

c、由于不需要任何的预热时间,所以该装置可以即时开启与关闭。

d、“低温等离子体”设备内使用电压在36伏以下,安全可靠,对人体不构成任何伤害。

e、“低温等离子体”设备组合性强:可以窜并联混合应用,在处理高浓度异味气体时能发挥明显优势。

f、它所占空间比现有的其他技术更小。

g、 它可以不经过过滤就可运作,所以不产生任何液体排泄;它是模块式结构,所以更简易地进行易地搬迁。

h 、它可以在最高达80℃的温度下运作,所以在典型的“湿”环境中运用而不需要制冷。

I 、由于具有类似静电沉淀的功能,所以它同时具有消尘作用;只需最低限度的维护。

J 电子能量高,几乎可以和所有的恶臭气体分子作用。

(3)制约因素

 一次性投资高。

(4)应用领域

等离子有机废气净化设备广泛用于:治理油烟粉尘领域,如大型火力发电厂、卷烟厂、纺织厂、印刷厂、造纸厂、钢铁厂、水泥厂等。治理废气、异味气体领域,如污水、垃圾处理厂、泵站、石化厂、化工厂、制药厂、卷烟厂、香精厂、屠宰场等。空气净化方面,如医院、餐饮、宾馆、娱乐场所、车船,航空候车室等公共场所、及办公室、家庭、轿车、实验室等。

4、光催化氧化技术

在高能紫外线C波光的照射下,臭气中的被分解产生游离氧,游离氧携带正负电荷不平衡,需以结合生成,携带正电荷的游离氧本身也具有极强的氧化性。在高能紫外线C波光的照射、氧化、氧离子自由基的联合作用下,将无机或有机高分子恶臭物质转变为无毒无害的低分子物质,如水,二氧化碳等,同时还具有杀菌功能。该法对臭气的有立竿见影的消除效果。

 UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧)

5、臭氧机对空气微生物杀菌及除臭技术

5.1臭氧杀菌除臭简介

臭氧是由三个氧原子构成,是氧气的同素异形体,分子式为O3,分子量为48,常温常压下,O3是一种淡蓝色的气体,具有特殊腥味,浓度适量时,具有一种"清新"气味,常温下,臭氧不稳定,能自行分解为O2和单原子O,两个单氧原子O可结合为O2单氧原子极活泼,具有极强氧化性和分解功能,能迅速消毒、杀菌和氧化有机物,无机物等。其氧化能力比氯高一倍,反应快,杀菌速度比氯快600-3000倍,几秒内就可致死细菌和病毒。

臭氧具有极强的分解能力,可快速强力杀灭水中、空气中及附首面上的各种细菌,致病微生物,病毒真菌及原虫等。臭氧处理具有反应速度快、效力高、无残留物、不产生二次污染等优点。

臭氧杀菌主要是依靠其分解后产生单氧原子或溶于水后产生的单原子氧(O)羟基(OH)的强氧化能力,臭氧先与细胞壁和细胞膜的脂类双键起反应,穿过细胞壁和细胞膜进入Cell内。作用于外壳脂蛋白和内面脂多糖果肉而改变细胞内膜的渗透性,使细胞内膜漏出,最后导致细胞溶解、死亡。

臭氧是一种强氧化剂,在消毒学上属于过氧化学类消毒剂,具有广谱、高效杀菌作用。臭氧对空气微生物有强大的杀灭作用,低于容许浓度(0.2mg/m3)的臭氧,即对一般细菌繁殖体具有良好的杀菌作用,有报道用臭氧消毒病房空气,取得满意效果,采用30mg/m3 浓度的臭氧,作用15分钟,对自然菌的杀灭率达到92% 以上,对气溶胶中的金黄色葡萄球菌,用0.12mg/m3的臭氧,作用30分种,杀灭率可达99.9%以上,对气溶胶中的枯草杆菌黑色变种芽胞用5.67mg/m3的臭氧,作用60分种,杀灭率可达到99%以上。臭氧对付细菌的方法,是将细菌的细胞体直接氧化,即破坏其DNA的基因而达到抑制的效果。

5.2臭氧快速除臭

因臭氧具有极强的氧化分解作用,臭氧可对空气中的异味分子进行强烈的分解,使异味分子物质发生改变,继而达到快速清除空气中恶臭异味的目的。

5.3臭氧的应用范围

广泛应用于食品车间、医药车间、医院等强化消毒;家庭、宾馆、饭店、办公室、学校、幼儿园、娱乐场所、公共场所等消毒、杀菌、除臭、防治疾病传染。

6、植物提取液除臭

植物提取液除臭的机理为臭气中的异味分子被喷洒分散在空间的植物提取液液滴吸附,在常温下发生中和、氧化分解、酯化、加成等反应,生成无味无毒的分子。采用植物提取液去除恶臭气体中H2 S平均去除率达到96%以上厂界符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级排放要求。

植物提取液除臭剂主要应用于产生恶臭气体且恶臭气体不便于收集的构筑物内,如:
(1)垃圾收集与处理,即垃圾站、垃圾转运站、垃圾压缩站、垃圾填埋场、垃圾处理厂等;
(2)污水收集与处理,即污水提升泵站、污水处理厂、污泥处理厂等其中垃圾站、垃圾转运站,污水提升泵站、以及污水处理厂内堆砂场、污泥装卸车间等,均属于较为分散的臭气发生源,且臭气产生量都不太大,适宜采用天然植物提取液除臭工艺。

三、生物法除臭

1.1生物除臭原理

生物法除臭

生物滤池法除臭工艺是一种安全可靠的处理方法,除臭效率大于90%,其原理是臭气经收集系统收集后集中送到生物滤池除臭装置处理,臭气通过湿润、多孔和充满活性的微生物滤层,利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能,微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点,将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等无毒无害的简单无机物。

生物除臭主要有三个步骤:

(1)水溶渗透;

(2)生物吸收;

(3)生物氧化。

第一步:水溶渗透。滤料表面覆盖有水层,臭气中的化学物质与滤料接触后在表层溶解,并从气相转化为水相,以利于滤料中的细菌作进一步的吸收和分解。另外,滤料的多孔性使其具有超大的比表面积,使气、水两相有更大的接触面积,有效增大了气相化学物质在水相中的传送扩散速率(经实验测试所得,其产生的瞬时效应是化学清洗的几百倍)。所以,水溶渗透过程其实是一物理作用过程,高速的传送扩散意味着滤料可迅速将臭气的浓度降到极低的水平。

第二步:水溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收,恶臭成分从水中转移至微生物体内。

第三步:通过生物氧化来降解污染物的过程。滤料中的专性细菌(根据臭源的类型筛选而得到的处理菌种)将以污染物为食,把污染物转化为自身的营养物质,使碳、氢、氧、氮、硫等元素从化合物的形式转化为游离态,进入微生物的自身循环过程,从而达到降解的目的。同时,专性细菌等微生物又可实现自身的繁殖,当作为食物的污染化合物与专性细菌的营养需要达到平衡,且水份、温度、酸碱度等条件均符合微生物所需时,专性细菌的代谢繁殖将会达到一个稳定平衡,最终的产物是无污染的二氧化碳,水和盐。从而将污染物去除。

1.2生物除臭的形式

生物除臭的形式主要有生物滤池、生物滴滤塔、生物滤床。

(1)生物滤池  

主要包括增湿器和生物处理装置两部分。由引风机收集的臭气经增湿装置预处理(有的预处理还包括温度调节、去除颗粒物等)后进入生物处理装置,气体中的污染物从气相主体扩散到填料外层的水膜并被填料所吸附,最终降解为二氧化碳、水等,处理后的气体从生物滤池的顶部排出。生物滤池的填料层是具有吸附性的滤料(如土壤、堆肥、活性炭等)。

(2)生物滴滤塔

生物滴滤塔主体为填充塔,内有一层或多层填料,填料表面是由微生物区系形成的几毫米厚的生物膜。含可溶性无机营养液的液体从塔上方均匀地喷洒在填料上,液体自上向下流动,然后由塔底排出并循环利用。有机废气由塔底进入生物滴滤塔,在上升的过程中与润湿的生物膜接触而被净化,净化后的气体由塔顶排出。

(3)生物滴滤床

生物滤床除臭原理是将气体收集并加湿后通过管道输入生物滤床底部并使其扩散于土壤内,臭气中多种污染成分溶于水后吸附于土壤颖粒表面。经过一段时间在土壤颗粒表面可逐渐培养出针对致臭物质的微生物,并可不断将致臭物质分解,完成脱臭。生物滤床法的工艺流程为: 臭气收集→风管输送→抽风机→预洗池加湿→生物滤池→排气。滤床填料可采用海绵、干树皮、干草、木渣、贝壳、果壳及其混合物等。广州猎德污水处理厂采用洗涤- 生物滤床联合除臭工艺对污泥浓缩池、脱水间臭气进行处理,NH3 去除率大于90%,H2S去除率大于99%。

(4)生物除臭法的主要构成部分

抽引风机、喷淋水泵,预洗池,填料,微生物群落,其中核心部分为填料和菌种。

四、常用恶臭处理方法的技术经济综合比较

对各恶臭处理选取方案的设备投资,运行成本进行分析,并综合比较其他技术经济因素。具体见表1。

常用恶臭处理方法的技术经济综合比较

由表可知:

(1)高能离子除臭运行费用最低,占地面积小且无二次污染,是最为经济的除臭技术。但其一次性投资较大。高能离子除臭属于相对较新的技术,在我国城市臭气处理中尚处于中试阶段,成功应用的可靠工程实例还很少见,其技术可靠性、运行效果还有待考察。利用高能离子脱臭是未来发展的主要方向。由于我国的发展现状,还应对此技术进行进一步的试验研究再应用于生产实践。

(2)生物滤池和生物滴滤塔运行费用较低,生物滤床运行费用稍高于前两种。三种生物法是目前应用最为广泛,且经济适中的除臭技术。与离子法相比其运行成本稍高,但一次性投资较低,技术较成熟可靠。

生物滴滤塔运行费用稍高于生物滤池,但其反应器的尺寸比生物滤池。嫉孛婊闲∏曳从μ跫(如pH值、温度等)易于控制,除臭效果也优于生物滤池。因此生物滴滤塔较生物滤池更有效。

生物滤床是一种新型生态臭气处理技术,其运行费用高于生物滤池、生物滴滤塔,但具有美观、管理方便、运行稳定、处理效果好等优点,也是城市污水处理厂对恶臭气体进行控制的优选方案。其局限性有占地面积较大,寒冷地区易受冰冻影响等。同时国内对这项技术的研究与应用尚处于起步阶段,有待进一步探索和完善。

比较三种生物处理工艺,不难发现生物滴滤塔具有一定的优越性,此法用于城市污水处理厂除臭具有广泛的应用前景。

(3)植物提取液除臭与活性氧除臭运行费用适中,且都具有占地面积小、无二次污染及检修率低等优点,是较为经济的除臭方法。

(4)活性炭吸附初期投资。捎诨钚蕴课饺萘渴怯邢薜,超过这一容量就必须更换活性炭,而活性炭价格昂贵,因此运行费用很高。该法常用于低浓度臭气物质的去除和臭气的后处理过程。

(5)化学除臭运行费用相对较高,且设备投资很高。化学除臭法还会产生二次污染,其适用于处理高浓度的酸碱废气。

五、建议与措施

根据以上技术经济综合比较分析,各种恶臭处理技术各有其优缺点,但目前就我国城市恶臭处理研究发展现状而言,采用组合法会更加经济有效。建议采取如植物提取液-生物滴滤塔;植物提取液-生物滤床;生物滴滤塔-活性炭吸附;化学除臭-活性炭吸附等组合技术。

 (1)如污水处理厂恶臭气体主要产生于进水格栅间、曝气沉砂池、污泥浓缩池、污泥脱水机房及污泥码头。其中进水格栅(一般设置在室外)、污泥码头臭气难于收集,选取植物提取液除臭较为合理。曝气沉砂池、污泥浓缩池、污泥脱水机房建议选取生物滴滤塔除臭技术,此法运行费用较低、反应条件较易控制、占地面积适中、无二次污染且技术成熟,是城市污水处理厂除臭的首选方案。因此,植物提取液除臭与生物滴滤塔这两种技术组合除臭效果显著且经济合理。

(2)生物滤床是一种新型生态臭气处理技术,具有美观、管理方便、运行稳定、处理效果好等优点,也是城市污水处理厂对恶臭气体进行控制的常用方案。其最大的局限性占地面积较大,因此在不受占地面积影响的情况下,选择植物提取液与生物滤床组合技术也是污水处理厂臭气处理的优选方案。

(3)活性炭吸附除臭效果好,且对低浓度臭气处理相当有效,缺点是活性炭吸附运行费用很高,对于不受经济影响,且对臭气处理效果要求较高的污水处理厂应采用此法对臭气进行后处理。建议采用生物滴滤塔-活性炭技术。

(4)化学除臭法适用于对高浓度废气的处理,其他除臭技术多适用于中、低浓度废气,因此对于有特殊要求的污水处理厂需采用此法,并用活性炭吸附技术对低浓度废气进行后处理。

六、结语

几种除臭技术各有其特点,但就我国城市恶臭处理研究现状,综合经济技术而言更适宜采用组合法。生物滴滤塔、生物滤床、植物提取液为目前处理臭气常用技术。如果将其组合不但节省投资,而且也会达到预期的除臭效果。因此,组合法除臭是今后研究的重点。

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