工业废气常见治理方法总结

一 物理除臭一 物理除臭 1 1 吸附吸附 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 11 1 吸附剂的种类 吸附剂的种类 1 111 11 活性炭活性炭 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 1 121 12 活性氧化铝 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 1 131 13 硅胶硅胶 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 2 洗涤 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 3 冷凝 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 2 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 4 掩蔽法 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 5 稀释扩散法 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 化学除臭二 化学除臭 1 1 化学洗涤吸收 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 2 燃烧法燃烧法 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 3 蓄热式催化氧化燃烧工艺 简称 RCO 2 12 1 直接燃烧法直接燃烧法 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 22 2 催化燃烧法催化燃烧法 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 装置体积小 占地面积少 设备的维修与折旧费较低 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 32 3 蓄热式催化氧化燃烧工艺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 阻力系数小 换热能力强等优点 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 4 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 3 等离子法除臭 等离子法除臭 3 113 11 工作原理工作原理 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 粒子 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 5 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 3 123 12 应用优势应用优势 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 3 133 13 制约因素制约因素 一次性投资高 3 143 14 应用领域应用领域 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 4 光催化氧化技术 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 2 O 6 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 2 O 3 O 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 3 O 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 5 臭氧机对空气微生物杀菌及除臭技术 臭氧机对空气微生物杀菌及除臭技术 5 15 1 臭氧杀菌除臭简介臭氧杀菌除臭简介 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 7 5 25 2 臭氧快速除臭 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 35 3 臭氧的应用范围 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 6 植物提取液除臭 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 生物法除臭三 生物法除臭 1 11 1 生物除臭原理生物除臭原理 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 8 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 21 2 生物除臭的形式生物除臭的形式 生物除臭的形式主要有生物滤池 生物滴滤塔 生物滤床 1 211 21生物滤池生物滤池 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 9 1 221 22生物滴滤塔生物滴滤塔 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 1 231 23生物滴滤床生物滴滤床 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 1 241 24 生物除臭法的主要构成部分 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 四四 常用恶臭处理方法的技术经济综合比较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 10 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小 占 地面积较小 且反应条件 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 11 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小 但由于活性炭吸附容量是有限的 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 五五 建议与措施建议与措施 根据以