李成海,胡建民,高用貴,高興齋,覃廣海,任艷雙,張 林,安 瑾,陸 紅
(1.光大環(huán)??萍及l(fā)展(北京)有限公司,北京 100095;2.光大環(huán)保設(shè)備制造(常州)有限公司,江蘇 常州 213011)
臭氣成分主要有:H2S、NH3、CH3SH、CH3SCH、(CH3)3N、CH3SSCH3、CS2、苯乙烯、CH4、糞臭素、吲哚等有機(jī)組分氣體。由于臭氣的成分復(fù)雜且多數(shù)具揮發(fā)性,所以其感官體現(xiàn)為綜合性惡臭異味。
臭氣中的惡臭物質(zhì),對(duì)人體呼吸、消化、心血管、內(nèi)分泌及神經(jīng)系統(tǒng)都會(huì)造成不同程度的毒害,其中芳香族化合物還能使人體產(chǎn)生畸變、癌變[1]。
臭氣來(lái)自包括滲瀝液處理站內(nèi)的構(gòu)筑物和設(shè)備,根據(jù)處理工藝的不同略有差別,有原液過(guò)濾器、調(diào)節(jié)池、事故池、反應(yīng)沉淀池、污泥濃縮池、污泥脫水間、加藥間、污水池、加溫池、生化池等。特點(diǎn)是臭源多、臭閾值高、隨構(gòu)筑物和設(shè)備位置不均勻分散。惡臭污染源多為局部的無(wú)組織排放源,很多時(shí)候是短時(shí)間、突發(fā)性的,難于捕捉和收集。
臭氣收集系統(tǒng)主要對(duì)惡臭氣體產(chǎn)生源進(jìn)行封閉設(shè)計(jì),同時(shí)用風(fēng)機(jī)抽氣對(duì)封閉空間進(jìn)行換氣,以將惡臭氣體集中收集,避免惡臭氣體無(wú)組織外逸[2]。臭氣收集系統(tǒng)包括臭氣源收集點(diǎn)、管道系統(tǒng)、引風(fēng)設(shè)備及風(fēng)壓、風(fēng)量調(diào)控設(shè)備等,對(duì)臭氣收集應(yīng)考慮以下原則:①在不影響操作與維護(hù)的前提下,盡可能減小除臭空間;②在氣體擴(kuò)散前被收集起來(lái);③臭氣收集系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)保持適度負(fù)壓,收集和輸送過(guò)程沒(méi)有泄露;④對(duì)密封空間和工人活動(dòng)區(qū)域采用抽風(fēng)和有序補(bǔ)風(fēng)結(jié)合的方式;⑤對(duì)于需要開(kāi)啟的密封區(qū)域設(shè)置活動(dòng)門(mén)窗或帶蓋孔洞;⑥密封及臭氣輸送管道材質(zhì)選用堅(jiān)固耐腐蝕的材料,密封空間內(nèi)的設(shè)備應(yīng)做好防腐;⑦臭氣收集管道上低位設(shè)置泄水點(diǎn)。
滲瀝液處理站臭氣收集系統(tǒng)的對(duì)象分為池體類、車間類、設(shè)備類、管溝類和其他臭氣源點(diǎn),通過(guò)收集管道匯集至臭氣主管并運(yùn)送至除臭處置裝置。
2.1.1 池體類
除臭的池體有密閉式池體、半閉式池體、敞口式池體、密封的曝氣池池體。
由于氣體具有逸散性,所以對(duì)惡臭氣體的密閉收集是做好氣體治理的前提。密封抽吸處理需對(duì)敞開(kāi)構(gòu)筑物進(jìn)行加蓋密封[3],再通過(guò)進(jìn)風(fēng)口和抽風(fēng)口換氣,把惡臭氣體抽送到處理裝置中進(jìn)行處理。
對(duì)開(kāi)口式臭氣源池體加蓋密封要求:①較好的密封效果;②便于巡視及檢修設(shè)備;③便于清淤;④在美觀、實(shí)用的情況下降低成本。目前,污水廠常用的5種構(gòu)筑物密封方式有簡(jiǎn)易拆卸式、滑軌式、不銹鋼+玻璃覆面、大跨度氟碳纖維反吊膜及土建與蓋板相結(jié)合形式[4]。對(duì)于含曝氣系統(tǒng)的池體除臭設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮曝氣量和排氣量的均衡。
2.1.2 車間類
車間內(nèi)臭氣收集系統(tǒng)主要是通過(guò)在車間內(nèi)合理布置集氣罩來(lái)收集惡臭氣體。集氣罩是車間內(nèi)除臭系統(tǒng)的主要組成部分,考慮到作業(yè)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境,在集氣罩內(nèi)設(shè)置防塵氈。
集氣罩可分為多種方式,在不影響生產(chǎn)的情況下可靈活布置。
1)上部集氣罩,見(jiàn)圖1。上部集氣罩多為傘形,通常被安裝在污染物發(fā)生源的上方,靠罩口的吸氣作用來(lái)控制和排走有害氣體。對(duì)于臭氣密度小于空氣的車間可采用此類集氣罩。
圖1 上部集氣罩
2)側(cè)吸集氣罩,見(jiàn)圖2。當(dāng)污染物上方不能設(shè)置集氣罩時(shí),可設(shè)側(cè)吸罩,但它的效果比上部傘形集氣罩差,同時(shí)要求的排風(fēng)量也較大。側(cè)吸罩也是采用抽吸的作用原理,安裝室應(yīng)盡量接近污染源。對(duì)于臭氣密度大于空氣的車間采用此類集氣罩。
圖2 側(cè)集氣罩
當(dāng)除臭管風(fēng)管在室內(nèi)布置時(shí),必須考慮風(fēng)管的防火問(wèn)題,管道材質(zhì)要滿足防火要求,管道內(nèi)的設(shè)備應(yīng)選用防爆設(shè)備,穿越防火分區(qū)時(shí)要設(shè)置防火閥。
2.1.3 設(shè)備類
污染點(diǎn)源氣體收集系統(tǒng)方法是將惡臭氣體在發(fā)生源(生產(chǎn)設(shè)備)處收集起來(lái)。這種系統(tǒng)所需要的風(fēng)量小,效果好,能耗小,是生產(chǎn)車間控制空氣污染最有效的方法。
密封罩可將產(chǎn)生污染的設(shè)備部分或完全密封起來(lái),形成獨(dú)立的密閉小室,可以利用罩內(nèi)負(fù)壓,防止惡臭氣體外逸。在工藝操作和設(shè)備維修允許的條件下應(yīng)優(yōu)先考慮局部密封罩,以減少排氣量和材料消耗量。密封罩設(shè)計(jì)的要求:①盡可能將污染源或產(chǎn)臭設(shè)備完全密封;②密封罩內(nèi)應(yīng)保持一定的均衡負(fù)壓,避免污染物溢出;③吸風(fēng)點(diǎn)的布置應(yīng)考慮工藝,風(fēng)速均勻;④密封罩采用輕型材質(zhì),方便工人操作和維修。
2.1.4 管溝及其他
對(duì)于一些管溝及半密封的排水溝,在管道泄漏或設(shè)備檢修中排出的液體同樣是廠區(qū)內(nèi)一個(gè)臭氣源,然而這一方面往往被設(shè)計(jì)人員忽視。在設(shè)計(jì)除臭系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮對(duì)管溝內(nèi)臭氣的收集,同時(shí)對(duì)管溝設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮其開(kāi)口位置及密封效果。
2.2.1 管道布置方式
由于臭氣源布置分散,管道布置需采用樹(shù)枝狀,見(jiàn)圖3,其優(yōu)點(diǎn)是:臭氣源點(diǎn)覆蓋廣,布置靈活。缺點(diǎn)是:輸送管道較多,壓力損失大;臭氣源點(diǎn)布置不均勻,相互影響較大。管道要確保密封性,防止臭氣外逸,進(jìn)行有效收集和處理,同時(shí)還應(yīng)注意相應(yīng)的風(fēng)管吊架、風(fēng)管閥門(mén)、法蘭、彎頭等布置及安裝方式。
圖3 臭氣管道收集系統(tǒng)示意
管道輸送方式以風(fēng)機(jī)為分界點(diǎn)可分為管道內(nèi)負(fù)壓輸送段和管道內(nèi)正壓輸送段。
2.2.2 管道材質(zhì)選取
收集管道應(yīng)選取抗腐蝕的材質(zhì),如不銹鋼、PVC、HDPE和玻璃鋼等,不同材質(zhì)風(fēng)管見(jiàn)表1。
表1 不同材質(zhì)風(fēng)管的特性對(duì)比
對(duì)于除臭管道為大管徑時(shí),PVC和HDPE材質(zhì)的可選擇性范圍較窄;對(duì)于除臭風(fēng)管為小管徑時(shí),若采用不銹鋼材質(zhì)的除臭管道,由于其管壁較薄,焊接難度大,制作時(shí)可采用咬口的連接方式,但是會(huì)導(dǎo)致其氣密性差,需考慮漏風(fēng)系數(shù);綜合各方面考慮,有機(jī)玻璃鋼作為除臭風(fēng)管是一種較好的選擇。
臭氣收集系統(tǒng)的引風(fēng)裝置有離心風(fēng)機(jī)和軸流管道風(fēng)機(jī),其優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比見(jiàn)表2。
表2 引風(fēng)設(shè)備的對(duì)比
通過(guò)對(duì)比可以看出,對(duì)于臭氣源分散且排風(fēng)量大的臭氣收集場(chǎng)所,軸流管道風(fēng)機(jī)的靈活布置能夠更好地解決這方面的問(wèn)題。對(duì)于長(zhǎng)距離輸送管道風(fēng)壓損失大的問(wèn)題,可采用增設(shè)軸流管道風(fēng)機(jī)分段串聯(lián)布置的方式來(lái)解決。
負(fù)壓除臭的方式是通過(guò)風(fēng)機(jī)向外排出空氣使內(nèi)部氣壓下降,空氣變稀薄,形成一個(gè)負(fù)壓區(qū),空氣由于氣壓差補(bǔ)償流入。但是對(duì)于一些車間或池體密封程度不一致,因氣壓差補(bǔ)償?shù)目諝饬侩y以控制,負(fù)壓抽氣往往并不能達(dá)到其設(shè)計(jì)的換氣量等參數(shù),因此必須設(shè)置風(fēng)壓和風(fēng)量的控制設(shè)備,比如在各抽風(fēng)口設(shè)置閥門(mén)等。具體的工程設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)需要確定換氣速度和風(fēng)速,任何通風(fēng)不良問(wèn)題均能一次性徹底解決。從開(kāi)啟風(fēng)機(jī)的幾秒鐘內(nèi)即可達(dá)到通風(fēng)效果。
整個(gè)除臭系統(tǒng)抽風(fēng)機(jī)的換氣頻次對(duì)除臭效果起著決定性作用,抽風(fēng)機(jī)的具體操作是研究的重點(diǎn)內(nèi)容。根據(jù)惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及各構(gòu)筑物內(nèi)的臭氣濃度,對(duì)進(jìn)入空間和單獨(dú)密封的設(shè)備相應(yīng)提高換氣率,確定抽風(fēng)機(jī)的換氣頻次,見(jiàn)表3,以提高除臭效率。
表3 污水處理廠構(gòu)筑物脫臭通量(換氣頻次) 次/h
目前惡臭氣體的主要處置技術(shù)有物理法、燃燒法、吸附法、氧化法、洗滌法、生物法和高能離子法。
對(duì)于垃圾焚燒廠而言,入爐燃燒是對(duì)來(lái)自滲瀝液處理站臭氣的最佳處置方式。臭氣中含有的各類有毒有害物質(zhì)經(jīng)過(guò)垃圾焚燒爐膛的高溫燃燒,被分解和氧化,其產(chǎn)物經(jīng)過(guò)煙氣凈化設(shè)備后達(dá)標(biāo)排入大氣。對(duì)于垃圾填埋場(chǎng)而言,生物除臭能夠達(dá)到除臭的目的。
臭氣的收集和輸送,無(wú)論從保證處理效果還是從成本投資來(lái)看,都是臭氣控制工程中的一個(gè)重要組成部分。垃圾滲瀝液處理站產(chǎn)生的高濃度惡臭氣源多且分散,微小的臭氣源除臭措施不當(dāng)都會(huì)影響全廠區(qū)的空氣環(huán)境質(zhì)量,因此必須考慮到對(duì)每一個(gè)臭氣源的臭氣收集。
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