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        病死動物無害化項目廢氣收集與處理工藝分析

        2020-09-06 13:22:45孫文花
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2020年11期

        孫文花

        摘 要:病死動物無害化處理關(guān)乎動物防疫、畜牧業(yè)發(fā)展等,一直受到高度重視。近些年,國家投入了一定的資金建設(shè)病死動物無害化項目,取得了不小的成就。病死動物無害化項目運行期間,廢氣收集與處理一直是重要工作,主要是因為此類項目會產(chǎn)生大量的惡臭氣體,如果不加以處理,會給環(huán)境帶來巨大破壞。該文以某市病死動物無害化項目為例,主要圍繞廢氣收集與處理工藝展開研究,分析了廢氣收集設(shè)計優(yōu)化方案,探討廢氣處理工藝并評價處理效果,希望能為類似項目提供參考借鑒。

        關(guān)鍵詞:病死動物無害化;廢氣收集;廢氣處理工藝;高效洗滌塔;惡臭物質(zhì)

        中圖分類號:X701文獻標(biāo)志碼: A

        0 引言

        隨著科技水平的不斷提升,涌現(xiàn)出大批先進的廢氣處理方法,適用于不同領(lǐng)域,其中比較常見的處理方法包括藥液吸收法、生物濾池脫臭法、洗滌式活性污泥脫臭法以及催化氧化法等,這些方法各有優(yōu)缺點,需要結(jié)合實際情況做出選擇。該文主要圍繞病死動物無害化項目展開研究,由于無害化處理工藝較為復(fù)雜,需要使用多種收集方法,包括區(qū)域定點、空間負(fù)壓等,可有效收集項目不同階段產(chǎn)生的廢氣,然后再做針對性處理。

        1 項目概況

        某市針對病死動物無害處理中心產(chǎn)生的廢氣做收集處理,無害化處理中心運行過程中,車間會產(chǎn)生大量的廢氣,包括臭氣、粉塵等物質(zhì)。由于處理中心采用高溫工藝,產(chǎn)生的廢氣溫度較高,可以達到90℃,增加了廢氣處理難度。設(shè)計廢氣處理工藝路線時,先明確廢氣的來源及特點,選擇最適合的廢氣收集方式,展開合理的設(shè)計,采購專業(yè)廢氣處理設(shè)備,確保處理后的廢氣可以達到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554—93)要求。

        2 廢氣收集設(shè)計優(yōu)化

        2.1 廢氣來源及特點

        設(shè)計廢氣收集工藝時首先要了解廢氣的來源,根據(jù)實際情況確定設(shè)計風(fēng)量為50 000 m3/h,廢氣來源于病死豬腐化發(fā)出大量的惡臭氣體,在卸料區(qū)、預(yù)破碎、檢修口、卸料口等位置出現(xiàn)大量廢氣,需要采取適合的收集方式。

        了解廢氣的特點,主要有以下4點。1)極度惡臭物質(zhì)經(jīng)過細(xì)菌脫羧后產(chǎn)生其他物質(zhì),包括硫化氫、氨、硫醇、低級脂肪酸、胺類物質(zhì)等。2)不同階段產(chǎn)生不同的惡臭氣體,在倉儲及破碎階段、化制階段、包裝階段、濾油階段等階段產(chǎn)生的氣體都有所不同。3)廢氣呈現(xiàn)點源分散的狀態(tài)。4)廢氣收集處理裝置間歇運行[1]。

        2.2 廢氣收集方式與設(shè)計實現(xiàn)

        該項目選擇了4種收集方式,分別為區(qū)域定點、空間負(fù)壓、上下立體及新風(fēng)流向。

        確定廢氣收集方式后,展開對廢氣收集工藝的設(shè)計,項目日處理量約為30 t,最大處理能力為90 t,在滿足日常處理需求的基礎(chǔ)上留有一定余量,廢氣收集設(shè)計如下。

        2.2.1 點源收集部分

        采取負(fù)壓收集的方式,主要用于收集破碎及原料筒倉產(chǎn)生的廢氣,將收集電位設(shè)置在筒倉內(nèi),該區(qū)域廢氣濃度最高,主要是病死動物腐化產(chǎn)生大量的臭氣體,又經(jīng)過細(xì)菌分解,選擇地下500 m處社會收集點位,同時將設(shè)計風(fēng)量提升至2 000 m3/h,保持原料筒倉的負(fù)壓,避免出現(xiàn)泄漏。

        2.2.2 破碎車間收集

        將冷凍動物放入料倉內(nèi),開始逐漸升高溫度,這時候細(xì)菌進入活躍的狀態(tài),大量揮發(fā)臭氣,這些臭氣分子量超過空氣,為此要設(shè)置地面收集口,立面設(shè)置6 000 m3/h的收集口,中間設(shè)置3 000 m3/h的收集口。風(fēng)從進料門流入料倉,可以形成固定的流向,避免溢出廢氣。

        2.2.3 非冷凝氣體

        在化制路溫度提升到145℃~150℃時,就會開始加壓化制,廢氣進入泄壓口,出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象,而非冷凝氣體的流量和濃度更高,會產(chǎn)生一個瞬間的沖擊力,快速流入排放口,而收集點設(shè)置在車間的外側(cè),即使只泄露一點也會產(chǎn)生巨大的影響,為此選擇手動風(fēng)閥+電動風(fēng)閥的方案,風(fēng)量調(diào)節(jié)至6 000 m3/h,化制階段開啟泄壓后關(guān)閉。

        2.2.4 化制車間

        電源收集口必須設(shè)置手動風(fēng)閥,主要是用于調(diào)節(jié)風(fēng)量,可以設(shè)置喇叭口提升集氣的效率。風(fēng)管分為2個部分收集,其中下收集口要距離地面200 mm設(shè)置,格柵式收集口更適用于收集惡臭氣體,受熱氣體進入上收集口,設(shè)置風(fēng)閥裝置。

        2.2.5 風(fēng)機及運行設(shè)備

        由于該次凈化處理的廢氣有害物質(zhì)較多,設(shè)置多級凈化設(shè)備,為了保持風(fēng)壓均衡還設(shè)置了變頻風(fēng)機,每個端口設(shè)置一臺。運行期間所有風(fēng)機設(shè)備開啟,采取間歇式生產(chǎn)模式,日運行時間在4 h~8 h之間,條件允許可以開啟一臺風(fēng)機,保持較低的運轉(zhuǎn)風(fēng)量,可達到節(jié)能降耗的目的[2]。

        3 廢氣處理工藝

        收集大量廢氣后還要設(shè)計出合理的廢氣處理工藝路線,才能達到排放要求,減少廢氣污染問題。該項目采用多種廢氣處理工藝,包括生物濾池除臭工藝、堿洗工藝以及植物液洗滌工藝等。

        3.1 工藝原理

        由于廢氣成分復(fù)雜,要采用多種處理工藝,下面闡述廢氣處理工藝原理。1)兩級堿洗處理工藝。收集廢氣后,廢氣首先進入兩級堿洗塔,該環(huán)節(jié)工藝原理較為簡單,主要是利用堿洗塔去除酸性及可溶性氣體[3]。2)兩級植物萃取液活性洗滌吸收工藝。堿洗結(jié)束后,廢氣進入兩級植物液高效洗滌塔,其中首段液體采用水膜噴淋的方式,使二級植物萃取液可以回流,充分發(fā)揮液體的吸收能力。植物液吸收的同時,還要利用微波UV消毒活化,這樣可以提高液體臭氣吸收效率,二級植物液為了吸收更多的微量物質(zhì),采取氣相霧化收集的方式,完成氣霧分流后,回流到一級吸收段,可以達到一個反復(fù)吸收的效果,充分利用萃取液。3)生物濾池法除臭工藝。通過堿洗、植物液吸收等處理工序后,廢氣仍然存在很多惡臭物質(zhì),因此設(shè)置生物濾池,從裝置底部進入除臭塔內(nèi)部,可以利用微生物分解惡臭物質(zhì),廢氣接觸到受散水后會被水膜附著溶解,逐漸被吸收利用,經(jīng)過該工藝后,廢氣基本沒有明顯的異味。

        3.2 計算分析

        廢氣處理的設(shè)計風(fēng)量為50 000 m3/h,根據(jù)處理需求選擇1套廢氣處理設(shè)備,其中包括2級堿洗塔+2級高活化生物廢氣凈化塔+生物除臭氣體,該套設(shè)備完全可以滿足廢氣處理需求。根據(jù)廢氣處理需求選型,堿洗塔型號為QF-X500,高活化生物廢氣凈化塔型號為QF-Q500,生物除臭系統(tǒng)型號為QF-BD50000。廢氣處理系統(tǒng)正常運行時需要大量的除味劑,按照1 h計算,除味劑用于凈化塔,共計兩套設(shè)備,單臺設(shè)備每小時用量為0.45 kg,2套凈化塔每小時用量為0.90 kg,設(shè)備運行期間按照該標(biāo)準(zhǔn)投入除味劑,同時還要注意現(xiàn)場調(diào)試情況,可以適當(dāng)增減用量,不需要嚴(yán)格按照數(shù)值執(zhí)行。

        該項目要求達到一級排放標(biāo)準(zhǔn),為了測試除臭效果,選擇H2S及NH3作為檢測指標(biāo),其中H2S日均值為0.017 kg/h,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家0.33 kg/h的排放標(biāo)準(zhǔn),NH3日均值為0.134 kg/h,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家4.9 kg/h的排放標(biāo)準(zhǔn)。

        3.3 裝置設(shè)計

        廢氣處理涉及多種凈化設(shè)備,要結(jié)合實際需求選擇適合的裝置進行合理的設(shè)計。

        兩級堿洗滌塔,洗滌塔是常用處理設(shè)備,利用噴嘴完成噴淋,達到氣液結(jié)合的目的,去除廢氣中的雜質(zhì),本次利用兩級堿洗滌塔去除酸性物質(zhì),也是廢氣凈化的第一道工序。利用臭氣風(fēng)機吸進廢氣,直接進入到兩級堿洗塔內(nèi)部,根據(jù)廢料處理需求選擇1套兩級堿洗塔,塔體尺寸為φ2.6×5.5m,材質(zhì)為玻璃鋼,功率為5.5 kW,風(fēng)阻在500 Pa以內(nèi)。

        兩級植物液高效洗滌塔屬于高科技專利產(chǎn)品,開發(fā)理念使節(jié)能環(huán)保,利用先進的廢氣凈化技術(shù),廢氣進入裝置以后會經(jīng)過多重植物液吸附,增加氣液接觸,高效去除各類物質(zhì),同時內(nèi)部還設(shè)置了無極紫外燈,設(shè)定為特定波長后可以分解有機氣體,同時可以促進廢氣表面羥基化,提高分子活性,使植物液吸收更多的廢氣分子,裝置還可以將植物液轉(zhuǎn)化為水霧形式,引發(fā)聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)移惡臭成分物質(zhì),廢氣經(jīng)過兩級堿洗滌塔后進入到高效洗滌塔。

        生物過濾除臭設(shè)備主要用于除臭,設(shè)置在兩級植物液高效洗滌塔后側(cè),過濾時不需要化學(xué)藥劑,耗費的能源相對更低,被廣泛運用到多家企業(yè)。廢氣進入到生物過濾除臭設(shè)備后會經(jīng)歷3個階段,分別為水溶滲透、生物吸收及生物降解,經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)分解惡臭物質(zhì)。經(jīng)過生物過濾除臭后,廢氣基本沒有明顯的異味。

        4 處理效果評價

        完成對病死動物無害化項目廢氣收集與處理工藝設(shè)計研究后,還要合理評價處理效果。展開試運行工作,安排專人檢測凈化設(shè)備,將排放氣體取樣送至第三方檢驗機構(gòu),發(fā)現(xiàn)硫化氫、氨、甲硫醚、臭氣濃度都達到95%以上的去除率。

        收集項目運行的各項數(shù)據(jù),參照《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554—93),發(fā)現(xiàn)項目試運行階段惡臭污染物排放值都達到標(biāo)準(zhǔn)要求并且去除率高到95%,完全滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),達到預(yù)計的廢氣排放要求,且設(shè)備運行正常,沒有出現(xiàn)故障,除臭凈化后排入大氣。同時還要檢測引風(fēng)機噪聲,結(jié)果符合GB12348—2008 《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》II類的要求,順利完成項目任務(wù)[4]。

        5 結(jié)語

        經(jīng)過一系列設(shè)計,最終完成對病死動物無害化項目廢氣的收集處理,深入研究了廢氣的來源及特點,聯(lián)合使用多種廢氣收集方式,結(jié)合不同環(huán)節(jié)的實際情況設(shè)計出多個收集口,通過變頻風(fēng)機調(diào)節(jié)收集效率,可以高效收集廢氣,不會出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象,接下來根據(jù)廢氣處理要求使用兩級堿洗滌塔、兩級植物液高效洗滌塔、生物過濾除臭設(shè)備等多種凈化設(shè)備,去除廢氣中的惡臭污染物質(zhì),后續(xù)將樣品送至第三方機構(gòu)檢驗,完全符合國家要求,經(jīng)過多道工序后排放到高空。

        參考文獻

        [1]于小川,周靈芝,劉洪明,等.病死和病害動物無害化處理方法探討[J].中國動物檢疫,2018,v.35;No.296(1):21-23.

        [2]王偉偉.病死畜禽無害化處理現(xiàn)狀及對策分析[J].中國畜牧獸醫(yī)文摘,2018,34(4):49.

        [3]吳海燕.病死動物及產(chǎn)品的無害化處理[J].畜牧獸醫(yī)科技信息,2018,No.493(1):27-28.

        [4]趙德豐,劉升軍,漆亞芝,等.廣西興安縣病死動物無害化處理的現(xiàn)狀分析與對策建議[J].廣東畜牧獸醫(yī)科技,2019(5):28-29.

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