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生活垃圾转运站恶臭废气处理技术分析

2021-02-18王芳

科学与生活 2021年30期
关键词:处理技术

王芳

摘要:目前,生活垃圾转运站粉尘及恶臭环境污染问题已引起高度关注。垃圾转运站成熟的臭气处理技术主要包括物理法、物理化学法和生物法,生物脱臭法由于其恶臭去除率高,运行成本低,无二次污染,是一种具有较广应用前景的恶臭污染控制技术。中转站除尘除臭工艺包括: 负压化学和喷淋除尘除臭系统、负压生物和喷雾除尘除臭系统和环保型垃圾转运站除尘除臭系统。本文介绍了垃圾站转运站生产工艺及污染产生情况,重点描述运行过程中恶臭气体产生的来源、危害以及如何减少对周围环境的影响,介绍了物理吸附法、化学洗涤法、燃烧法、生物处理法等几种常见废气处理技术并加以比较,并且对转运站除臭技术及工艺分析,为垃圾转运站除尘除臭系统的有效处理提供理论参考和依据。

关键词:恶臭气体;废气排放;处理技术

城市建设发展速度快,城市垃圾的消纳处理矛盾也日益突出,垃圾转运站的建设不仅有利于垃圾集中、统一、规范和无害化处理,也有利于改善环境脏、乱、差现状,同时也满足人们对生活环境水平的提高。垃圾转运站的日常运行必定会对周围环境造成一定的影响,其中主要的影响为垃圾产生的恶臭气体。恶臭气体主要包括氨、硫化氢和甲硫醇、三甲胺等脂肪族类物质,其成分较为复杂,如何采取有效措施处理恶臭气体,是每一个垃圾转运站需要考虑的问题。

1 垃圾转运站工艺分析

现大部分垃圾转运站都是全自动化操作,主要使用上投料式转运站方式,垃圾收集车辆到达转运站后,将垃圾全部卸入投料坑中,在液压装置巨大的作用力下,将垃圾压实,压实后垃圾通过运输车辆拉运到填埋厂进行填埋,或去垃圾焚烧发电厂进行焚烧发电。垃圾转运站可实现零散垃圾的收集,减小垃圾体积,有效降低运输成本,是治理城市生活垃圾污染环境的必不可少的设施。具体工艺见如下流程图见图 1。

2 恶臭气体的主要来源

我国的城市生活垃圾可以分为可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。可回收垃圾主要包括一些废塑料、废纸等可回收利用的废物;有害垃圾主要是一些可能给人体或环境带来潜在风险的垃圾,例如废电池;厨余垃圾主要在家庭及饭店在做饭过程中产生的果皮、剩菜剩饭等。其中厨余垃圾是恶臭气体产生的主要来源。厨余垃圾主要是由有机成份组成的,尤其在夏天,大量堆积的厨余垃圾在高温作用下,经过发酵,CH4、H2S、NH4等具有刺激性气味的气体释放出来,对周边环境带来污染,给人体带来不适感。

影响厨余垃圾的发酵产生气味的因素有很多,例如温度、pH 值等。不同季节温度的变化是影响发酵的主要因素,夏天的气味要比冬天的气味重一些;不同地区饮食习惯不同,厨余垃圾的组成成份也會发生相应的变化,不同的组成成份,厨余垃圾的 pH 值也是不同的,不同菌种都有适宜生长的 pH 环境,研究发现,当 pH 值控制在 4.5 ~ 6.0 之间时,主要发生的是乙酸性发酵,在这样的环境下,厨余垃圾就会产生刺鼻的酸臭味,主要反应如下:

C6H12O6+ 2H2O → 2CH3COOH + 2CO2+ 4H2

3 恶臭气体的危害

恶臭气体挥发到车间空气中,不仅会对车间操作工造成影响,还会对还对周围的居民生活造成一定德影响。恶臭会使人嗅觉上的感到不适,如长期处于恶臭污染环境中的会使人产生厌食、失眠、记忆力下降、恶心、心情烦躁等功能性疾病,严重会使内分泌系统的分泌功能紊乱,影响机体的代谢活动。高浓度恶臭物质的突然袭击,有时会把人当场熏倒,

造成事故。所以,垃圾中转站的建设单位必须采取必要的措施以减少刺激性气体的排放,减少对周边环境的影响,降低不适感。

4 恶臭气体治理技术研究现状

目前国内的恶臭治技术可分为三类:物理吸收法、化学除臭法、尾气焚烧法。

4.1 物理吸收法

物理吸收法主要是采用活性炭、沸石等比表面积大的活性介质通过范德化力,将气体分子吸附在多孔介质的表面,使恶臭物质由气相转移至固相,达到去除臭味的目的。该工艺具有成本低、操作简单、吸附效果好、不存在二次污染,对高浓度臭气处理效率较低,适用于低浓度、低温度的恶臭气体,缺点是吸附介质只能一次性使用,无法再生,吸附完的介质大多采用焚烧的工艺进行处置。

4.2 化学除臭法

4.2.1 液体吸收法

化学吸收法是采用碱液、酸液等,将气体中带气味的无机类物质通过洗涤的方式去除,吸收的主要是像 NH3、H2S 等具有酸碱性的气体,其原理是酸碱中和反应,该方法适用于高浓度恶臭气体,并能够有针对性的处理某种恶臭气体,技术比较成熟,弊端是对中性的有机成份不能起到很好的吸收效果,未端还需连接其他的治理设施。

4.2.2 水洗法

生活垃圾产生的恶臭气体,很多成分可溶于水,水清洗法主要是利用恶臭气体的这种性质,使可溶于水的恶臭气体组分与水接触后溶于水,降低恶臭气体浓度,达到脱臭的目的。

4.2.3光氧催化除臭法

UV 光解除臭是在臭氧存在的环境下,采用特定波段的高能紫外线光束进行照射,在催化剂的作用下分解为 CO2和 H2O 的过程。对氨、乙酸丁酯、三甲胺、二硫化碳、二甲二硫、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、乙酸乙酯和苯乙烯、硫化物 H2S,VOC 类具有非常好的裂解效果。这种除臭方法具有效率高、无需填加吸附介质、去除种类多、设备占地面积小等优势。

4.2.4燃烧除臭法

燃烧除臭是最直接的除臭方法,废气收集后送入焚烧炉,将有机气体通过焚烧的方式生成 CO2和 H2O 后排放。该种除臭方法对有机成份具有很好的除臭效果,燃烧充分后对环境基本不会产生影响,对无机的H2S、NH4等需考虑废气中 H2S、NH4所占比例,如果比例很高的话还需在末端连接脱硫脱氮设备。燃烧除臭法具有耗能高、运行费用大、设备占地面积大的特点。

4.3 生物法

自然界中,有一部分微生物可利用恶臭物质作为营养物质,进行增长繁殖。一般生物法除臭过程:首先要筛选微生物,后将人工筛选的微生物固定在特定载体上,当收集的恶臭气体经过载体表面时,恶臭气体会被微生物捕获并消化掉,从而使有毒有害恶臭组分得到去除。

5转运站典型除尘除臭工艺分析

垃圾中转站除尘除臭是一项系统性的工程,涉及的因素包括人员、设备、工艺流程等各方面,目前垃圾转运站除尘除臭面临的典型问题有: 首先,除尘系统没有建立一个负压区域,致使系统在运行過程中,扬尘和恶臭得不到较好的控制; 其次,系统选用的净化塔的除尘除臭效率低; 第三,除尘除臭系统布局不合理。垃圾转运站污染源不集中,生活垃圾产生的臭气成分复杂,在垃圾转运站的不同作业部位,不同季节,粉尘和臭气的产量及组成不同,变化较大。各种去除恶臭气体的方法均有自己的优缺点,某种恶臭处理工艺很难将转运站内的所有恶臭气体清除。目前中转站采用的典型除尘除臭工艺主要包括: 负压化学和喷淋除尘除臭系统、负压生物和喷雾除尘除臭系统和环保型垃圾转运站除尘除臭系统。

5.1 负压化学和喷淋除尘除臭系统

负压化学除尘除臭主要是利用负压系统,集中处理转运站粉尘和臭气。整套除尘除臭系统的工作原理: 首先利用布袋除尘器将粉尘去除出去,然后利用化学洗涤净化塔进行除臭,粉尘和臭气浓度降低后,最终排放的气体浓度满足国家标准规定。在系统运转过程中,为保证系统的正常运行,必须配备一台或多台风机。在此系统运行的过程中,主要的除臭方式是定期向车间喷洒植物萃取型除臭剂,除臭剂可以将臭气分子包裹起来,有效减少臭味。系统配备的风机必须安装在垃圾存放或筛分车间的大门等开放处,这样可以在车间内更好地形成负压,进而有效抑制臭气外溢,可大幅度提高除尘、除臭系统的净化效率。负压化学和喷淋除尘除臭系统典型工艺见图2。

5.2负压生物和喷雾除尘除臭系统

采用洗涤法配合生物法对转运站的粉尘及臭气进行治理,同时考虑工艺环境特点,提出了除尘除臭净化塔的改进方案。该技术的具体工艺过程: ( 1)在转运站地坑的上方设置大小合适、数量分布均匀的抽风口,抽风口的后面安装第一道格网,格网后面是沉降室,格网可以有效拦截粒径大的颗粒,当含尘的恶臭气体经过第一道格网时,在重力和惯性力的双重作用下,粒径大的颗粒会发生沉降; ( 2) 粒径小的颗粒在经过第二道格网时,又有部分被拦截,经过两步拦截,大部分粉尘会被去除; ( 3) 随后废气被风机带入净化塔,在净化塔内废气首先通过自激水冲击的方式进一步去除粉尘,然后利用自激水喷雾形成的均匀水膜,碰撞上升的废气,继续去除粉尘,同时完成部分除臭过程。废气被带进净化塔后,净化塔主要是利用水雾和生物技术实现除尘除臭。首先,气体进入净化塔后冲击塔内水溶液,形成一道气液混合水幕,废气中剩余的粉尘继续溶于水溶液,同时溶液中的药剂分子与恶臭物质发生化学反应,经过以上过程,废气中的粉尘和恶臭可同时被进一步去除。废气会继续向上流动至净化塔的填料层,与载体上的填料接触,利用填料上已经接种的生物菌来分解臭气。与此同时,净化塔内的喷淋装置喷出的水雾可吸收部分恶臭气体,水雾也为生物菌的生长创造了良好的环境。类似地,通过第一滤料层后的气体,继续向上流动至第二滤料层,第二滤料层与第一滤料层结构及组成类似,通过相同的生物菌分解和水雾吸附过滤,以达到进一步分解吸收臭气的目的。有关研究显示,废气通过第二滤料层之后,其粉尘含量已降低至排放标准,臭气浓度、氨气、硫化氢、甲烷等指标也接近排放标准。一般在实际应用中,为保险起见,通过第二滤料层之后的气体还得需要经过旋流脱水器脱水,继续流经生物吸附区,采用高活性的纳米冷触媒活性炭纤维网,对臭气进行吸附,最后通过满足标准高度的烟囱排入大气。负压生物和喷雾除尘除臭系统典型工艺见图 3。

5.3 环保型垃圾转运站除尘除臭系统

根据生活垃圾转运站建设特点,多途径主动控制垃圾转运站恶臭扬尘影响,将除尘除臭纳入垃圾转运站整体模块化设计,包括: 进行转运站合理选址和绿化隔离,综合采用生物 - 化学 - 物理除尘除臭方式,并辅以高压清洗、管理维护等转运作业调控措施,达到有效控制恶臭污染的目的。

目前在环保型垃圾转运站除尘除臭系统中,空间除臭也被逐步应用起来,工作过程为: 高压雾化喷嘴装置将天然植物萃取液液化,液化后的萃取液与臭气分子充分接触,进而分解臭气,最终使臭味消失。空间除臭主要针对压缩机压缩污水、收集车滴漏、卸料时洒漏垃圾产生的恶臭。从空间位置分析,一般将空间除臭管路布置在污染源上方,如转运站大门入口处上方、转运站明沟敷设处,管路必须沿四周墙壁布置,紧密贴紧楼板底,这样更有利于增强除臭效果。空间除臭设备包括: 高压泵、药液箱、电控设备、自动配药器、不锈钢管路、进水过滤器等。在整个除臭系统中还包括高压清洗设备,主要是用来及时清理垃圾车散落的垃圾,冲洗地面、运输车辆、压缩料斗等,消除由垃圾渗沥液产生的部分恶臭,保持转运站环境清洁。高压清洗设备是由高压水枪、工业吸尘吸湿器、烘干机等组成。在转运站内还会设置绿化隔离带,绿化隔离带主要是用来吸附恶臭气体,降低环境空气中的恶臭气体浓度。现在对新建环保型的生活垃圾转运站,要求必须设置一定宽度的绿化隔离带; 对于已有的转运站改造的项目,若设置绿化带条件有限,可采用防火墙设计替代绿化带,与相邻建筑之间采用无窗无门设计,减少污染。

6 结语

我国城市生活垃圾恶臭处理问题比较突出,臭气成份复杂,处理过程不光要考虑处理的有效性,还需考虑设备成本、运行成本等因素。目前,城市生活空间越来越小,设备的占地面积也成为一个重要的参考因素,要尽量在占地空间最小的前提下实现最大的处置效果。总之,垃圾转运站废气治理设施的选取需要因地制宜、综合考虑。

参考文献

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