實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施廢氣處理設(shè)備工藝選擇

刁瑞國(guó) 張文明 李 娜

(1. 北京明康凈化科技有限公司，北京 102609)(2. 北京華阜康生物科技有限公司，北京 102200)(3. 北京大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，北京 100871)

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施是飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的場(chǎng)所，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物每時(shí)每刻都要向周圍環(huán)境排放大量的廢氣。這些廢氣主要是動(dòng)物正常代謝所產(chǎn)生的氨、硫化氫等多種臭味氣體，其中臭氣閾值產(chǎn)生主要以氨和硫化氫為主。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及國(guó)家對(duì)廢氣排放的監(jiān)管力度加大，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施排風(fēng)口增加除臭設(shè)備勢(shì)在必行。

除臭的方法有很多，目前最常用的是利用比表面積大的活性炭等吸附材料進(jìn)行的吸附除臭。該方法雖具有除臭效果好的優(yōu)點(diǎn)，但由于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的排風(fēng)量較大且長(zhǎng)年運(yùn)行，使得活性炭吸附裝置的吸附性能很快降低而失去除臭能力，因而就需要不斷再生或更新，成本顯然較高。在實(shí)際應(yīng)用中，由于受再生或更換的成本較高、操作不便等限制，不少設(shè)施在初期安裝之后便很少再生或更新，其除臭性能便無(wú)法得到保障。而且，隨著被吸附物質(zhì)的不斷增多，活性炭固定床對(duì)排風(fēng)系統(tǒng)的阻力也不斷增大，在不斷降低排風(fēng)效率的同時(shí)，也不斷增加排風(fēng)機(jī)的能耗。為解決困擾實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施排放氣體影響環(huán)境問(wèn)題，探討使用一種可持續(xù)的高效除臭方法，達(dá)到降低運(yùn)行成本又方便操作目的。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1廢氣處理設(shè)備：處理風(fēng)量10 000 m3/h光氧化等離子除臭一體機(jī)一臺(tái)[1]，光氧化段內(nèi)部紫外燈管40只，內(nèi)涂二氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎2]，以提高反應(yīng)效果，電壓：220 V，功率：6 kW; 等離子除臭段功率2 kW，處理風(fēng)量10 000 m3/h;噴淋除臭設(shè)備一臺(tái)[3]，內(nèi)部為進(jìn)風(fēng)口、噴淋層、除霧層、出風(fēng)口，電壓：380 V，功率：1.5 kW，外接自來(lái)水、設(shè)備排水排入污水井；配置次氯酸鈉發(fā)生器一臺(tái)，每小時(shí)產(chǎn)生次氯酸鈉200 g，電壓：220 V，功率1.0 kW，通過(guò)電解氯化鈉得到次氯酸鈉。除臭設(shè)備工藝流程布置如圖1所示。

1.1.2檢測(cè)依據(jù)及檢測(cè)儀器：依據(jù)GB/T 16157—1996固定污染源排放中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法，HJ 533—2009環(huán)境空氣和廢氣氨的測(cè)定納氏試劑分光光度法，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版 增補(bǔ)版)第五篇第四章 十，硫化氫的測(cè)定 亞甲基藍(lán)分光光度法。

圖1 除臭設(shè)備工藝流程Fig.1 The technological process of deodorizing equipment

檢測(cè)儀器：3072智能煙氣采樣器AE-641、AE-597；GH-60E型自動(dòng)煙塵、煙氣監(jiān)測(cè)儀AE-643、AE-644；DYM4-1型精密盒氣壓表AE-432；UV1800型紫外分光光度計(jì)AE-169等。

1.2 方法

為檢測(cè)各個(gè)功能段除臭效果，我們?cè)诠庋趸入x子一體機(jī)除臭設(shè)備前后及噴淋除臭功能段前后預(yù)留檢測(cè)口，分別按照以下幾種情況進(jìn)行檢測(cè)。

①關(guān)閉噴淋除臭設(shè)備，檢測(cè)光氧化等離子一體設(shè)備除臭效果。

②關(guān)閉光氧化等離子一體設(shè)備，在不加次氯酸鈉的運(yùn)行狀態(tài)下檢測(cè)噴淋除臭設(shè)備效果。

③關(guān)閉光氧化等離子一體設(shè)備，在投加次氯酸鈉的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)噴淋除臭設(shè)備效果。

④開(kāi)啟光氧化等離子一體設(shè)備、噴淋除臭設(shè)備，停止投加次氯酸鈉的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)除臭效果。

⑤開(kāi)啟光氧化等離子一體設(shè)備、噴淋除臭設(shè)備，并投加次氯酸鈉的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)除臭效果。

1.3 氨濃度檢測(cè)

為了驗(yàn)證設(shè)備的處理效果，在采樣前首先對(duì)該實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施排放口氨濃度進(jìn)行一周的氨濃度檢測(cè)，檢測(cè)儀器為手持式氣體檢測(cè)儀(gas detector)，型號(hào)：JA901，測(cè)量范圍：0～100 mg/m3。每天15:00進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，檢測(cè)7 d。

2 結(jié)果

2.1 除臭效果比較

不同除臭方式的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1～表5所列。通過(guò)檢測(cè)可知，光氧化等離子一體設(shè)備綜合的除臭效果約55%；水噴淋除臭設(shè)備綜合除臭效果約50%；水噴淋除臭與光氧化等離子一體設(shè)備綜合除臭效果約80%，除臭效果明顯；在水噴淋液中投加次氯酸鈉綜合除臭效果約80%，除臭效果也比較明顯。

表1 光氧化等離子一體設(shè)備除臭前后對(duì)比Table 1 The comparison of deodorization before and afterusing photooxidation plasma integrated equipment

表2 水噴淋設(shè)備除臭前后對(duì)比Table 2 The comparison of deodorization beforeand after using water spray equipment

表3 光氧化等離子一體設(shè)備與噴淋除臭組合前后對(duì)比Table 3 The comparison of deodorization beforeand after using the combination ofphotooxidation plasma and water spray

表4 水噴淋設(shè)備除臭中投加次氯酸鈉除臭效果前后對(duì)比Table 4 before and after adding sodium hypochloritein water spray equipment

表5 設(shè)備全開(kāi)狀態(tài)下除臭效果前后對(duì)比Table 5 The comparison of deodorization before andafter using the equipment in the fully open condition

2.2 氨濃度檢測(cè)結(jié)果

對(duì)動(dòng)物設(shè)施的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)查，該動(dòng)物設(shè)施每周更換一次墊料，星期四全部更換完畢。根據(jù)氨濃度變化曲線(圖2)，星期四氨濃度最低，星期一最高。因此，選擇在星期一上午氨濃度最高時(shí)進(jìn)行除臭設(shè)備效果采樣檢測(cè)，以驗(yàn)證設(shè)備的除臭效果。

圖2 氨濃度變化曲線Fig.2 The curve of ammonia concentration

3 討論

光氧化等離子一體除臭設(shè)備、噴淋除臭設(shè)備以及噴淋液中投加藥品均可以用作實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施排風(fēng)除臭，如果動(dòng)物設(shè)施排放濃度不高氣味較低，可選用一種除臭設(shè)備進(jìn)行除臭，如果濃度較高、氣味較大，可選用幾種除臭方式組合。

光氧化等離子一體除臭方式比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有水的排放，不存在除臭設(shè)備北方冬季防凍的問(wèn)題，但是存在比其他除臭方式耗電高，定期更換燈管的問(wèn)題。同時(shí)，如果除臭設(shè)備內(nèi)表面沒(méi)有二氧化鈦涂層作為催化劑，會(huì)降低其除臭效果。

采用噴淋方式除臭在設(shè)計(jì)時(shí)注意水與氣體的接觸時(shí)間，如果接觸時(shí)間短，則達(dá)不到預(yù)期的處理效果，同時(shí)也要注意排水問(wèn)題。另外，在北方的冬季天氣比較冷，也要注意給水管道和排水管道的防凍問(wèn)題。

本研究結(jié)果顯示上述幾種除臭方式，均能夠滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，但是在噴淋液中投加次氯酸鈉或噴淋除臭前增加光氧化等離子除臭裝置，去除實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施排風(fēng)的臭味效果明顯。噴淋液中加藥要根據(jù)廢氣中的濃度進(jìn)行合理投加，減少能源的浪費(fèi)。

作為使用動(dòng)物設(shè)施除臭用的次氯酸鈉發(fā)生器，建議設(shè)備選擇時(shí)，制備量大于使用量。一方面當(dāng)臭氣發(fā)生較大濃度變化時(shí)，可以安全達(dá)標(biāo)；另一方面也可以作為動(dòng)物設(shè)施日常消毒使用。