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    畜禽無害化廢氣處理

    隨著科技水平的不斷提升,涌現出大批先進的廢氣處理方法,適用于不同領域,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,這些方法各有優缺點,需要結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雜,需要使用多種收集方法,包括區域定點、空間負壓等,可有效收集項目不同階段產生的廢氣,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,車間會產生大量的廢氣,包括臭氣、粉塵等物質。由于處理中心采用高溫工藝,產生的廢氣溫度較高,可以達到90℃,增加了廢氣處理難度。設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,展開合理的設計,采購專業廢氣處理設備,確保處理后的廢氣可以達到《惡臭污染物排放標準》要求。

    2廢氣收集設計優化

    2.1廢氣來源及特點

    設計廢氣收集工藝時首先要了解廢氣的來源,根據實際情況確定設計風量為50000m3/h,廢氣來源于病死豬腐化發出大量的惡臭氣體,在卸料區、預破碎、檢修口、卸料口等位置出現大量廢氣,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)極度惡臭物質經過細菌脫羧后產生其他物質,包括硫化氫、氨、硫醇、低級脂肪酸、胺類物質等。

    2)不同階段產生不同的惡臭氣體,在倉儲及破碎階段、化制階段、包裝階段、濾油階段等階段產生的氣體都有所不同。

    3)廢氣呈現點源分散的狀態。

    4)廢氣收集處理裝置間歇運行。

    2.2廢氣收集方式與設計實現

    該項目選擇了4種收集方式,分別為區域定點、空間負壓、上下立體及新風流向。

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

    2.2.1點源收集部分

    采取負壓收集的方式,主要用于收集破碎及原料筒倉產生的廢氣,將收集電位設置在筒倉內,該區域廢氣濃度更高,主要是病死動物腐化產生大量的臭氣體,又經過細菌分解,選擇地下500 m處社會收集點位,同時將設計風量提升至2000 m3/h,保持原料筒倉的負壓,避免出現泄漏。

    2.2.2破碎車間收集

    將冷凍動物放入料倉內,開始逐漸升高溫度,這時候細菌進入活躍的狀態,大量揮發臭氣,這些臭氣分子量超過空氣,為此要設置地面收集口,立面設置6000m3/h的收集口,中間設置3000 m3/h的收集口。風從進料門流入料倉,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,出現冷凝現象,而非冷凝氣體的流量和濃度更高,會產生一個瞬間的沖擊力,快速流入排放口,而收集點設置在車間的外側,即使只泄露一點也會產生巨大的影響,為此選擇手動風閥+電動風閥的方案,風量調節至6 000 m3/h,化制階段開啟泄壓后關閉。

    2.2.4化制車間

    電源收集口必須設置手動風閥,主要是用于調節風量,可以設置喇叭口提升集氣的效率。風管分為2個部分收集,其中下收集口要距離地面200 mm設置,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,設置風閥裝置。

    2.2.5風機及運行設備

    由于該次凈化處理的廢氣有害物質較多,設置多級凈化設備,為了保持風壓均衡還設置了變頻風機,每個端口設置一臺。運行期間所有風機設備開啟,采取間歇式生產模式,日運行時間在4 h~8 h之間,條件允許可以開啟一臺風機,保持較低的運轉風量,可達到節能降耗的目的。

    3廢氣處理工藝

    收集大量廢氣后還要設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,該環節工藝原理較為簡單,主要是利用堿洗塔去除酸性及可溶性氣體。

    2)兩級植物萃取液活性洗滌吸收工藝。堿洗結束后,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,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,因此設置生物濾池,從裝置底部進入除臭塔內部,可以利用微生物分解惡臭物質,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

    廢氣處理的設計風量為50000m3/h,根據處理需求選擇1套廢氣處理設備,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,該套設備完全可以滿足廢氣處理需求。根據廢氣處理需求選型,堿洗塔,高活化生物廢氣凈化塔,生物除臭系統。廢氣處理系統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,共計兩套設備,單臺設備每小時用量為0.45kg,2套凈化塔每小時用量為0.90 kg,設備運行期間按照該標準投入除味劑,同時還要注意現場調試情況,可以適當增減用量,不需要嚴格按照數值執行。

    該項目要求達到一級排放標準,為了測試除臭效果,選擇H2S及NH3作為檢測指標,其中H2S日均值為0.017 kg/h,遠遠低于0.33 kg/h的排放標準,NH3日均值為0.134 kg/h,遠遠低于4.9kg/h的排放標準。

    3.3裝置設計

    廢氣處理涉及多種凈化設備,要結合實際需求選擇適合的裝置進行合理的設計。

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

    兩級植物液高效洗滌塔,開發理念使節能環保,利用先進的廢氣凈化技術,廢氣進入裝置以后會經過多重植物液吸附,增加氣液接觸,高效去除各類物質,同時內部還設置了無極紫外燈,設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化為水霧形式,引發聚合反應轉移惡臭成分物質,廢氣經過兩級堿洗滌塔后進入到高效洗滌塔。

    生物過濾除臭設備主要用于除臭,設置在兩級植物液高效洗滌塔后側,過濾時不需要化學藥劑,耗費的能源相對更低,被廣泛運用到多家企業。廢氣進入到生物過濾除臭設備后會經歷3個階段,分別為水溶滲透、生物吸收及生物降解,經過一系列的化學反應分解惡臭物質。經過生物過濾除臭后,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備,將排放氣體取樣送至第三方檢驗機構,發現硫化氫、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據,參照《惡臭污染物排放標準》,發現項目試運行階段惡臭污染物排放值都達到標準要求并且去除率高到95%,完全滿足相關標準,達到預計的廢氣排放要求,且設備運行正常,沒有出現故障,除臭凈化后排入大氣。同時還要檢測引風機噪聲,結果符合GB12348—2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》II類的要求,順利完成項目任務。

    5結語

    經過一系列設計,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,聯合使用多種廢氣收集方式,結合不同環節的實際情況設計出多個收集口,通過變頻風機調節收集效率,可以高效收集廢氣,不會出現泄漏現象,接下來根據廢氣處理要求使用兩級堿洗滌塔、兩級植物液高效洗滌塔、生物過濾除臭設備等多種凈化設備,去除廢氣中的惡臭污染物質,后續將樣品送至第三方機構檢驗,完全符合要求,經過多道工序后排放到高空。


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