污水廠(chang)除臭組(zu)合工(gong)藝技術分析

                   上海技(ji)華環(huan)保科技(ji)有限(xian)公司        技(ji)術開發部     上海市    浦(pu)東新區(qu)

簡述(shu)：通過使(shi)用高能離子除臭設備(bei)對污(wu)水處(chu)理(li)廠預處(chu)理(li)段臭氣(qi)進行(xing)收集除臭，并同時(shi)組(zu)合低溫等離子除臭工藝(yi)及光(guang)催化氧(yang)化除臭工藝(yi)，對其具體除臭效果進行(xing)實際(ji)檢驗。結果表明，在單獨使(shi)用高能離子設備(bei)達到40％平均(jun)硫化氫去除率(lv)條件下，通過組合(he)工(gong)藝可以達到99％以上的硫化(hua)氫去除率。

一概述

 隨著污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)廠提標(biao)改造(zao)及污(wu)(wu)(wu)水(shui)廠氣(qi)(qi)態污(wu)(wu)(wu)染物(wu)排(pai)放指標(biao)日趨嚴格(ge)，污(wu)(wu)(wu)水(shui)廠除臭治理(li)(li)(li)變得更為重要。污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)廠臭氣(qi)(qi)來源主要為從待處(chu)理(li)(li)(li)污(wu)(wu)(wu)水(shui)中(zhong)揮發的(de)(de)(de)惡臭氣(qi)(qi)體，以及污(wu)(wu)(wu)泥濃縮、脫水(shui)及外運過(guo)程中(zhong)釋放的(de)(de)(de)臭氣(qi)(qi)。針對臭氣(qi)(qi)去除，國內常用的(de)(de)(de)方法(fa)包括天然植(zhi)物(wu)液噴淋法(fa)、生物(wu)過(guo)濾法(fa)、化學反(fan)應法(fa)、活性炭吸(xi)附法(fa)等(deng)。而相比常規除臭方法(fa)，近些(xie)年逐漸流(liu)行的(de)(de)(de)以離(li)子除臭法(fa)為原理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)工藝(yi)，如(ru)高能離(li)子法(fa)、低溫等(deng)離(li)子法(fa)、光催化氧化法(fa)等(deng)具有除臭效果穩定良(liang)好(hao)、占地面(mian)積小、無(wu)二(er)次(ci)污(wu)(wu)(wu)染、操作簡單、低能耗(hao)等(deng)明顯(xian)優勢。

高能離子除臭主要依靠離子發生裝置產生的α粒子，與空氣中的氧分子反應，形成正負氧離子，通過將富含氧離子的新風與臭氣混合，氧化分解含氨和含硫分子等惡臭污染因子；低溫等離子除臭通過在電極間外加高壓高頻交變電流，產生電子、離子、自由基及分子碰撞反應，在臭氣通過時，使其中的惡臭氣體分子斷鍵，達到除臭目的；光催化法則通過使用具有光催化功能的金屬氧化物材料，在光照條件下，產生類似光合作用的光催化反應，形成活性很強的自由基和超氧離子等活性氧，破壞臭氣中有機物化學鍵，達到分解有機物、殺菌、除臭的目的。

目前，幾種離子除臭法工藝單獨使用技術已日趨成熟，污水(shui)廠除臭組(zu)合工藝組合的實際效果仍在研究中。利用離子除臭并輔以光催化技術將是未來發展的主要方向之一。此外，研究表明，低溫等離子法與光催化集成使用解決了光催化技術的瓶頸，同時也使等低溫等離子技術進一步得到了延伸和發展，具有廣闊的應用前景。因此，本研究主要針對三種離子法除臭工藝組合后的除臭效果進行實驗，其結果將為相關組合工藝今后在實際工程當中的運用提供參考依據。

二  試驗(yan)內容

本試(shi)驗任務主(zhu)要(yao)針對(dui)在高(gao)能離子除(chu)臭工藝(yi)中組(zu)合(he)(he)光(guang)催化氧(yang)化及低溫等離子工藝(yi)，確定幾種工藝(yi)組(zu)合(he)(he)對(dui)臭氣中硫化氫的去除是否有(you)提(ti)升效果，并對未來在實際工(gong)程(cheng)中運用(yong)相關組合工(gong)藝(yi)提(ti)供參考依(yi)據。具體步驟如(ru)下(xia)。

①測試高能離(li)子發生器去除硫化(hua)氫效果，并通過調整(zheng)氣(qi)體停(ting)留時間(jian)找到運行條件。

②測試高(gao)能離(li)子發(fa)射器與光(guang)催化(hua)氧化(hua)或低(di)溫等離(li)子發(fa)生器共同作用時(shi)硫化氫去除(chu)效果。

③測試高能離(li)子發射器與(yu)光催(cui)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)及低溫等離(li)子發生器共同作用時硫(liu)化氫去除效果。 

三  試(shi)驗方案

本次實驗通過在實際運行水廠中建立實驗設備，對污水廠(chang)除臭組(zu)合工藝效果進行測試。實驗設備主要包括氣體收集系統、空氣過濾器、離子發生裝置、紫外照射裝置、抽風機、控制裝置、排放裝置等組成。實驗系統設計方案見圖1^本實驗以硫(liu)化氫濃度為主(zhu)要觀(guan)測值，并根據進氣及出氣口硫化氫濃度變(bian)化得出硫(liu)化氫去除率，用(yong)(yong)以(yi)模擬惡臭(chou)因子(zi)去除效(xiao)率。實驗使(shi)用(yong)(yong)常見(jian)的在線檢測儀(yi)表，并輔以(yi)便攜(xie)式檢測儀(yi)表進(jin)行數據(ju)(ju)確認，提(ti)高(gao)數據(ju)(ju)準確率。同時，使(shi)用(yong)(yong)便攜(xie)式負離(li)子(zi)檢測儀(yi)對(dui)高(gao)能離(li)子(zi)設(she)備(bei)產生離(li)子(zi)量進(jin)行檢測，作為(wei)高(gao)能離(li)子(zi)設(she)備(bei)運(yun)行參數。

3.1 試驗(yan)設備(bei)

①高能(neng)離(li)子(zi)、低溫(wen)等離(li)子(zi)及光(guang)催化(hua)氧(yang)化(hua)設(she)備均由(you)相關(guan)設(she)備廠家提供，可保證(zheng)1000m3／h臭氣處理量(liang)。

②硫化氫檢測(ce)(ce)(ce)儀(yi)表(biao)采(cai)用(yong)在(zai)線檢測(ce)(ce)(ce)儀(yi)表(biao)，檢測(ce)(ce)(ce)范(fan)圍(wei)為進氣0～200ppm，出(chu)氣0～lOOppm，精度(du)等(deng)級為2％。

③高能(neng)離(li)子(zi)(zi)設(she)備產(chan)生(sheng)離(li)子(zi)(zi)量：由于(yu)現場檢測條件限制(zhi)，無法檢測單位時間內(nei)產(chan)生(sheng)離(li)子(zi)(zi)量，因此以通過(guo)離(li)子(zi)(zi)檢測儀檢測離(li)子(zi)(zi)濃(nong)度方式代替。經檢測，單根離(li)子(zi)(zi)管可產(chan)生(sheng)30萬ions／cm3離(li)子(zi)(zi)濃(nong)度(測距為距離(li)離(li)子(zi)(zi)管5cm)，實(shi)驗(yan)中使用(yong)5根離(li)子(zi)(zi)管。

3.2  試驗(yan)條件

經檢測，由(you)水(shui)廠預(yu)處理段收(shou)集的進(jin)(jin)氣(qi)硫化(hua)氫(qing)平均(jun)濃度為(wei)15～20ppm。臭氣(qi)風(feng)量及新風(feng)風(feng)量通過風(feng)閥均(jun)控制在(zai)300m3／h左右(you)。為(wei)確保實(shi)驗效(xiao)果，避(bi)免因設備啟停對(dui)檢測數(shu)據(ju)造成影響，實(shi)驗數(shu)據(ju)收(shou)集均(jun)在(zai)系統開啟5min后(hou)，且硫化(hua)氫(qing)進(jin)(jin)氣(qi)讀數(shu)穩定情況下進(jin)(jin)行。數(shu)據(ju)收(shou)集方法(fa)為(wei)每(mei)30s讀取進(jin)(jin)出氣(qi)硫化(hua)氫(qing)濃度，收(shou)集5min共10組數(shu)據(ju)，通過計算進(jin)(jin)氣(qi)、出氣(qi)硫化(hua)氫(qing)濃度差值(zhi)得出去除率(lv)，并(bing)以其平均(jun)值(zhi)作為(wei)比較數(shu)據(ju)。

四試驗(yan)結果

4.1 高(gao)能(neng)離子去除(chu)硫化氫效率

本(ben)階段實驗僅開啟高能離子設備，在(zai)控制(zhi)臭氣(qi)氣(qi)量：新(xin)風氣(qi)量為l：l條(tiao)件下進行(xing)，并(bing)在(zai)系(xi)統穩定運(yun)行(xing)后讀取(qu)硫化(hua)氫(qing)濃(nong)度數據(ju)。在(zai)收集并(bing)整理氣(qi)體(ti)停留(liu)時間(jian)1s及4s條(tiao)件下的(de)實驗數據(ju)后，結果如表1。

表1   高能(neng)離子(zi)處理臭氣在不同的滯(zhi)留時間處理效率對比

由結果可知，在系統穩定運行的前(qian)提下，增加臭氣停留時間(jian)后，由于(yu)反應時間(jian)增加，故平(ping)均硫化(hua)氫去除率有所提高(gao)。相對于1s臭氣停(ting)留時間，4s停(ting)留時間可以帶來更高(gao)的硫化氫(qing)去除(chu)率，在后續階(jie)段實(shi)驗中作為運行參數使(shi)用。但因為離(li)子(zi)發生總量(liang)不(bu)足、硫化氫進(jin)氣濃(nong)度不穩定等原(yuan)因，實際硫化氫去除效果(guo)并不(bu)理想，在實(shi)際運用(yong)中如單獨使用(yong)高(gao)能(neng)離子除臭工藝，可考慮使用(yong)能(neng)夠產生更大離子濃度的高(gao)能(neng)離子設(she)備(bei)，或通過提高(gao)新風(feng)風(feng)量，增(zeng)加氣體停留時(shi)間(jian)等方法提高(gao)除臭效果(guo)。

4.2高(gao)能(neng)離子(zi)和其(qi)他(ta)工藝組合去除硫化氫效(xiao)率

目前(qian)市場(chang)上(shang)已有部分(fen)廠(chang)家采(cai)取(qu)高(gao)能(neng)離(li)子(zi)法組合(he)光催(cui)化(hua)氧化(hua)或低溫等(deng)離(li)子(zi)法除臭(chou)，本階段實(shi)(shi)驗對相關工藝組合(he)實(shi)(shi)際運(yun)行情況進行測試，了解其除臭(chou)效果。實(shi)(shi)驗采(cai)用與(yu)高(gao)能(neng)離(li)子(zi)實(shi)(shi)驗相同(tong)運(yun)行條(tiao)件，在(zai)開啟(qi)(qi)高(gao)能(neng)離(li)子(zi)設備同(tong)時，開啟(qi)(qi)光催(cui)化(hua)氧化(hua)或低溫等(deng)離(li)子(zi)設備，并在(zai)系(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)后(hou)讀取(qu)硫化(hua)氫濃(nong)度數據(ju)，進行對比后(hou)結果如表2。

表2  組(zu)合(he)工藝(yi)處理(li)臭氣在不(bu)同的滯留時間(jian)處理(li)效率對(dui)比

從試驗結果來看，對比(bi)單(dan)獨使(shi)用(yong)高(gao)能(neng)離子除臭工藝，在相同實驗條(tiao)件(jian)下，組合工藝較單(dan)獨使(shi)用(yong)高(gao)能(neng)離子法均(jun)能(neng)有效提升硫(liu)化氫(qing)去(qu)除(chu)率(lv)，其(qi)中(zhong)以4s氣(qi)體(ti)停留時間條件下高能離子+光催化氧化工藝組合提升硫化氫去(qu)除率大。然而(er)從結果來(lai)看，使用單項組合工藝時，排氣口檢測硫化氫濃度依(yi)然(ran)在3一5ppm之間。因此(ci)，在實際項(xiang)目(mu)中，如需進(jin)一步提高(gao)臭(chou)氣去除效果，可考慮提高(gao)離子(zi)濃(nong)度(du)，增加(jia)氣體停(ting)留時間等方式。

4.3 三種工藝組合一起處理硫化氫效

前期(qi)試驗(yan)認(ren)為光(guang)催化氧化與(yu)低溫(wen)等離(li)(li)子工藝(yi)組合(he)可以(yi)解決在單獨使(shi)用相關工藝(yi)時可能產生(sheng)的問題，提(ti)高處理效率(lv)。本階段研究對三種工藝(yi)組合(he)實際運行(xing)情況進行(xing)測試，驗(yan)證前期(qi)推論。實驗(yan)在相同(tong)條件下(xia)，同(tong)時開啟(qi)光(guang)催化氧化設備(bei)(bei)、低溫(wen)等離(li)(li)子設備(bei)(bei)及(ji)高能離(li)(li)子設備(bei)(bei)，并在系(xi)統穩定后讀取硫化氫濃度數(shu)據(ju)，進行(xing)對比后結果如表3。

表3 高(gao)能離(li)子+低溫等離(li)子+光催化(hua)氧化(hua)組合(he)工藝處理臭氣在不同的滯留(liu)時間處理效率對比

從實(shi)驗結果來看(kan)，三(san)種工藝(yi)組合已充分滿足在(zai)實(shi)驗條件下的(de)硫(liu)化(hua)氫去(qu)(qu)除(chu)要求(qiu)，在氣體(ti)停留時間(jian)4s時達到平均(jun)去(qu)(qu)除(chu)率99％以(yi)(yi)上。對比單獨使(shi)用高能離子(zi)(zi)工藝，以(yi)(yi)及與低溫等離子(zi)(zi)或光催(cui)化(hua)氧化(hua)工藝單獨組合，三(san)種工藝組合對硫(liu)化(hua)氫去(qu)除率有著顯著的提(ti)升。

五結果

在相(xiang)同實驗條件下(xia)，使用(yong)(yong)單項組合工(gong)藝(yi)(yi)(與光催或低(di)溫等離(li)(li)子(zi)組合)得到(dao)的硫(liu)化氫(qing)去除(chu)(chu)率明顯好于(yu)單獨(du)使用(yong)(yong)高能離(li)(li)子(zi)工(gong)藝(yi)(yi)，但(dan)由于(yu)氣(qi)體反應時間等限制，其硫(liu)化氫(qing)去除(chu)(chu)率仍有提(ti)升空間。其中，使用(yong)(yong)高能／光催組合效(xiao)果要優(you)于(yu)高能／低(di)溫組合效(xiao)果。

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                 不同停(ting)留時(shi)間下幾種工藝(yi)組(zu)合方式(shi)硫化氫去除率(lv)對比