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畜禽无害化废气处理

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畜禽无害化废气处理

随着科技水平的不断提升,涌现出大批先进的废气处理方法,适用于不同领域,其中比较常见的处理方法包括药液吸收法、生物滤池脱臭法、洗涤式活性污泥脫臭法以及催化氧化法等,这些方法各有优缺点,需要结合实际情况做出选择。该文主要围绕病死动物无害化项目展开研究,由于无害化处理工艺较为复杂,需要使用多种收集方法,包括区域定点、空间负压等,可有效收集项目不同阶段产生的废气,然后再做针对性处理。

1项目概况

某市针对病死动物无害处理中心产生的废气做收集处理,无害化处理中心运行过程中,车间会产生大量的废气,包括臭气、粉尘等物质。由于处理中心采用高温工艺,产生的废气温度较高,可以达到90℃,增加了废气处理难度。设计废气处理工艺路线时,先明确废气的来源及特点,选择最适合的废气收集方式,展开合理的设计,采购专业废气处理设备,确保处理后的废气可以达到《恶臭污染物排放标准》要求。

2废气收集设计优化

2.1废气来源及特点

设计废气收集工艺时首先要了解废气的来源,根据实际情况确定设计风量为50000m3/h,废气来源于病死猪腐化发出大量的恶臭气体,在卸料区、预破碎、检修口、卸料口等位置出现大量废气,需要采取适合的收集方式。

了解废气的特点,主要有以下4点。

1)极度恶臭物质经过细菌脱羧后产生其他物质,包括硫化氢、氨、硫醇、低级脂肪酸、胺类物质等。

2)不同阶段产生不同的恶臭气体,在仓储及破碎阶段、化制阶段、包装阶段、滤油阶段等阶段产生的气体都有所不同。

3)废气呈现点源分散的状态。

4)废气收集处理装置间歇运行。

2.2废气收集方式与设计实现

该项目选择了4种收集方式,分别为区域定点、空间负压、上下立体及新风流向。

确定废气收集方式后,展开对废气收集工艺的设计,项目日处理量约为30t,更大处理能力为90t,在满足日常处理需求的基础上留有一定余量,废气收集设计如下。

2.2.1点源收集部分

采取负压收集的方式,主要用于收集破碎及原料筒仓产生的废气,将收集电位设置在筒仓内,该区域废气浓度更高,主要是病死动物腐化产生大量的臭气体,又经过细菌分解,选择地下500 m处社会收集点位,同时将设计风量提升至2000 m3/h,保持原料筒仓的负压,避免出现泄漏。

2.2.2破碎车间收集

将冷冻动物放入料仓内,开始逐渐升高温度,这时候细菌进入活跃的状态,大量挥发臭气,这些臭气分子量超过空气,为此要设置地面收集口,立面设置6000m3/h的收集口,中间设置3000 m3/h的收集口。风从进料门流入料仓,可以形成固定的流向,避免溢出废气。

2.2.3非冷凝气体

在化制路温度提升到145℃~150℃时,就会开始加压化制,废气进入泄压口,出现冷凝现象,而非冷凝气体的流量和浓度更高,会产生一个瞬间的冲击力,快速流入排放口,而收集点设置在车间的外侧,即使只泄露一点也会产生巨大的影响,为此选择手动风阀+电动风阀的方案,风量调节至6 000 m3/h,化制阶段开启泄压后关闭。

2.2.4化制车间

电源收集口必须设置手动风阀,主要是用于调节风量,可以设置喇叭口提升集气的效率。风管分为2个部分收集,其中下收集口要距离地面200 mm设置,格栅式收集口更适用于收集恶臭气体,受热气体进入上收集口,设置风阀装置。

2.2.5风机及运行设备

由于该次净化处理的废气有害物质较多,设置多级净化设备,为了保持风压均衡还设置了变频风机,每个端口设置一台。运行期间所有风机设备开启,采取间歇式生产模式,日运行时间在4 h~8 h之间,条件允许可以开启一台风机,保持较低的运转风量,可达到节能降耗的目的。

3废气处理工艺

收集大量废气后还要设计出合理的废气处理工艺路线,才能达到排放要求,减少废气污染问题。该项目采用多种废气处理工艺,包括生物滤池除臭工艺、碱洗工艺以及植物液洗涤工艺等。

3.1工艺原理

由于废气成分复杂,要采用多种处理工艺,下面阐述废气处理工艺原理。

1)两级碱洗处理工艺。收集废气后,废气首先进入两级碱洗塔,该环节工艺原理较为简单,主要是利用碱洗塔去除酸性及可溶性气体。

2)两级植物萃取液活性洗涤吸收工艺。碱洗结束后,废气进入两级植物液高效洗涤塔,其中首段液体采用水膜喷淋的方式,使二级植物萃取液可以回流,充分发挥液体的吸收能力。植物液吸收的同时,还要利用微波UV消毒活化,这样可以提高液体臭气吸收效率,二级植物液为了吸收更多的微量物质,采取气相雾化收集的方式,完成气雾分流后,回流到一级吸收段,可以达到一个反复吸收的效果,充分利用萃取液。

3)生物滤池法除臭工艺。通过碱洗、植物液吸收等处理工序后,废气仍然存在很多恶臭物质,因此设置生物滤池,从装置底部进入除臭塔内部,可以利用微生物分解恶臭物质,废气接触到受散水后会被水膜附着溶解,逐渐被吸收利用,经过该工艺后,废气基本没有明显的异味。

3.2计算分析

废气处理的设计风量为50000m3/h,根据处理需求选择1套废气处理设备,其中包括2级碱洗塔+2级高活化生物废气净化塔+生物除臭气体,该套设备完全可以满足废气处理需求。根据废气处理需求选型,碱洗塔,高活化生物废气净化塔,生物除臭系统。废气处理系统正常运行时需要大量的除味剂,按照1 h计算,除味剂用于净化塔,共计两套设备,单台设备每小时用量为0.45kg,2套净化塔每小时用量为0.90 kg,设备运行期间按照该标准投入除味剂,同时还要注意现场调试情况,可以适当增减用量,不需要严格按照数值执行。

该项目要求达到一级排放标准,为了测试除臭效果,选择H2S及NH3作为检测指标,其中H2S日均值为0.017 kg/h,远远低于0.33 kg/h的排放标准,NH3日均值为0.134 kg/h,远远低于4.9kg/h的排放标准。

3.3装置设计

废气处理涉及多种净化设备,要结合实际需求选择适合的装置进行合理的设计。

两级碱洗涤塔,洗涤塔是常用处理设备,利用喷嘴完成喷淋,达到气液结合的目的,去除废气中的杂质,本次利用两级碱洗涤塔去除酸性物质,也是废气净化的道工序。利用臭气风机吸进废气,直接进入到两级碱洗塔内部,根据废料处理需求选择1套两级碱洗塔,塔体尺寸为φ2.6×5.5m,材质为玻璃钢,功率为5.5 kW,风阻在500 Pa以内。

两级植物液高效洗涤塔,开发理念使节能环保,利用先进的废气净化技术,废气进入装置以后会经过多重植物液吸附,增加气液接触,高效去除各类物质,同时内部还设置了无极紫外灯,设定为特定波长后可以分解有机气体,同时可以促进废气表面羟基化,提高分子活性,使植物液吸收更多的废气分子,装置还可以将植物液转化为水雾形式,引发聚合反应转移恶臭成分物质,废气经过两级碱洗涤塔后进入到高效洗涤塔。

生物过滤除臭设备主要用于除臭,设置在两级植物液高效洗涤塔后侧,过滤时不需要化学药剂,耗费的能源相对更低,被广泛运用到多家企业。废气进入到生物过滤除臭设备后會经历3个阶段,分别为水溶渗透、生物吸收及生物降解,经过一系列的化学反应分解恶臭物质。经过生物过滤除臭后,废气基本没有明显的异味。

4处理效果评价

完成对病死动物无害化项目废气收集与处理工艺设计研究后,还要合理评价处理效果。展开试运行工作,安排专人检测净化设备,将排放气体取样送至第三方检验机构,发现硫化氢、氨、甲硫醚、臭气浓度都达到95%以上的去除率。

收集项目运行的各项数据,参照《恶臭污染物排放标准》,发现项目试运行阶段恶臭污染物排放值都达到标准要求并且去除率高到95%,完全满足相关标准,达到预计的废气排放要求,且设备运行正常,没有出现故障,除臭净化后排入大气。同时还要检测引风机噪声,结果符合GB12348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》II类的要求,顺利完成项目任务。

5结语

经过一系列设计,最终完成对病死动物无害化项目废气的收集处理,深入研究了废气的来源及特点,联合使用多种废气收集方式,结合不同环节的实际情况设计出多个收集口,通过变频风机调节收集效率,可以高效收集废气,不会出现泄漏现象,接下来根据废气处理要求使用两级碱洗涤塔、两级植物液高效洗涤塔、生物过滤除臭设备等多种净化设备,去除废气中的恶臭污染物质,后续将样品送至第三方机构检验,完全符合要求,经过多道工序后排放到高空。


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