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一種油脂工業(yè)惡臭氣體的異味控制技術(shù)創(chuàng)新及工程應(yīng)用

2024-02-13 09:20李一岑
當(dāng)代化工研究 2024年1期
關(guān)鍵詞:噴淋塔臭氣濾池

*李一岑

(江蘇省環(huán)保集團(tuán)南通有限公司 江蘇 226001)

1.研究背景

某油脂工業(yè)企業(yè)年加工十萬(wàn)噸植物油及副產(chǎn)品,專業(yè)生產(chǎn)油酸、硬脂酸、植物瀝青等,現(xiàn)建有一座污泥儲(chǔ)倉(cāng)和一套污泥烘干設(shè)施,日常運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生含H2S、NH3的異味、惡臭氣體,不僅會(huì)污染周圍的環(huán)境,而且對(duì)企業(yè)的形象也會(huì)造成一定的影響。國(guó)內(nèi)外對(duì)于該污染氣體一般有活性炭吸附法、化學(xué)反應(yīng)法、低溫等離子法、熱氧化法、生物除臭法、UV光解法、植物液噴灑技術(shù)、生物氧化法等幾種[1]主要處理技術(shù)可供選擇,每種處理技術(shù)特點(diǎn)不盡相同,各有優(yōu)勢(shì)與不足,所以企業(yè)決定配套建設(shè)最優(yōu)的處理設(shè)施,使廢氣處理達(dá)標(biāo)后再排放。

2.廢氣排放情況和處理要求

(1)廢氣處理系統(tǒng)風(fēng)量統(tǒng)計(jì)

本項(xiàng)目廢氣源由兩部分組成:

①大小為30m×30m×7m的污泥儲(chǔ)倉(cāng),為防止倉(cāng)內(nèi)臭氣外泄,擬用風(fēng)機(jī)抽取內(nèi)部空氣使得內(nèi)部空間形成負(fù)壓,換氣次數(shù)按照3次計(jì)算,產(chǎn)生的臭氣風(fēng)量約為2萬(wàn)m3/h,該臭氣需收集后進(jìn)行處理。

②污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥,經(jīng)鍋爐煙氣加熱后烘干,再次反應(yīng)過程中,污泥經(jīng)烘干步驟后含濕率由80%降至15%,但該過程會(huì)產(chǎn)生大量的污染廢氣,產(chǎn)生的廢氣高溫高濕,含塵,且含有二氧化硫、氨氣、硫化氫、硫醇、有機(jī)胺、有機(jī)硫、小分子脂肪酸、蛋白質(zhì)及多種揮發(fā)有機(jī)物,氣體臭氣濃度高,成分復(fù)雜,污染大氣,產(chǎn)生的臭氣風(fēng)量為4萬(wàn)m3/h。目前該臭氣已有一套水膜除塵+噴淋的處理設(shè)施,但處理后仍存有異味、惡臭的問題。

本項(xiàng)目擬將該兩股廢氣收集后合并進(jìn)行處理并達(dá)標(biāo)排放,總處理風(fēng)量為6萬(wàn)m3/h。

(2)廢氣污染物排放濃度及標(biāo)準(zhǔn)

表1 排放標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)目主要污染物為顆粒物、非甲烷總烴。經(jīng)處理設(shè)施處理后,顆粒物、非甲烷總烴排放滿足江蘇省地方排放標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 32/4041—2021)中標(biāo)準(zhǔn),《惡臭氣體滿足惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554—1993)中要求,經(jīng)30m高排氣筒有組織排放。

3.廢氣處理工藝選擇[2]

本項(xiàng)目產(chǎn)生的廢氣高溫高濕,含塵,且含有二氧化硫、氨氣、硫化氫、硫醇、有機(jī)胺、有機(jī)硫、小分子脂肪酸、蛋白質(zhì)及多種揮發(fā)有機(jī)物,成分復(fù)雜,根據(jù)業(yè)主的反饋信息以及相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn),本方案擬將污泥烘干廢氣經(jīng)現(xiàn)有水膜除塵器處理后與污泥儲(chǔ)倉(cāng)廢氣匯總,再進(jìn)入新增的一套堿噴淋+生物濾池組合工藝治理該項(xiàng)目產(chǎn)生的臭氣?,F(xiàn)有末端噴淋塔擬通過改造增加植物液噴淋除臭系統(tǒng),經(jīng)改造后的噴淋塔處理完成后,尾氣經(jīng)現(xiàn)有排氣筒達(dá)標(biāo)排放。

(1)工藝流程簡(jiǎn)介

整體處理工藝采用堿噴淋+生物濾池+植物液除臭組合工藝,處理工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

(2)廢氣處理工藝說明

污泥烘干廢氣管道收集后,廢氣處理量為4萬(wàn)m3/h,溫度為100℃,經(jīng)現(xiàn)有水膜除塵器進(jìn)行處理,充分去除廢氣中的粉塵,廢氣與水接觸后降溫至80℃,然后污泥儲(chǔ)倉(cāng)廢氣2萬(wàn)m3/h與之匯總,再進(jìn)入新增的堿噴淋塔,堿噴淋塔可以中和廢氣中的酸性成分以及將廢氣中的水溶性有機(jī)污染物去除,并進(jìn)一步降低廢氣溫度,降低至50℃,之后進(jìn)入新增的生物濾池一體化除臭裝置,充分治理廢氣中的惡臭物質(zhì)及有機(jī)物,最后末端現(xiàn)有噴淋塔經(jīng)改造后增加植物液噴淋除臭系統(tǒng),經(jīng)處理完成后尾氣溫度約30℃,從排氣筒達(dá)標(biāo)排放。

①前端預(yù)洗單元

經(jīng)收集和傳輸?shù)奈廴練怏w,首先,從預(yù)洗裝置的頂部進(jìn)入,在通過填料層的過程中與循環(huán)噴淋水充分接觸,氣體中的水溶性物質(zhì)被吸收降落到裝置底部,然后回流到洗滌循環(huán)水池。氣體經(jīng)處理后,進(jìn)入生物濾池除臭系統(tǒng)。

A.裝置結(jié)構(gòu)

前端化學(xué)洗滌單元由殼體、支架、氣體分布器、循環(huán)洗滌裝置、洗滌填料等組成。

B.設(shè)備布置

臭氣通過風(fēng)管引入到氣體分布器后進(jìn)入預(yù)洗單元,氣體經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入后端生物濾池除臭系統(tǒng)。

②生物濾池除臭單元

在生物除臭單元,氣體由下部進(jìn)入,在通過生物填料時(shí)與布滿在填料的生物膜充分接觸,氣體中等致臭物質(zhì)被生長(zhǎng)在生物膜中的微生物吸收、吸附及氧化,分解成為CO2、H2O以及穩(wěn)定無臭的無機(jī)鹽類,然后廢氣被送至后端化學(xué)洗滌單元。

A.裝置結(jié)構(gòu)

生物除臭單元由過濾器殼體、支架、氣體分布器、噴淋裝置、生物填料等組成。

B.設(shè)備布置

生物除臭單元設(shè)置在水洗段后,氣體進(jìn)入該系統(tǒng)處理后,經(jīng)引風(fēng)機(jī)引到化學(xué)洗滌單元處理。

③植物液噴淋除臭單元

臭氣通過氣體分布器后進(jìn)入后端植物液噴淋除臭系統(tǒng),氣體經(jīng)處理后再經(jīng)除霧器過濾去除水汽,通過15m排氣筒高空達(dá)標(biāo)排放。

4.生物除臭原理介紹

(1)工作原理

生物除臭技術(shù)安全性、可靠性以及穩(wěn)定性較強(qiáng),并且除臭效率高達(dá)90%以上[3]。該技術(shù)主要用于處理污水過程中,系統(tǒng)收集反應(yīng)過程中產(chǎn)生的臭氣,將其集中送至生物濾池中進(jìn)行處理,讓臭氣經(jīng)過具有活性微生物以及多孔、濕潤(rùn)等特性的微生物濾層。微生物細(xì)胞比表面積較大[4]、個(gè)體細(xì)胞較小、代謝類型較多以及吸附性較強(qiáng)等特點(diǎn),使其具備吸附、降解以及吸收惡臭物質(zhì)的功能,將惡臭物質(zhì)分解為H2O、CO2、HNO3、H2SO4等無機(jī)物[5]。圖2為轉(zhuǎn)化污染物原理分析圖。

圖2 轉(zhuǎn)化污染物原理分析圖

圖3 微生物作用過程示意圖

采用生物除臭技術(shù)處理臭氣過程,一般分為三個(gè)階段[6]。

第一階段:溶解污染物。污染物會(huì)溶于水中,將其與固相表面水膜與水接觸,在液相中污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為離子或分子狀態(tài),在氣相與液相平衡過程中,需遵循亨利定律,實(shí)現(xiàn)污染物由氣相變液相。

第二階段:吸收污染物。水溶液中的微生物逐漸吸收與吸附污染物,然后污染物逐漸從水中轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi),從而將水在此復(fù)原出來,進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)二次/多次循環(huán)利用。在微生物細(xì)胞外酶(水解酶)的作用下,如蛋白質(zhì)、淀粉等大分子有機(jī)物,被水解為小分子之后,再進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)。

第三階段:降解污染物。當(dāng)污染物質(zhì)進(jìn)入溶液微生物細(xì)胞內(nèi)部之后,微生物將其分解利用,并作為主要能源,實(shí)現(xiàn)生物降解污染物目標(biāo)。

微生物細(xì)胞體內(nèi)逐漸產(chǎn)生有機(jī)物之后,在細(xì)胞胞內(nèi)酶,如氧化酶、脫氫酶等作用下,微生物氧化分析有機(jī)物。同時(shí)以該有機(jī)物為基礎(chǔ),基于合成代謝原理,在此期間逐漸生成新的微生物細(xì)胞。在氧氣作用下,一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)換為CO2、H2O等無機(jī)物質(zhì),并在其中合成、獲取原生質(zhì)(細(xì)胞位置)所需能量??捎没瘜W(xué)式(1)表示降解污染物過程:

同時(shí),通過分解代謝,微生物將與另一部分有機(jī)物進(jìn)行合成,以形成新的細(xì)胞物質(zhì),可用化學(xué)方程式(2)表示此過程:

(2)生物濾池除臭系統(tǒng)處理含硫廢氣的優(yōu)勢(shì)[7]

生物濾池除臭工藝實(shí)際上是生物膜處理工藝,微生物法中最受關(guān)注的就是該方法,其是將微生物定附著在濾池,從而實(shí)現(xiàn)處理含硫惡臭物。生物膜法具有以下優(yōu)點(diǎn):

①生物相中除好氧菌外,還存在厭氧菌,因此脫硫效果好;

②生物膜的生物量較大,因此具有較大的處理能力;

③細(xì)胞在單位體積中的活性高,穩(wěn)定性強(qiáng);

④固定化方法簡(jiǎn)單,工藝過程比較穩(wěn)定,動(dòng)力消耗較少,成本較低;

⑤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用效果好,轉(zhuǎn)化率高。

我們使用的生物復(fù)合填料中添加有緩沖物質(zhì)和微量元素,可以控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)洗滌過濾循環(huán)水箱水相的pH值,為微生物提供營(yíng)養(yǎng)元素。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述,以某油脂生產(chǎn)企業(yè)為例,該企業(yè)通過堿噴淋+生物濾池+植物液除臭技術(shù),成功地解決惡臭氣體的問題,去除效率達(dá)92%。通過不斷創(chuàng)新和改進(jìn),該企業(yè)將開發(fā)出更加高效和環(huán)保的異味控制技術(shù),為油脂工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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