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        惡臭氣體不僅對生態(tài)環(huán)境造成嚴重影響,而且對人體健康具有極大的危害,會(huì )使中樞神經(jīng)產(chǎn)生障礙、病變,引起慢性病、急性病。雜環(huán)香料的閾值低、氣味強度大且不愉快,在生產(chǎn)和包裝過(guò)程中極易有大量的氣味逸出,對公司內部和周邊人群易造成身心不愉快。該廠(chǎng)產(chǎn)生的廢氣濃度較低,成分復雜,監測難度大,治理困難。國外早在20世紀50年代末便開(kāi)始了惡臭氣體污染治理的研究,并積累了豐富的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗。我國20世紀80年代才開(kāi)展惡臭氣體污染的調查、測試和標準方面的研究,而對脫臭技術(shù)的研究則是從20世紀90年代才開(kāi)始進(jìn)行。
        各種惡臭氣體處理方法的目的在于經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)、生物的作用,使惡臭氣體的物質(zhì)結構發(fā)生改變,消除惡臭。常規的惡臭氣體常見(jiàn)處理方法有燃燒法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等,其定義、適用范圍和特點(diǎn)見(jiàn)表1。
        表1 常見(jiàn)惡臭氣體處理方法比較
        處理方法
        定義
        適用范圍
        特點(diǎn)
        燃燒法
        通過(guò)強氧化反應降解可燃性惡臭物質(zhì)的方法
        適用于高濃度、小氣量的可燃性惡臭物質(zhì)的處理
        分解效率高,但設備易腐蝕,消耗燃料,成本高,處理中可能生成二次污染物
        氧化法
        利用氧化劑氧化惡臭物質(zhì)的方法
        適用于中、低濃度惡臭氣體的處理
        處理效率高,但需要氧化劑,處理費用高
        吸收法
        用溶劑吸收臭氣中的惡臭物質(zhì)而使氣體脫臭的方法
        適用于高、中濃度的惡臭氣體
        處理流量大,工藝成熟,但處理效率不高,消耗吸收劑,污染物僅由氣相轉移到液相
        吸附法
        利用吸附劑吸附去除惡臭氣體中惡臭物質(zhì)
        適用于低濃度的、高凈化要求的惡臭氣體
        可處理多組分的惡臭氣體,處理效率
        中和法
        使用中和脫臭劑減弱惡臭感觀(guān)強度的方法
        適用于需立即、暫時(shí)地消除低濃度惡臭氣體影響的場(chǎng)合
        可快速消除惡臭的影響,靈活性大,但惡臭氣體物質(zhì)并沒(méi)有被去除,且需投加中和劑
        生物法
        利用微生物降解惡臭物質(zhì)而使氣體脫臭的方法
        適用于可生物降解的水溶性惡臭物質(zhì)的去除
        去除效率高,處理裝置簡(jiǎn)單,處理成本低廉,運行維護容易,可避免二次污染
        上表列出的惡臭氣體處理方法各有優(yōu)缺點(diǎn),究竟選擇哪一種處理方法更為合適,則要根據惡臭物質(zhì)的性質(zhì)、濃度、處理量、當地的衛生要求和經(jīng)濟情況等具體因素而定,在實(shí)踐中也常將幾種方法結合使用。20世紀50年代發(fā)展起來(lái)的生物法,因具有顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)而得到很快發(fā)展,其中尤以日本、德國、荷蘭等國取得的成效最顯著(zhù)。我國在20世紀80年代末才開(kāi)始這方面的研究。近些年來(lái)對惡臭氣體的處理越來(lái)越受到人們的重視,研究的重點(diǎn)已轉向生物法的研究。
        惡臭氣體生物脫臭原理:在水、微生物和氧存在的條件下,利用微生物的代謝作用氧化分解發(fā)臭物質(zhì),以達到凈化氣體的目的。生物處理大致可以分為3個(gè)過(guò)程:發(fā)臭物質(zhì)被載體(固定有微生物)吸附;發(fā)臭物質(zhì)向微生物表面擴散、被微生物吸附;微生物將發(fā)臭物質(zhì)氧化分解。不含氮的惡臭物質(zhì)被分解成CO和H2O,含硫惡臭物質(zhì)被分解成S,SO3,SO4,含氮惡臭物質(zhì)則被分解成NH,NO,NO。
        生物法處理惡臭氣體主要有生物濾池、生物滴濾塔和生物洗滌器3種形式,目前應用最廣泛的是生物濾池和生物滴濾塔。三種主要生物處理方法比較見(jiàn)表2。
        表2 三種主要生物處理方法比較
        處理方法
        特點(diǎn)
        優(yōu)點(diǎn)
        缺點(diǎn)
        適用范圍
        生物濾池
        單一反應器,微生物和液相固定
        氣/液表面積比值高,設備簡(jiǎn)單,運行費用低
        反應條件不易控制,進(jìn)氣濃度發(fā)生變化適應慢,占地面積大
        適用于處理化肥廠(chǎng)、污水處理廠(chǎng)及惡臭物質(zhì)量濃度介于0.5~1.0g/m的工農業(yè)廢氣
        生物洗滌器
        兩個(gè)反應器,微生物懸浮于液體中,液相流動(dòng)
        設備緊湊,低壓力損失,反應條件容易控制
        傳質(zhì)表面積小,需大量供氧才能維持高降解效率,需處理剩余污泥,投資和運行費用高
        適用于處理工業(yè)產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)質(zhì)量濃度介于1~5g/m的廢氣
        生物滴濾池
        單一反應器,微生物固定,液相流動(dòng)
        與生物洗滌塔相比設備簡(jiǎn)單
        傳質(zhì)表面積小,需處理剩余污泥,運行費用高
        適用于處理化肥廠(chǎng)、污水處理廠(chǎng)及農業(yè)產(chǎn)生的污染物質(zhì)量濃度低于0.5g/m的惡臭氣體
        惡臭氣體的生物處理技術(shù)具有其它傳統方法不可比擬的優(yōu)越性,如處理效率高、無(wú)二次污染、所需的設備簡(jiǎn)單、易操作、費用低廉、管理維護方便等,已經(jīng)得到了各國越來(lái)越多的重視,并且在歐美得到了廣泛的應用。我國近年來(lái)也有許多科研工作者進(jìn)行了生物法處理惡臭氣體的研究,并取得了一些研究成果。但是由于生物反應器涉及氣、液、固三相傳質(zhì)及生化降解過(guò)程,影響因素多而復雜,所以在理論研究方面和實(shí)際應用方面還有許多亟待解決的問(wèn)題。
         
        低溫等離子體技術(shù):低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài),當外加電壓達到氣體的放電電壓時(shí),氣體被擊穿,產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內的混合體。放電過(guò)程中雖然電子溫度很高,但重粒子溫度很低,整個(gè)體系呈現低溫狀態(tài),所以稱(chēng)為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用,使污染物分子在極短的時(shí)間內發(fā)生分解,并發(fā)生后續的各種反應以達到降解污染物的目的。
        低溫等離子體的產(chǎn)生途徑很多,質(zhì)阻擋放電是一種獲得高氣壓下低溫等離子體的放電方法,這種放電產(chǎn)生于兩個(gè)電極之間。介質(zhì)阻擋放電可以在0.1~10105Pa的氣壓下進(jìn)行,具有輝光放電的大空間均勻放電和電暈放電的高氣壓運行的特點(diǎn)。整個(gè)放電是由許多在空間和時(shí)間上隨機分布的微放電構成,這些微放電的持續時(shí)間很短,一般在10ns量級。介質(zhì)層對此類(lèi)放電有兩個(gè)主要作用:一是限制微放電中帶電粒子的運動(dòng),使微放電成為一個(gè)個(gè)短促的脈沖;二是讓微放電均勻穩定地分布在整個(gè)面狀電極之間,防止火花放電。介質(zhì)阻擋放電由于電極不直接與放電氣體發(fā)生接觸,從而避免了電極的腐蝕問(wèn)題(SO2腐蝕性強)。介質(zhì)阻擋放電過(guò)程中,電子從電場(chǎng)中獲得能量,通過(guò)碰撞將能量轉化為污染物分子的內能或動(dòng)能,這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團,同時(shí)空氣中的氧氣和水分在高能電子的作用下也可產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫、臭氧和羥基氧等活性基團,這些活性基團相互碰撞后便引發(fā)了一系列復雜的物理、化學(xué)反應。從等離子體的活性基團組成可以看出,等離子體內部富含極高化學(xué)活性的粒子,如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團發(fā)生反應,最終轉化為CO2和H2O等物質(zhì),從而達到凈化廢氣的目的。
        在放電過(guò)程中,電子先從電場(chǎng)獲得能量,通過(guò)激發(fā)或電離將能量轉移到污染物分子中去,那些獲得能量的污染物分子被激發(fā),同時(shí)有部分分子被電離,從而成為活性基團。然后這些活性基團與氧氣、活性基團與活性基團之間相互碰撞后生成穩定產(chǎn)物和熱。另外,高能電子也能被鹵素和氧氣等電子親和力較強的物質(zhì)俘獲,成為負離子。這類(lèi)負離子具有很好的化學(xué)活性,在化學(xué)反應中起著(zhù)重要的作用。
        低溫等離子體技術(shù)原理:異味氣體從氣體收集系統收集后首先進(jìn)入除水器中進(jìn)行水氣分離,然后再排入等離子體反應器單元,在該區域由于高能電子的作用,使異昧分子受激發(fā),帶電粒子或分子間的化學(xué)鍵被打斷,產(chǎn)生自由基等活性粒子,這些活性粒子和O2反應達到消除異味目的。同時(shí)空氣中的水和氧氣在高能電子轟擊下也會(huì )產(chǎn)生OH 自由基、活性氧等強氧化性物質(zhì),這些強氧化性物質(zhì)也會(huì )與異味分子反應,使其分解,從而促進(jìn)異味消除。凈化后的氣體經(jīng)排氣筒高空排放。
        低溫等離子體技術(shù)特點(diǎn):
        與目前國內常用的異味氣體治理方法相比較本裝置具有如下優(yōu)點(diǎn):
        技術(shù)高端,工藝簡(jiǎn)潔:開(kāi)機后,即自行運轉,受工況限制非常少,無(wú)需專(zhuān)人操作。
        節能:無(wú)機械設備,空氣阻力小,耗電量約為0.003kw/m廢氣。
        適應工況范圍寬:設備啟動(dòng)、停止十分迅速,隨用隨開(kāi),不受氣溫的影響。在250℃以下和在霧態(tài)工況環(huán)境中均可正常運轉。在-50℃至+50℃的環(huán)境溫度仍可正常運轉。
        設備使用壽命長(cháng):本設備由不銹鋼材,銅材、鉬材、環(huán)氧樹(shù)脂等材料組成,抗氧化,采用防腐蝕材料,電極與廢氣不直接接觸,根本上解決了設備腐蝕問(wèn)題。
        結構簡(jiǎn)單:只需用電,操作極為簡(jiǎn)單,無(wú)需派專(zhuān)職人員看守,基本不占用人工費。無(wú)機械設備,故障率低,維修容易。
        用范圍廣:介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體中,電子能量高,幾乎可以將所有的異味氣體分子降解。
        低溫等離子體技術(shù)應用范圍:
        低溫等離子體降解污染物是利用高能電子、自由基等活性粒子與廢氣中的污染物作用,使污染物分子在極短的時(shí)間內發(fā)生分解,并發(fā)生后續的各種反應以達到降解污染物的目的。該技術(shù)能夠應用于污水處理廠(chǎng)、石油化工、制藥、污水處理、涂料、皮革加工、感光材料、汽車(chē)制造、食品加工廠(chǎng)、印染廠(chǎng)、垃圾處理廠(chǎng)、公廁、屠宰場(chǎng)、牲畜飼養場(chǎng)、魚(yú)類(lèi)加工廠(chǎng)、飼料加工廠(chǎng)等諸多能夠產(chǎn)生惡臭異味的場(chǎng)所。
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