工業惡臭廢氣治理方案探討

葛維翰

（哈爾濱新海德智能環境工程有限公司 黑龍江哈爾濱 150000）

工業惡臭廢氣治理方案探討

葛維翰

（哈爾濱新海德智能環境工程有限公司 黑龍江哈爾濱 150000）

惡臭污染是大氣、水、廢棄物等物質中的異味通過空氣介質作用于人的嗅覺思維而感知的一種感知（嗅覺）污染[1]。 除硫化氫和氨外，這些惡臭物質大都為有機物，而且是揮發性有機物（VOCs）。

惡臭物質；靜電等離子技術；生物膜過濾技術；生物填料層

治理惡臭廢氣的核心技術是靜電等離子廢氣治理技術，輔助技術是酸堿洗滌技術和生物膜過濾技術，見圖1。

圖1 惡臭氣體治理流程結構示意圖

1 靜電等離子廢氣治理技術[1 ]

靜電等離子技術是靜電技術與等離子技術的完美結合的復合技術，將靜電技術的吸附和凝聚特性與等離子技術的荷電和裂解特性有機組合，形成了靜電等離子技術的四大技術優勢：荷電、裂解、吸附和凝聚，而廢氣的凈化就是這四種特性共同作用完成的。

為了方便靜電等離子技術在多種廢氣治理現場的應用，靜電等離子凈化機以單元體的形式出現，單元體的最大流量4000m3/h，功耗0.6 kW。

在進行大流量的廢氣治理時，根據廢氣的濃度和理化性質，合理進行單元體的串并聯。

2 酸堿洗滌技術

酸堿洗滌技術是在原有洗滌技術的基礎上，順序采用酸液和堿液進行兩次洗滌的洗滌技術。由于廢氣的成分中，堿性氣體的含量一般少于酸性氣體的含量，所以，在應用酸堿洗滌技術時，先經過酸液洗滌再進行堿液洗滌。

洗滌時，由于氣體的滯留時間有限，所以洗滌是吸收性質的工藝流程，采用弱酸和弱堿液，目的是將氣體中的酸性成份和堿性成份留在液體中，排出的難溶性有機廢氣交給靜電等離子技術處理。

3 生物膜過濾技術

填料層是由直徑小于2cm的PE防腐空心塑料球填充到方形或圓形容器中制成的。在小球填料上長著微生物，使表面形成一層生物膜，有機廢氣在與生物膜接觸時被吸附分解，達到祛除目的（生物膜法）。

填料層在使用時，確保填料內的小球充分被洗滌液淋濾，確保水膜充分覆蓋小球的內外表面。當廢氣通過填料層時，氣液兩相充分接觸，使廢氣中的親酸親堿的廢氣成份被充分吸收。廢氣通過速度控制在1m/s以下。

填料層內的空心小球只能做部分維護性更換，不能做全部更新，避免破壞生物膜。

4 惡臭廢氣治理流程

4.1 惡臭廢氣從洗滌罐的底部進入罐體，先經過酸液生物膜填料層洗滌，經過洗滌，惡臭廢氣中的堿性成份被吸收；

4.2 經過酸洗后的廢氣進入堿液生物膜填料層再次洗滌，除掉廢氣中的酸性成份；

4.3 經過洗滌罐洗滌后，惡臭廢氣的成份僅剩中性有機廢氣了，這些有機廢氣經過靜電等離子的裂解和強氧化，轉化為簡單的單質物質、二氧化碳和水等無機物；

4.4 將裂解氧化的氣體再一次進行酸洗和堿洗，徹底清除惡臭廢氣的組份，凈化廢氣。

5 三廢處理

本方案是一個惡臭廢氣治理方案，涉及由廢氣向廢水和固體廢棄物轉化的問題。在這些轉化過程中，需要杜絕或盡量減少二次污染。

在本系統正常運轉的情況下，存在兩個固廢產生的流程：

5.1 酸堿循環儲液箱需要根據液體的濁度定期進行循環過濾，過濾后產生的固態廢棄物送交廠內指定地點統一處理。

5.2 靜電等離子凈化設備的凈化電場需要定期清洗維護，清洗維護周期為1個月，清洗時采用金屬清洗劑溶液。清洗液循環使用，每隔半年對清洗液進行循環過濾澄清，過濾產生的固廢送交廠內指定地點統一處理。

5.3 耗材

系統的運行耗材主要有固態堿顆粒、固態酸顆粒、金屬清洗劑和液體濾筒。

6 案例分析

設計一套工業惡臭廢氣（如鑄造廢氣）治理裝置，廢氣流量為60000m3/h。要求廢氣治理后，同時滿足GBZ2.2《工作場所有害因素職業接觸限值》和GB14554-93《惡臭污染物排放標準》的相關標準，冬季實現室內循環、夏季外排。

6.1 罐體部分

采用PP聚丙烯材料作為罐體和管道的生產材料，PP管材色澤均勻、無毒無味、質輕、耐酸堿耐腐蝕、耐溫性能穩定、抗沖擊性好。

6.2 罐體截面積

罐體的截面積取決于氣流工作速度和氣體流量，在本案中，

氣體流量為60000m3/h、工作流速為1m/s，則罐體的填料工作面積為：

換算成直徑，則填料層的直徑為

填料層的邊緣龍骨為50mm，則填料的直徑為4.65m，所以罐體的內徑為4.65m。為了增強罐體的強度，選擇16mm厚的PP材料，則罐體的外徑為4.666m。

6.3 罐體有效高度

為了減少罐體的高度、減少罐體運行維護費用，設計時采用液體流轉箱的工作模式，罐體內不設液體存儲器。

6.3.1 進氣段

取管道內流速為25m/s，則：

管道截面積=60000/25/3600m2=0.667m2

管道直徑=2X(60000/25/3600m2/3.14)1/2=0.92m

考慮到連接件和空間冗余，取系數1.5調整進氣段高度，則進氣段高度為1.38m。

6.3.2 生物填料段

填料層的高度為300mm，兩個填料層的總高度為600mm，間隙為200mm，考慮連接件和空間冗余，設1.5調整系數，則填料段的高度為1.2m。

6.3.3 噴淋段

噴淋段管道高度為300mm，考慮連接件和空間冗余，設2.0調整系數，則噴淋段的高度為0.6m。

6.3.4 除霧層

除霧層安裝300mm高的除霧器，考慮除霧器的工作需要，調整系數選為2.5，則除霧層的高度為0.75m。

6.3.5 出氣段

出氣段的高度參照進氣段的高度，取1.38m。

根據（1）到（5）的數據，洗滌罐的高度為1.38m+1.2m+0.6m+ 0.75m+1.38m=5.31m。

酸堿洗滌疊加，洗滌罐的有效高度為10.62m。取系數1.2，則洗滌罐的實際高度為12.744m。

輔助循環箱有酸液循環箱和堿液循環箱兩個，設置內循環泵系統和罐體循環泵系統。輔助液體箱有兩個職能：其一是保證罐體的洗滌液循環；其二是對經過裂解和氧化的有機廢氣做進一步吸收。

洗滌罐的正常運行由系統的安全運行中央控制器控制，中央控制器不僅控制風機組、酸液循環泵和堿液循環泵，還根據循環液的PH值提示加酸和加堿。工作流程如圖2。

圖2 洗滌罐工作流程圖

6.4 靜電等離子凈化設備部分

系統流量為60000m3/h，為了實現高效的凈化結果，選擇3套8單元體組合模式。

6.5 風機部分

系統設置一次機組和二次機組，兩組風機選擇相同的參數。

系統流量為 60000m3/h，要求風機組的流量不低于60000m3/h。

罐體生物填料層的阻力為800pa、除霧器阻力為150pa、PP管道阻力500pa，則系統阻力為2X800pa+2X150pa+500pa=2400pa

那么一次風機組的全壓不低于2400pa。

考慮系統漏風補償問題，選擇補償系數為1.2，則風機參數應該不低于流量72000m3/h、全壓2880pa。

查風機參數手冊，最后選擇的風機型號為4-68型離心通風機，機號10C、轉數1120r/min、配用電機75-4KW-P、流量53434 m3/h～66388m3/h、全壓3207 pa～3040pa。

風機采用變頻調速控制，受控于中央控制器。

6.6 管道

系統的管道采用PP聚丙烯材料，氣流速度不超過25m/s。

管道截面積=60000/25/3600m2=0.667m2

管道內直徑=2X(60000/25/3600m2/3.14)1/2=0.92m

管道的壁厚選擇為10mm，則管道的計算尺寸為外徑0.921m。實際工作中，一般需要考慮漏風和加工工藝等相關問題，選擇補償系數為1.2，則管道外徑矯正為1.0052m，查表后確定主管道選擇DN1000。

6.7 中央控制器

系統的中央控制器是系統的神經中樞，負責整個系統的指揮調度工作。

6.7.1 系統開機

開機時，系統先開啟內循環泵和罐體循環泵；3分鐘后，開啟靜電等離子凈化機組；再過2分鐘系統風機進入正常工作狀態。

系統的循環泵采用周期性啟?？刂?，每個兩小時啟動一次，每次工作5分鐘。

6.7.2 系統關機

關機時，系統先關閉循環泵，5分鐘后系統風機停機。

6.7.3 報警提示

系統設置了多種報警提示功能：用電安全報警、水位報警、PH值報警、液體濁度報警、溫度報警、風速報警等，所有的信息數據都會顯示在液晶屏上。

7 結語

靜電等離子技術輔助洗滌技術治理工業惡臭廢氣有以下優勢：

系統對惡臭工業廢氣具有廣譜的治理功效，治理時不需要分析惡臭氣體的具體化學成份；

系統的能耗少，通過PLC可編程控制和變頻調速還可以減少能耗；

系統產生的固廢量少、易處理，沒有二次污染；

系統對惡臭物質進行酸堿雙重洗滌、多次生物過濾和靜電等離子氧化裂解，治理效率高，滿足環境要求。

[1]姜安璽,等.空氣污染控制.北京:化學工業出版社,2010.

[2]加藤龍夫,等.惡臭的儀器分析.北京:中國環境科學出版社,1992.

[3]哈爾濱新海德智能環境工程有限公司專利技術 (ZL2013 2 0101841.2).

[4]王純,張殿印.除塵設備手冊.北京：化學工業出版社，2009,6.

本方案提供了一套通用的惡臭異味治理裝置，針對惡臭異味的化學組分，從根本上治理惡臭廢氣污染。