固废处理行业臭气治理方法及应用

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

曾梅艳

湖南省郴州市生态环境局嘉禾分局 湖南 嘉禾 424500

摘要

近年来,随着社会的快速发展和城市化进程的加速推进,固废处理行业成为重要的环保领域。然而,随着固废处理规模的不断扩大,臭气污染问题也日益凸显,成为困扰该行业的一大难题。臭气不仅给周边环境和居民的生活带来困扰,还对工作人员的健康构成潜在威胁。因此,臭气治理方法的研究和应用显得尤为重要。传统的臭气处理方法包括物理吸附、化学吸附、生物过滤等,这些方法在一定程度上能够降低臭气排放量,减少臭气对环境和人体的影响。然而,这些方法存在着处理效率不高、设备运营成本高等问题,难以满足日益严格的环境要求。基于此,本文首先介绍固废处理过程中臭气的产生机理以及污染特征,接着对固废处理行业中臭气治理方法进行研究,希望能对该问题的解决提供一定思路。


关键词

固废处理;臭气治理;方法;应用

正文


引言

臭气治理方法的研究和应用在过去几十年中取得了显著的进展。一方面,传统的物理、化学和生物方法被广泛应用于固废处理厂和垃圾填埋场。例如,通过使用活性炭吸附、化学氧化、生物滤池等技术,可以有效去除臭气中的硫化氢、氨气等有害物质。另一方面,随着技术的不断发展,新型的臭气治理方法也在不断涌现。例如,利用等离子体技术、催化氧化技术等方法可以高效地降解臭气中的有机物质,进一步提高臭气治理效果。臭气治理方法的应用不仅仅局限于固废处理行业,也逐渐扩展到了其他领域。例如,污水处理厂、化工厂、畜禽养殖场等行业也面临着臭气治理的问题。因此,不断探索和应用新的臭气治理方法,对于改善环境质量,保护人民健康具有重要意义。

1. 固废处理行业臭气产生机理

固废处理行业中产生的臭气是由于固废的分解和化学反应过程中释放出来的气体引起的,其产生机理如图1所示。这些气体通常包含了多种有机和无机物质,如硫化氢、氨气、甲硫醇等,它们具有强烈的刺激性气味,并且对环境和人体健康造成潜在风险。

固废处理行业臭气产生的机理可以从以下几个方面进行解释和分析:

生物降解:在垃圾填埋场和有机废物处理过程中,微生物会通过降解有机废物产生气体。这些微生物在缺氧环境下进行代谢活动,产生硫化氢、氨气等有机物质。同时,垃圾中的腐烂和发酵过程也会释放出恶臭气味。

化学反应:固废中的某些物质在处理过程中会发生化学反应,产生有害气体。例如,硫酸盐和硫酸氢盐与有机物质反应会产生硫化氢。氨气则可以通过氨水和尿素等化合物的分解产生[1]

气体挥发:一些固体废物中的化合物具有较高的挥发性,当这些废物暴露在空气中时,它们会挥发出来形成臭气。例如,化学品、溶剂和油脂等物质具有较高的挥发度,它们的挥发会导致臭气的产生。

温度和湿度:温度和湿度的变化也会影响臭气的产生。在高温和高湿度的环境下,微生物的生长和代谢活动增加,从而产生更多的气体。此外,高温还可以促进有机物质的分解和反应,加速气体的释放。

 

1 固废处理行业臭气产生机理

2. 固废处理行业臭气污染特征

固废处理行业臭气污染来源广泛。在固体废弃物焚烧、填埋、堆肥等过程中,由于废弃物的不同性质和组成,产生的气味种类繁多。例如,焚烧过程中排放的二恶英、苯系物质等有毒气体,填埋过程中产生的硫化氢、氨气等刺激性气体,都会导致臭气污染。

固废处理行业臭气污染具有扩散性强的特点。由于固废处理厂通常位于城市的边缘地带,周围环境相对较为开阔,加之风向的变化,臭气容易扩散到较远的地区。这就需要固废处理企业在规划厂址时,要充分考虑周围环境和居民的利益,尽量减少臭气扩散对居民生活的影响。

固废处理行业臭气污染对环境和人体健康造成潜在风险。一些固废处理过程中产生的有害气体,如苯系物质、重金属等,具有较强的毒性和致癌性。长期暴露在这些有害气体中,可能对工作人员和周围居民的健康产生不良影响,导致呼吸系统疾病、免疫系统紊乱等问题。因此,固废处理企业在生产过程中,必须加强气体监测和排放控制,降低臭气对环境和人体的损害。

固废处理行业臭气污染治理存在一定的技术难题。由于不同种类的固废在处理过程中产生的气味成分不同,因此有效治理臭气污染需要根据具体情况采取相应的措施。例如,在焚烧过程中可以采用高效的烟气净化技术,如除尘、脱硫、脱氮等;在填埋过程中可以采用覆盖物、抽风系统等措施。然而,臭气治理技术的研发和应用仍然面临一定的挑战,需要固废处理企业、科研机构和政府部门共同努力推进相关技术的发展[2]

3. 固废处理行业常见的臭气治理方法

3.1 离子除臭技术

离子除臭技术作为一种先进的臭气治理方法,具有高效、环保的特点,成为当前固废处理行业中广泛采用的解决方案。离子除臭技术主要通过利用离子氧化还原的原理,针对臭气排放口处的气体成分进行处理。具体措施如下:

离子吸附:该技术利用带电粒子(离子)的吸附作用,将污染气体中的臭味物质吸附到离子表面,从而达到净化空气的目的。离子吸附材料通常选用具有良好吸附性能的活性炭等材料,能够有效去除臭气中的有机化合物。

离子氧化:离子氧化是通过离子发生氧化还原反应,将臭气中的有机物质转化为无害的化合物。在氧化过程中,离子会产生较强的氧化能力,可迅速将有机物质氧化分解,降低臭气的含量和浓度。

离子中和:离子中和是通过引入相反电荷的离子进行反应,达到中和臭气中的有害物质并减少其活性。离子中和技术可有效去除硫化氢、氨气等具有刺激性气味的物质,使臭气得到有效控制。

离子析出:此技术主要应用于高浓度臭气的处理,通过高浓度臭气中的水蒸气与反应剂(例如NaOH溶液)发生反应,将臭气中的有机物质从气态转变为液态,以实现臭气的去除。该方法能够有效降低臭气的排放浓度和污染物的转移风险[3]

3.2 活性炭吸附技术

活性炭吸附技术通过利用活性炭材料的吸附特性,将空气中的有机物质和气态污染物捕获并去除,从而实现臭气的净化。活性炭具有高比表面积和丰富的孔隙结构,这使得它能够提供大量的吸附表面来接触臭气中的污染物。在活性炭吸附过程中,臭气通过与活性炭表面接触,有机物质被吸附到活性炭的孔隙中,从而在物理上将其从气相转移到固相。这种吸附机制能够高效地去除臭气中的有害物质,如挥发性有机化合物(VOCs)和硫化物等。活性炭吸附技术在固废处理行业的臭气治理中具有多项优势[4]。首先,活性炭具有良好的吸附能力,可以有效去除臭气中的有机物质和污染物,提高治理效果。其次,活性炭材料具有稳定性和可再生性,可以多次使用,减少资源浪费和成本开支。此外,活性炭吸附设备结构简单,操作维护方便,适用于各种规模的固废处理设施。然而,活性炭吸附技术也存在一些挑战和注意事项。首先,不同种类的污染物对活性炭的吸附能力各异,需要选择适合的活性炭材料来提高吸附效率。其次,活性炭饱和后需要进行再生或更换,以保持其吸附性能。此外,活性炭床层的设计和操作也需要注意,以确保充分接触和利用活性炭的吸附能力。

3.3 植物液除臭技术

植物液除臭技术的核心在于利用植物的生物活性物质对臭气进行吸附、分解和转化。所选择的植物需要具备良好的吸附能力和分解能力,常见的植物有茉莉花、薰衣草等。通过植物液对臭气进行处理,可以将其吸附到植物表面,并利用植物的生物酶等物质进行分解转化,从而达到除臭的效果。

植物液除臭技术的具体措施包括植物液的制备和应用。植物液的制备一般采用浸提的方法,将选用的植物放入特定溶剂中进行浸泡,使其活性物质溶解在溶剂中,形成植物液。制备好的植物液可以通过喷洒、喷淋等方式应用到固体废物的处理过程中。植物液与臭气接触后,通过吸附和分解作用,将臭气中的恶臭物质转化为无害的物质,达到除臭效果[5]

植物液除臭技术的应用还需要考虑处理过程和设备的合理设计。在固废处理行业中,通常会设置专门的除臭设备,如吸附装置、分解装置等,用于与植物液配合使用,提高除臭效果。同时,还要考虑植物液的喷洒方式、喷洒量和喷洒频率等因素,以确保除臭效果的稳定和持久。

3.4 生物除臭技术

生物除臭技术是利用微生物来降解或转化臭味物质的一种处理方法。它通过合理利用微生物的降解能力,将有机物质转化为无害的物质,从而达到除臭的目的。采用生物除臭技术时要注意以下几方面:

选择适宜的菌种:根据臭气成分的特点和浓度,选择合适的菌种进行降解。常见的菌种包括厌氧菌、好氧菌和嗜热菌等,它们具有不同的降解能力和适应性。

调节条件优化降解:调节温度、湿度、氧浓度、pH值等条件,为微生物的生长和降解提供良好的环境。通过科学合理地调节这些条件,可以促进微生物的代谢活性,提高降解效率。

添加辅助物质:为了增强微生物的降解能力,可以添加一些辅助物质,如有机物质、营养物质和微量元素等。这些物质可以促进微生物的生长繁殖,提高其降解活性,从而更有效地除臭。

合理设计反应器:针对不同的固废处理场所,设计合理的生物反应器是至关重要的。可以选择适合的反应器类型,如活性污泥法、厌氧消化池、生物滤床等,以确保微生物的稳定生长和降解效果。

定期监测与调整:在实际运行中,需要定期监测臭气浓度和降解效果,及时调整降解过程中的条件和措施。通过持续的监测和调整,可以保证生物除臭技术的稳定性和持久性。

3.5 催化燃烧与热力燃烧

催化燃烧是一种利用催化剂将有机废气转化为无害物质的方法。在这个过程中,有机废气首先进入催化燃烧装置,然后与催化剂接触。催化剂能够加速氧化反应的发生,使有机废气中的有害物质转化为二氧化碳和水。这种方法具有高效、节能和环保的特点。同时,催化剂的选择也非常重要,不同的有机物需要不同的催化剂来实现最佳的催化燃烧效果。

热力燃烧是通过高温氧化的方式将有机废气进行处理的方法。它利用高温将有机废气完全燃烧,使有害物质转化为无害物质。在热力燃烧过程中,有机废气被送入燃烧炉中,同时加入足够的氧气。在高温的作用下,有机废气中的有害物质会被完全燃烧,生成二氧化碳和水蒸气。这种方法具有高效、彻底和稳定的特点,适用于处理高浓度的有机废气。

在实际应用中,催化燃烧和热力燃烧方法常常会结合使用,以达到更好的治理效果。例如,先通过催化燃烧将有机废气中的大部分有害物质转化为无害物质,然后再进行热力燃烧,将剩余的有机物彻底燃烧。此外,为了确保臭气治理的效果,固废处理行业还需要采取一系列的辅助措施。首先是对臭气进行收集和处理,确保不会对周围环境造成污染。其次是对催化剂和燃烧设备进行定期维护和清洁,以保证其正常运行。同时,还需要进行监测和检测,及时发现和解决问题。

3.6 生物除臭反应器

生物除臭反应器是一种利用微生物降解有机物的技术,通过合理调控反应器内的环境条件,使有机废气经过反应器处理后能够达到无害化排放的目的。其主要原理是利用微生物代谢活动将有机污染物转化为无害的水和二氧化碳。生物除臭反应器的设计与运行需要考虑以下几个方面:

首先是反应器的选择和构建。生物除臭反应器主要包括生物滤床、生物膜等。生物滤床是一种常见的反应器类型,通过填充具有降解能力的物质,如纤维素、煤矸石等,提供生物附着面,并保持良好的通气性和湿度,以利于微生物的生长和代谢。生物膜是一种利用微生物在固体或多孔载体表面附着和生长的技术,通过形成膜状结构,提高微生物的活性和降解效率。

其次是合理的运行参数控制。生物除臭反应器的运行参数包括温度、湿度、气体流速、进气浓度等。不同种类的微生物对这些参数有不同的适应能力和降解效果。因此,在设计反应器和进行操作时,需要根据具体情况进行合理的参数控制,以保证微生物的正常生长和代谢。

此外,生物除臭反应器还需要定期维护和管理。定期清洗和更换填料、监测微生物群落的结构和功能等是保证反应器稳定运行和高效治理臭气的重要措施。同时,对于特定的有机废气成分,也可以添加适当的辅助材料,如活性炭、催化剂等,以提高除臭效果。

4.结束语

固废处理行业是环境保护的重要领域,臭气治理是其中关键的一环。随着社会发展和工业化进程的加快,固废产生量不断增加,而恶臭气味的排放对环境和人类健康造成了严重威胁。在臭气治理方面,固废处理行业广泛应用了物理、化学和生物等多种技术手段。通过装置的密闭封装以及高效的过滤系统,有效地防止了臭气的外泄。此外,利用活性炭吸附、催化氧化等技术,可将有害气体转化为无害物质,从根源上解决了恶臭问题。

 

参考文献

[1]张维凤.固废处理行业臭气治理技术及其应用[J].环境与发展,2020,32(04):124+127.

[2]易伟雄,程益锋,张斌.污水处理和固废处理行业臭气治理技术[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(08):153-154.

[3]杨国平.污水处理与固废处理行业臭气治理技术应用分析[J].节能,2019,38(07):126-128.

[4]杨彬.污水处理与固废处理行业臭气治理技术[J].资源节约与环保,2019(07):87+100.

[5]韦辉,孙磊,史会莹.固废处理行业臭气治理方法及应用探索[J].清洗世界,2022,38(12):102-104.

 

作者简介:曾梅艳(1974-)女,本科,工程师,籍贯,湖南省,嘉禾县,,主要从事环境监测等工作。


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