恶臭气体的生物治理技术概述.ppt

生物除臭技术及其应用 报告人 宋春石学号 1433333 成分 大部分为挥发性有机化合物 VOCs 含硫化合物 如硫化氢 二硫化碳 硫醇 硫醚 甲基硫 含氮化合物 如氨 三甲胺 酰胺 吲哚等 烃类 如烷烃 烯烃 炔烃 芳香烃 卤代烃 含氧有机化合物 如醇 酚 醛酮 有机酸等 卤素及其衍生物 如氯气 卤代烃等 浓度不同来源 不同时段 产生臭气的物质和浓度差异很大 按综合臭气浓度表示 分为 低浓度 小于500ppm中浓度 500 1000ppm高浓度 大于1000ppm 恶臭污染物 odorpollutants 指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及污染生活环境的气体物质 属于感觉公害的范畴 恶臭 来源炼油 化工 医药 橡胶 塑料 卷烟 农副产品加工 食品制造 污水站 垃圾堆放场 堆肥 恶臭成为当今世界六大公害之一 严重威胁着人类的健康 恶臭气体的危害 污染范围广恶臭物质排放到大气中 可在大气环流作用下迅速蔓延 造成大范围污染 测定困难恶臭污染以心理影响为主要特征 极低的浓度就可使人产生不快 这使其测定非常困难 目前还难以找到一个可全面评述恶臭的可检测性 强度 厌恶度及性质的简单测定方法 因此 恶臭的有效测定方法是大气污染控制的一个重要研究内容 评价困难恶臭污染源多为常见的 局部的无组织排放源 污染又多为短时间 突发性的 因而难以捕捉 加之恶臭扩散方式复杂 故迄今世界上还没有一种公认的恶臭评价方法 因此目前这方面的研究也相当活跃 治理困难通常有害气体对人产生的生理影响与其浓度成正比 而恶臭给人的感觉量 恶臭强度 与对人的刺激量 恶臭物质浓度 的对数成正比 恶臭气体的污染特征 除臭方法 氧化法 化学氧化 吸收法 水洗涤 化学吸收 吸附法 生物氧化 生物过滤 生物洗涤 热力氧化 等离子体 光解氧化 直接燃烧 催化转化 吸附 热力氧化 吸附 冷凝回收 处理方法分类 生物脱臭技术简介 生物脱臭技术是应用自然界中微生物的生理代谢活动降解恶臭物质 将其氧化成无臭 无害的最终产物 达到脱臭目的的技术 常温下进行 无需高温 高压等特殊条件去除效率高 反应速率快不产生二次污染对人体无害投资相对省 运行费用低 停机 非正常运行时间 过长需要重新培养菌种北方冬季需注意对生物滤池的保温占地面积相对较大 生物法优点 生物法不足 可归纳为以下几个步骤进行 1 在水中溶解 由气相转移至液相 此阶段反应遵循亨利定律 2 被生物吸附或吸收 当溶液流经填料表面时 溶解在水中的化合物被栖息在填料上的生物所吸附 由液相转移到生物相 此阶段遵循一般生物化学反应速度 3 被微生物氧化分解 化合物在转化过程中产生能量 为微生物的生长与繁殖提供了能源 使生物氧化持续进行 生物除臭的机理 生物法中的微生物 堆肥发酵除臭是以污水处理厂的污泥 城市垃圾 动物粪便等肾机物为原料 经好氧发酵得到的熟化堆肥中存在着许多微生物 目此将臭气直接通人处于后熟阶段的堆肥材料中 以达到消除臭气目的 另有土壤除臭法原理类似 理想填料应具有以下性质 足够的营养物 湿度 pH值和碳源的供应 较大的比表面积 较低的个体密度 防止填料压实 填料的湿度 含水量 是生物过滤器最重要的操作参数 高孔隙率使气体有较长的停留时间 堆肥及土壤除臭法 11 生物脱臭是一个气体扩散和生化反应的综合过程 含污染物的气体首先进入调节器进行润湿 然后进入生物滤池 当润湿的废气通过附有生物膜的填料层时 气体中的恶臭物质溶于水 被附着在填料表面的微生物吸附 吸收 在生物细胞内分解为CO2 H2O S SO42 SO32 N03 等无害小分子物质 净化后的气体经过排气口排出 填料的使用寿命视种类一般为3 5年 因此具有设备少 降作简单 不需外加营养物 投资运行费用低 除臭效率高等优蘸 但其缺点是反应条件控制较难 占地面积大 基质浓度高时 因生物量增长快而易堵塞填料 影响传质效果 生物过滤池 12 原理生物滴滤池是介于生物过滤池和生物洗涤池之间的生物除臭装置 该装置与生物滤池的最大区别在于其填料上方喷淋循环液 在循环液中接种了经污染物驯化的微生物菌种 含有污染物的气体经过或不经过预处理 进人生物滤池 设备少 操作简单 液相和生物相均循环流动 生物膜附着在惰性填料上 压强低 填料不易堵塞 对污挚物的去除效率高 其缺点是需外加营养物 在运行启动初期 首先要在填料表面挂上生物膜 生物滴滤池 13 生物洗涤池由传质洗涤器和生物降解反应器组成 出水需设二沉池 废气首先进入洗涤器 与惰性填料上的微生物及由生化反应器过来的泥水混合物进行传质吸附 吸收 部分有机物在此被降解 液相中的大部分有机物进入生化反应器 通过悬浮污泥的代谢作用被降解掉 生化反应器出水进入二沉池进行泥水分离 上清液排出 污泥回流 一般流程如图4 5所示 生物洗涤池 在生物除臭系统中 其净化恶臭污染物的过程全部或者部分是由附着生长在载体表面的微生物来完成的 而这些微生物又都生活在各自形成的特定环境中 因而与环境条件关系极为密切 因此需要通过一系列人工强化控制措施 使附着于生物膜上的微生物对恶臭污染物的氧化分解的生理功能得到充分发挥 通过对被处理废气的恶臭污染物种类及含量情况进行控制 使其适应生物膜处理系统的适宜运行条件和要求 保证生物处理系统中微生物数量和活性的相对稳定 满足生物处理系统中微生物 恶臭污染物 溶解氧三者的充分接触 强化传质过程及传质效率 在各种影响因素中 最主要的有生物膜反应器的营养物质 进污染物浓度或负荷 气体停留时间 溶解氧水平 pH值 温度 某些污染物对微生物的抑制与毒性作用 生物除臭技术的运行控制 Shell Paques技术荷兰PaquesNaturalSolutions公司1993开发Thiopaq技术 用于处理生化臭气 与ShellGlobalSolutions公司合作 将其扩展用于处理天然气和合成气 称为Shell Paques工艺 生物除臭工艺 Bio SR工艺1984年 日本钢管公司 NKK 从DowaMining公司获得独家实施许可后 将工艺用于化工厂及炼油厂含硫气体处理 并首次用于胺洗和Clause装置尾气净化 美国气体研究院与之合作 获得使用权 将工艺用于天然气脱硫 生物除臭工艺 生物除臭应用领域 处理气量 2 4万m3 h羰基硫 5mg m3H2S 50mg m3甲硫醇 300mg m3二甲二硫醚 600mg m3非甲烷总烃 1100mg m3 中石化镇海炼化生物脱臭工程 生物除臭应用领域 化工园区集中污水处理系统生物除臭工程 杭州湾精细化工园区气量 2 4万m3 hH2S平均浓度 100mg m3甲硫醚平均浓度 60mg m3 生物除臭应用领域 浙江医药股份3 6万m3 hH2S平均浓度380mg m3VOCs平均浓度500mg m3塔径3 0m 高15mEBTR 14s 浙江化工医药厂污水站臭气净化工程 华海药业气量 1 2万m3 h 生物除臭应用领域 天津北仓污水处理厂沼气生物脱硫 奥地利Environtec技术 废气量 90 320m3 h硫化氢 进口 1 000ppm 1 500mg m3 出口 15ppm 23mg m3 氧气 1 5 3 0 v v NH360 v v 温度 15 40 PH I 5 3 0塔体高度H 约9 0m 村质FRP塔体直径 2 0m微生物脱硫塔体积20m3系统每立方米生物负载要达到26 3gH2S m3 h正常运行电耗1 5 2kw 冬天加热防冻保护耗电约3kw 生物除臭应用领域 江苏宜兴协联热电烟气生物脱硫 荷兰ThioPaq工艺 废气量 1102664Nm3 h 2 125MW SO2 进口 974mg m3 出口 100mg m3 设计脱硫率 95 调试时间 2006年5月年产单质硫近4000t 纯度 98 生物除臭应用领域 由于生物反应器涉及到气 液 固相传质与生化降解过程 影响因素多而复杂 有关理论研究和实际应用还不够深入 广泛 需要进一步解决的问题大致有以下几点 1 处理对象的扩大目前生物法除臭的研究仅局限于组成较单一的恶臭气体 而工程实践中 大多需处理气体中的组成复杂的恶臭物质 另外能用生物洗涤治理的恶臭几乎都是亲水性或易溶于水和易降解的 应在提高疏水性或难降解废气的能力方面进行深入研究 如有突破 生物法处理恶臭气体的应用范围将更加广泛 2 生物反应器的研究方向从生物反应器的应用来看 塔式反应器仍是微生物法处理恶臭气体的主要形式 而新式反应器的研究和开发应向改善传质 封闭式 一体化方向发展 3 填料的研究方向最初都是采用一些天然材料或经适当加工处理后的天然材料 如土壤 泥炭土 沸石 珍珠岩 锯末 堆肥等 大都存在着占用土地面积大 保水性不强 pH值缓冲性能小 不适于微生物大量着生和不宜商品化等缺点 另外 一些材料经使用一定时间后也会因材料自身的分解或因流通气体的扰动使通气阻力增加 填料的研究的重点就是增加填料比表面积和亲水性 提高位体积的生物容量 加大填料的孔隙率 从而增强对臭气的吸附作用 扩大臭气与生物的接触面 增加强度并减轻质量 防止压