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垃圾场废气之生物处理法探讨
查看:609  发稿日期:3/27/2019 1:01:36 PM
摘要:垃圾综合处理项目在运行过程中,会产生大量VOCS及有毒恶臭气体等有害物质,会导致生产和生活设备产生腐蚀并危害工作人员的身体健康。本文介绍了洗涤―生物滤床过滤联合废气处理工艺的原理、装置构成以及工艺参数。 


VOCS及有毒恶臭气体是一类挥发性的气体,其分子在空气中扩散,被吸入人体的嗅觉器官,引起不愉快的气味,还会对人体产生危害。随着经济的发展和人民生活水平的提高,人们对工作和生活环境的要求也逐步提高,VOCS及有毒恶臭气体作为环境公害之一已越来越受到关注。 
目前对于恶臭控制技术分为恶臭源抑制技术和恶臭物质收集处理技术两部分,重点将放在处理技术上。国内外主要的脱臭控制技术有活性炭吸附法、热氧化法、脱臭溶液脱臭法、氧离子基团脱臭法、化学洗涤法和生物过滤法等。国内以往对工业上H2S臭气的净化主要采用的是物理法和化学法,这些方法虽然治理的效果较好,占地面积小,设备简单,操作方便,但运行费用高,且存在二次污染等缺点。而生物法属于环境友好技术:生物脱臭通常在常温、常压下进行,运行时仅需要风机的动力费和少量调整营养环境的药剂费,用生物法处理恶臭气体一般不会产生二次污染,因而,生物过滤脱臭技术当今在国际上被誉为治理恶臭气体污染的绿色解决方案,近年在国内已被越来越多的企业认同、接受和采纳。 
鉴于废气组份的复杂性和特殊性,仅仅采用某一种单一的治理方法,要达到比较理想的效果是较困难的,所以采用两种或两种以上的联合处理废气的方法是必须的。化学洗涤―生物滤床过滤联合除臭装置,就是基于此开发出来的。它是一种既能治理某些特定的废气,又能灵活的仅通过变换洗涤吸收药剂、生物过滤床填料和微生物菌种来治理复杂的混合废气的系统,该系统的串连运行,有机地将化学洗涤方法和生物方法结合为一体,能达到很好的脱臭效果,系统运行的可靠性和经济性得到了极大地提升。 
废气处理装置构成
(1)化学洗涤―生物滤床过滤联合除臭装置,包括前级洗涤区和生物滤床过滤区。自前而后分别是:废气的导入区、前级洗涤区、生物滤床过滤区、净化气体排出区(该区域与外界相通)。在前级洗涤区与生物滤床过滤区之间、生物滤床过滤区与净化气体排出区分别装有气液分离装置。在竖向前级洗涤区设置成1层,位于底部的是储水槽。生物滤床过滤区设置成三层,自上而下分别是:位于上部的是进气配气系统与喷淋加湿系统;位于喷洒水系统下面的是生物填料层;位于底部的是储水槽。 
(2)前级洗涤区充填层,充满了高效气、液相接触的改良六角型鲍尔环填料。底部的储水槽是经特殊设计的,具有排污功能,储水槽内的水通过水泵可以循环使用。前级储水槽及水泵循环系统各自独立,并可单独循环使用。 
(3)生物滤床过滤区;位于上部的每级生物滤池过滤层喷洒水系统由循环水泵、管道等组成,备用洒水系统由电磁阀、管道等组成,可分别单独控制,以满足不同生物滤床过滤层工艺要求即:每天喷洒水次数和每次喷洒水持续的时间;位于中部的生物填料具有比表面积大,有良好的布气、布水性能等特性。生物填料上的生物膜易生易落;生物填料的主要材质是聚丙烯,具有耐酸碱腐蚀、耐生物降解,使用寿命长(可达8年)等特点。 
(4)位于下部的储水槽是经特殊设计的,具有排污功能,储水槽中的水通过水泵可以循环使用。 
废气处理装置的除臭原理
废气经导入口先进入洗涤区,经水洗处理后,完成了对废气除尘、加湿的预处理,经过洗涤后的废气再进入生物滤床过滤区,通过过滤层时,污染物从气相中转移到生物膜表面: 
废气与湿润状态的生物填充材料的表面膜接触并被吸附或吸收。 
进入生物膜的废气成分在生物填料中微生物的吸收分解下被清除。 
微生物把吸收的废气成分作为能量来源,用于进一步的繁殖。以上3个过程同时进行,达到除臭的目的。
微生物分解有毒恶臭气体及VOCS成分时的反应式 
硫化氢:H2S+2O2→H2SO4 
甲硫醇:2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O 
甲基化硫:(CH3)2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2O 
二甲二硫:2(CH3)2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2O 
氨:NH3+2O2→NHO3+H2O 
三甲胺:2(CH3)3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O 
苯:C6H6+7.5O2→6CO2+3H2O 
甲苯:C7H8+9O2→7CO2+4H2O 
乙苯:C8H10+11.5O2→8CO2+5H2O 
工艺参数
废气处理装置正确的工艺参数的制定是处理废气效率高和整套系统高效运行的保证。 
1.通气速度 
气体停留时间为16.85秒。 
通气线速度控制在0.071米/秒左右。 
2.散水方式及时间 
前级洗涤区设计为连续循环散水,对进入的废气进行预处理,生物滤床过滤区设计为间隙式散水,散水量为塔体容量的八分之三至四分之三范围。若处于干燥状态,生物将失去活性,若湿度过高,载体表面水膜加厚,通气的压损增大,阻碍气体流动,因此加湿程度应从保持生物活性和空气溶解接触效率两方面考虑。 
在菌种驯育期间宜采用连续散水让菌群尽快生长,早日挂膜。 
散水间隙即淋水周期视处理对象而定,其淋水周期为6~24次/天。 
3.温度控制 
大部分脱臭微生物的生存温度为10~50℃,最佳在35℃左右;在10℃以下生物活性大幅下降。 
4.PH值控制 
含硫系列臭气被硫化细菌如排硫杆菌、氧化硫杆菌氧化分解成S、SO32-、SO42-。硫黄氧化菌的作用是清除硫化氢、甲硫醇、甲基化硫等硫黄化合物,其菌种大都为化能自养型。含氮系列臭气则被氧化分解成NH4+、NO2-、NO3-,硝化菌等氮化菌的作用是清除恶臭成分中的氨。当恶臭气体为H2S时,专性的自养型硫氧化菌会在一定的条件下将H2S氧化成硫酸根或将硫化氢还原成单质硫;当恶臭气体为有机硫如甲硫醇时,则首先需要异养型微生物将有机硫转化成H2S,然后H2S再由自养型微生物氧化成硫酸根或还原成单质硫。
 
H2S+O2+自养硫化细菌+CO2→合成细胞物质+SO42-+S+H+ 
H2S+O2+自养硫化细菌→合成细胞物质+S+H2O+H+ 
CH3SH→CH4+H2S→CO2+H2O+SO42- 
当恶臭气体为NH3时,氨先与水反应生成氨水,然后,在有氧条件下,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的硝化作用转为硝酸,在兼性厌氧条件下,硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气。 

硝化:NH3+O2→HNO2+H2O 
HNO2+O2→HNO3+H2O 
反硝化:HNO3→HNO2→HNO→N2O→N2 
当恶臭气体为VOCS时,在有氧条件通过微生物作用下,有机物质与空气中的氧气反应生成二氧化碳和水。 
VOCS+O2+微生物菌→CO2+H2O 
故微生物系统循环水的PH一般维持在5~7范围内,以保证有较好的脱臭效果,在系统呈酸性时,需要换水或加碱调整PH至中性。 
5.营养成分的添加 
从废气成分看,氮元素是过量的,磷则没有,需根据情况随时添加,而且磷酸盐对去除氨类物质有利。Fe3+的添加则可促进含硫臭气的氧化分解。 
如同上述,VOCS和有毒恶臭成分被氧化分解后,生成了单质硫以及H2SO4(弱硫酸)和HNO3(弱硝酸)。喷洒水将这些酸冲洗干净,同时将脱落的生物膜和微生物死体及时排出,以保持适于微生物生长的良好环境。 
以上就是关于生物法处理垃圾场废气的全部内容,若有不妥之处,欢迎指出。
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