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        生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理站臭氣處理研究

        2022-03-07 06:33:06
        關鍵詞:臭氣發(fā)電廠濾液

        王 敏

        (安吉縣安吉旺能再生資源利用有限公司,浙江 湖州 313301)

        現(xiàn)階段,我國市場經(jīng)濟正處于迅速發(fā)展的新時代背景下,人們生活水平明顯提升,隨著物質(zhì)的極大豐富,生活垃圾的數(shù)量卻逐漸增加。因此,為了秉承節(jié)能、環(huán)保、綠色發(fā)展的觀念,生活垃圾焚燒發(fā)電廠建立得越來越多,其通過集中回收、合理燃燒生活垃圾而產(chǎn)生電能資源,以此驅(qū)動城市供、用電秩序長期良性運轉(zhuǎn)。但在此過程中,滲濾液處理站的臭氣問題愈發(fā)嚴重,亟須得到相關技術(shù)人員的關注,并推出科學、可行的措施辦法,將此問題有效解決。

        1 滲濾液處理站臭氣的來源及成分

        在生活垃圾焚燒發(fā)電廠內(nèi),滲濾液處理站所發(fā)散出的臭氣多來源于預處理間、污泥儲池、調(diào)節(jié)池以及污泥脫水系統(tǒng)這四個地點。依照化學成分的實質(zhì)屬性劃分,可將處理站臭氣含有的致臭物質(zhì)分為四大類:一是含氮化合物,即酰胺、三甲胺、氮等;二是烴類化合物,即芳香烴、烯烴、炔烴等[1];三是含硫化合物,即甲硫醇、噻吩、硫化氫等;四是含氧有機物,即酮、醇、有機酸等。

        2 滲濾液處理站臭氣的危害及特點

        2.1 臭氣的危害

        隨著滲濾液處理站運行散發(fā)出的大量臭氣,不僅對處理站內(nèi)部的金屬設施、管道、材料造成了嚴重的腐蝕影響,還會污染處理站及其周邊的自然環(huán)境,甚至會使站內(nèi)的工作人員及附近居民出現(xiàn)惡心、頭暈、等生理問題,以及煩躁、郁悶、氣憤等心理情緒,這會直接威脅人們的身心健康[2]。

        2.2 臭氣的特點

        滲濾液處理站的臭氣具有嗅閾值低、覆蓋面積廣、易揮發(fā)等突出特點,其久久不散,所以,需要通過科學去臭處理,抑制其生成、蔓延。

        3 臭氣處理的手段及效果

        3.1 臭氣處理的手段

        3.1.1 吸附法

        吸附法就是利用吸附劑,即多孔材料,積聚、凝縮臭氣內(nèi)含有的成分物質(zhì)于材料表層,促使臭氣組分互相割裂分離,繼而實現(xiàn)臭氣的單元凈化。當前,工業(yè)領域常用的吸附劑類型有:硅膠、沸石分子篩、活性炭等。目前,我國在化工領域迅猛發(fā)展,針對指定組分,實現(xiàn)了選擇性吸附的吸附材料創(chuàng)新研制。而吸附法憑借自身特有的高效凈化、高效分離等技術(shù)特性,在我國石油煉化、有機化工以及市政工程(污水處理廠、生活垃圾焚燒發(fā)電廠、垃圾填埋場)等領域中,成為了廣泛應用的臭氣凈化技術(shù)之一。

        3.1.2 吸收法

        吸收法是利用臭氣內(nèi)含有的組分物質(zhì)在不同吸收劑作用下的差異性溶解度,或使組分物質(zhì)與吸收劑活性物質(zhì)發(fā)生的化學反應,將臭氣中的致臭物質(zhì)、毒害物質(zhì)逐一提取分離、凈化純化。同樣,在我國工業(yè)領域廢氣治理工作中,吸收法也是臭氣處理的普遍應用方法之一,其能夠有效處理包含AN3、SO2等致臭物質(zhì)的臭氣。

        3.1.3 燃燒法

        燃燒法作為臭氣處理的實用性手段之一,主要是利用了臭氣內(nèi)含有的個別污染物具有燃燒氧化的性質(zhì)特點,再依靠高溫分解或氣化燃燒,促使有害物質(zhì)實時轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。該方法主要的化學反應就是燃燒氧化,其次為熱分解。其工藝不僅可以實現(xiàn)有機廢氣,如石油化工廠、溶劑工業(yè)等工業(yè)企業(yè)排放臭氣的處理,即有機氣溶膠等,也可以高質(zhì)量完成生活垃圾焚燒發(fā)電廠內(nèi)置滲濾液處理站的臭氣凈化處理。

        3.1.4 植物液去臭法

        植物液去臭的運作原理為:利用化學、物理等一系列反應作用,在臭氣發(fā)散的源頭處,就去除臭氣內(nèi)含有的凝膠體、水性液體。在實際應用中,可依照使用環(huán)境的差異性,對應選用相契合的植物液,合理稀釋后用于臭氣異味的去除[3]。其中,已完成稀釋處理的凈化植物液,還可以通過霧化設備、人工噴灑等措施,廣泛分散于滲濾液處理站的各個空間,或是直接噴灑在的臭氣發(fā)散源頭。且在植物液與臭氣氣體接觸后,則可承載氧化、中和、吸附、還原、催化等反應,以此實現(xiàn)臭氣的分解、去除。

        3.1.5 微生物去臭法

        微生物法去除臭氣主要是依靠微生物特有的生物化學特性,逐步分解臭氣污染物,將其降解為少害,或是無害物質(zhì)。在實際處理中,這些微生物能以各類有機物為基質(zhì),并利用其完成大規(guī)模的生長繁殖;然后應用多元化的轉(zhuǎn)化途徑,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)復雜,或大分子有機物的異化反應后,將臭氣分解氧化為CO2、H2O等無機物質(zhì)。同時,利用同化作用,以及呼吸作用伴生出的能量介質(zhì),給予微生物各個生物體繁殖增長的優(yōu)質(zhì)空間,也為生物體充分發(fā)揮自身處理有機物的作用功效進行了良好鋪墊。該方法具有環(huán)保、節(jié)能、安全、高效、綠色的優(yōu)勢特點,在我國滲濾液處理站臭氣處理中發(fā)揮出非常好的應用效果。

        3.1.6 等離子去臭法

        等離子去臭法是承載離子發(fā)生裝置,發(fā)射出大量高能的正離子、負離子,隨后其可在空氣環(huán)境中廣泛生成氧離子基因,并與臭氣中的有機揮發(fā)性分子進行接觸,再開放分子化學鍵,促進其分解成和。

        3.1.7 光催化氧氣法

        半導體材料為何具有光催化特點,或許是因為其的能帶結(jié)構(gòu)。且當能量超出,或等于禁帶寬度具有的光照射時,半導體表層則可隨之生成高活性的空穴電子對。光催化氧氣法是利用光生空穴的電子能力,且氧化性較強,可將其表層附著的分子逐一氧化為具備強氧化性的多樣自由基,最終將其降解為有機小分子、無機離子等安全無害的物質(zhì)。

        3.2 各種臭氣處理手段的缺點

        總結(jié)吸附、吸收、燃燒、光催化氧化的應用缺點,具體內(nèi)容詳見表1。

        表1 吸附、吸收、燃燒、光催化氧化的應用缺點

        4 滲濾液處理站臭氣凈化的方法及作用

        4.1 生物處理法

        生物處理法解決臭氣問題的化學原理為:在環(huán)境溫度、濕度適宜的空間中,微生物能廣泛吸收臭氣內(nèi)含有的有機物,并可將這些有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌桊B(yǎng)分,再依托自身代謝,持續(xù)進行新的各類代謝活動。在具體工藝流程中,依照屬性差異,可將生物處理法分為三類技術(shù)形式,即生物洗滌塔、生物濾池、生物滴濾池。

        4.1.1 生物洗滌塔

        生物洗滌塔的主要構(gòu)造包括:洗滌器、生物反應器,其中,生物反應器需具備活性污泥。其作業(yè)流程為:依靠洗滌器內(nèi)含有的噴霧柱設備,將海量微小顆粒以泵動力噴射于空氣流內(nèi),促使廢氣內(nèi)含有的污染物廣泛接觸填料表層中的水,并通過水實現(xiàn)污染物的吸收、轉(zhuǎn)移,并將其逐次轉(zhuǎn)化為液相,達成“傳質(zhì)”目標。在此期間,若水溶性較高,且污染物濃度較低的條件下,會較容易被吸引至反應器設備中;隨后,在反應器內(nèi),活性污染物內(nèi)的各類微生物逐一分解污染物,實現(xiàn)臭氣的淡化、清除處理。在實際應用中,由于生物洗滌塔的主體體積有限,能夠?qū)Ψ磻獥l件精準把控,所以,其處理效果較為優(yōu)異。然而,由于反應器裝置的運轉(zhuǎn)要求較高,且后續(xù)需定期養(yǎng)護,需有一定的經(jīng)濟成本作為支撐。因此,發(fā)電廠還需要根據(jù)自身的綜合實力,謹慎選用該技術(shù)完成臭氣處理。

        4.1.2 生物濾池

        分析生物濾池的基本特點為:由于液相、生物相的實際流動性較低,因此,僅需一個反應器用于支撐系統(tǒng)運轉(zhuǎn),其啟動、操作較為簡單便捷,又由于具有較為合理、科學的氣液接觸面,所以,操作成本的消耗較為有限,成為了我國處理有機污染物的常用手段之一。在滲濾液處理站的臭氣處理中,使用該技術(shù)能高效分解NH3、H2S、甲乙酮、甲苯等致臭物質(zhì)。

        4.1.3 生物滴濾池

        該技術(shù)可定義為生物洗滌塔與生物濾池技術(shù)的“集合體”,也是由反應器實現(xiàn)吸收、降解臭氣內(nèi)的污染物,并利用塑料、木炭、聚丙烯顆粒、粗砂礫、陶瓷等惰性填料,支撐生物成長,并進行大液滴的充填。由于生物滴濾池的空隙率較高,且阻力小、使用年限長,能夠?qū)⒖扇苄缘臒o機營養(yǎng)液以均勻的形態(tài)噴灑于塔的填料中,促使液體自然下流,隨即通過塔底逐一排出,進行再循環(huán)。在實際應用中,臭氣可從塔底部位進入滴濾池,在陸續(xù)上升中廣泛接觸濕生物膜,隨之被凈化,然后再由塔頂排出。

        4.2 蓄熱式催化燃燒法

        蓄熱催化燃燒法包括了蓄熱熱力焚燒爐(RTO)與催化燃燒設備(RCO),是當下VOCs揮發(fā)性有機物臭氣處理的核心工藝,該方法具有凈化率高、燃燒能耗有限、適應性強、能量回收率高、反應溫度低等突出特點,且對自然環(huán)境無污染,常被用于高濃度臭氣的處理中。其中,RCO能夠?qū)⒋呋瘎┕潭ㄓ谛顭岵牧享攲硬课?,隨之開展臭氣純化處理;而RTO則為蓄熱材料的載體,支撐臭氣處理過程穩(wěn)定推進。分析兩者的優(yōu)缺點,RCO雖然造價低廉,但需要定期維護、補充催化劑,且只能夠在高濃度臭氣的處理中發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,欠缺對低濃度臭氣的處理實效;而RTO的運轉(zhuǎn)不需大量成本費用,但其本身造價昂貴,其優(yōu)勢在于臭氣處理成效較強[4]。從實踐角度的分析,該技術(shù)的合理操作能夠促使加熱爐的能效轉(zhuǎn)化率明顯提高,尤其是可科學運用高爐煤氣等低熱燃料,并且,能夠抑制污染物排放,節(jié)省資源。因此,該技術(shù)可有效驅(qū)動加熱爐中的爐氣進行良性循環(huán),加強溫度場,優(yōu)化加熱效果。

        4.3 等離子低溫催化氧氣法

        等離子低溫催化氧氣法的正當應用,能夠生成大量活性光子、離子、電子、激發(fā)態(tài)粒子等物質(zhì),并促使其與氣體分子進行交互碰撞,隨之產(chǎn)生O3、HO2、OH等。且在有機分子大量碰撞高能電子的過程中,可隨即激發(fā)、破壞原子鍵,使其形成基團,或是原子小碎片;隨后,O3、HO2、OH等將與自由基、原子、官能團、有機分子產(chǎn)生系列反應,將有機分子逐漸氧化、降解為H2O、CO、CO2。在實際應用中,該方法能夠在高濃度、高毒害的臭氣處理中發(fā)揮特效,且操作簡便。但同樣存在不可忽視的缺陷弊端,即可衍生出大量臭氧,無益于能源利用。因此,發(fā)電廠還需實際情況采用該技術(shù)。

        4.4 多孔材質(zhì)吸附廢氣法

        多孔材質(zhì)吸附廢氣法主要運用了多孔,且具有吸附性的活性炭、無燃煤、硅浴土等物質(zhì),并利用這些物質(zhì)吸引有機氣體分子,將其吸附于這些物質(zhì)的表面,以此實現(xiàn)臭氣的凈化。目前,該方法在我國發(fā)電廠處理臭氣中的應用較為廣泛,其具有操作簡便、設備維護壓力小、處理效率高等優(yōu)點。然而,該方法也存在吸附劑飽和點控制困難、吸附劑容量小等明顯缺點。

        5 各類處理方法的應用效果比較

        各類臭氣處理方法的適用范圍、操作原理以及優(yōu)缺點,詳見表2。

        表2 各類臭氣處理方法的綜合比較

        (1)在應用生物處理法時,要先將臭氣的溫度、濕度及內(nèi)含灰塵進行預處理,在此完畢后,再將氣體由氣相動態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔⑸?水”的特殊混合相,然后利用過濾材料中的微生物進行降解,以此實現(xiàn)去除臭氣的目的。該方法作為當前臭氣處理領域中較為成熟、完善的技術(shù)之一,也是我國各地生活垃圾焚燒發(fā)電廠處理滲濾液處理站臭氣的常用技術(shù)。同時,在技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動下,該技術(shù)還被應用到了發(fā)電廠的土壤去臭、堆肥去臭、泥炭去臭等工作中。雖然該技術(shù)的處理成本消耗較為有限,但處理面積較大,且為了保持微生物活力,這些微生物填料還需定期更換,而成本耗用量也隨之提升,再加上微生物去臭過程的變化發(fā)展難以有效把控,在其長期運行后必然會衍生出一些不良現(xiàn)象,因此,該方法的應用價值就會受到一定限制。此外,該技術(shù)也不適用于不可生物降解、疏水性的致臭物質(zhì)處理作業(yè),所以,發(fā)電廠在選擇該技術(shù)時一定要全方位考量。

        (2)蓄熱式催化燃燒法可用于存在少量可燃氣體且濃度高的臭氣處理中,可獲得較為優(yōu)質(zhì)的作業(yè)效果,即凈化效率較強[5]。但在實際處理中,當臭氣實現(xiàn)完全燃燒氧化分解后,較易對滲濾液處理站現(xiàn)有的金屬設備產(chǎn)生腐蝕作用。且該技術(shù)的操作成本消耗較大,發(fā)電廠還需謹慎應用。

        (3)等離子低溫催化氧氣法具有較強的電子能量,能夠與存在氣味的諸多氣體分子產(chǎn)生化學反應,從而高效達成高濃度、高毒害臭氣的處理目標。該方法的優(yōu)勢在于設備響應快,但設備、系統(tǒng)的安裝、維護具有復雜性,需消耗較多的成本費用,因此,在實踐應用中發(fā)電廠還需深度思量。

        (4)發(fā)電廠在處理凈化要求嚴苛、臭氣濃度低的惡臭氣體時,可應用多孔材質(zhì)吸附廢氣,實現(xiàn)臭氣凈化。該方法是依靠吸附劑獨有的吸附特性、功能,將臭氣惡臭物質(zhì)從氣相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔?,以此達成臭氣去除目的[6]。在實踐中,科學運用這種方法,能夠?qū)Χ喾N臭氣進行處理,并會獲得較為優(yōu)質(zhì)的凈化效果。然而,因為吸附劑的購置價格較為昂貴,且再生性不強,因此,該方法不具備可觀的性價比。同時,該方法對臭氣的含塵量及溫度的要求較高,需在低溫、低含塵量的臭氣處理中進行,才可保證處理質(zhì)量。

        6 結(jié)語

        綜上所述,為了多方位發(fā)揮生活垃圾焚燒發(fā)電廠的運行作用,要統(tǒng)一回收生活垃圾,并將其予以集中燃燒,獲取電能資源,以此確保城市供電,用電秩序長期有序、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。當前,相關技術(shù)人員應著眼實際,精準解決生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理站的臭氣問題,防止臭氣對廠內(nèi)工作人員以及周邊居民的身心健康帶來負面影響。因此,在實際工作中,相關技術(shù)人員要探究滲濾液處理站產(chǎn)生臭氣的原因及其特點,全面了解臭氣衍生出的危害影響,要正確、科學掌握各類臭氣的處理方法,從而全面提高滲濾液處理站的臭氣處理實效。在此基礎上,還要增強生活垃圾焚燒發(fā)電廠的社會服務品質(zhì),努力為社會大眾建造舒適、安全的優(yōu)質(zhì)生存空間,促進城市的可持續(xù)發(fā)展。

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