污水處理廠主要臭氧污染狀況

污水處理廠主要臭氧污染狀況

近年來，隨著城市化程度的提高，中國的許多舊污水處理廠逐漸被迅速擴張的城市包圍。因此，污水處理廠的氣味問題已成為周邊公眾關(guān)注和投訴的焦點?；瘜W(xué)吸收法是利用臭氣成分與化學(xué)藥液的主要成分間發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)生成新的無臭物質(zhì),達到脫臭目的。填充床濕式吸收塔是最常用的化學(xué)吸收器,有逆流循環(huán)式和錯流循環(huán)式。在逆流循環(huán)式填充塔中,惡臭氣體從吸收塔底部進入,通過填料孔隙向上運行,與從塔頂部進入并噴淋到填料上的吸收液接觸而被吸收,隨吸收液降落到填充塔下部。為提高氣液接觸混合效果,提高傳質(zhì)速率,通常在接觸塔裝填填料。化學(xué)吸收法工藝簡單,技術(shù)成熟,占地面積小,在芬蘭、美國等發(fā)達國家已有多年的應(yīng)用歷史。1試驗設(shè)備和試驗設(shè)備1.1有機玻璃柱的制備該裝置的主要設(shè)備為逆流循環(huán)式填充塔。利用氣體和液相的逆向流動,使兩相充分接觸實現(xiàn)其反應(yīng)吸收,除去惡臭的主要成分氣體硫化氫、氨氣和甲硫醇。填充塔用內(nèi)徑為100mm的有機玻璃柱制成,有效高度為800mm。其中填料為不銹鋼拉西環(huán)(?10mm×10mm×0.5mm),有效高度為270mm,約占反應(yīng)有效容積的30%。實驗裝置流程見圖1。吸收液分別在堿洗泵和酸洗泵的作用下,從吸收塔頂部進入噴淋到填料上,順著填料自上而下滴流。惡臭氣體在引風(fēng)機的作用下,從吸收塔底部進入,通過空隙空間向上運行。在上升過程中與吸收液接觸而被凈化,凈化氣由氣體排放口排出。吸收液與惡臭氣體在堿洗塔和酸洗塔充分接觸后降落至填充塔的下部,分別流入堿洗槽和酸洗槽循環(huán)使用。1.2大氣采樣器儀器LZJ-10玻璃轉(zhuǎn)子流量計;PH-211型哈納酸度計;P53A4AIN型氧化還原分析儀;Varian3400型氣相色譜儀;SQC-1000型雙路大氣采樣器;721分光分度計。試劑均為分析純。1.3吸收塔阻力實驗在常溫18-22℃條件下進行,氣體流量600L/h,氣體在填料吸收塔中的停留接觸時間37.7s,塔頂液體噴淋量14-18L/h,酸吸收液pH=2-3,堿吸收液pH=10-11,全塔阻力降為117.8-235.4Pa。實驗過程中定時在填料吸收塔的氣體入口、出口處取樣。2硫酸溶液和酸鈉溶液的加入在堿洗塔中,用低濃度的氫氧化鈉溶液吸收H2S等。H++OH?→H2OH2S+OH?→HS?+H2OΗ++ΟΗ-→Η2ΟΗ2S+ΟΗ-→ΗS-+Η2Ο在酸洗塔中,首先用硫酸溶液吸收NH3等。NH3+H+→NH+4ΝΗ3+Η+→ΝΗ4+。其次利用高錳酸鉀在酸性介質(zhì)中的強氧化性原理和活性炭的吸附作用除去CH3SH等。5CH3SH+16H++12MnO?4→5SO2?3+12Mn2++5CO2?3+18H2O5CΗ3SΗ+16Η++12ΜnΟ4-→5SΟ32-+12Μn2++5CΟ32-+18Η2Ο3結(jié)果與討論3.1氣體污染物分析本試驗采用18h連續(xù)運行,處理系統(tǒng)中氣體量保持600L/h,惡臭氣體在反應(yīng)區(qū)停留時間為37.7s。對硫化氫和甲硫醇的測定,采用了國家標準(GB/14678-1993)規(guī)定的氣相色譜儀法。對氨的測定,采用了國家標準(GB/T14679-1993)規(guī)定的次氯酸鈉-水楊酸分光光度法。具體的測量結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明,硫化氫去除率98.56%,氨氣去除率99.76%,甲硫醇去除率97.45%,處理后的氣體均達到GB14554-1993(二級)排放標準。人類對于惡臭物質(zhì)有一個最小的敏感指數(shù)(即臭閾值),主要惡臭物質(zhì)的臭閾值見表2。比較表1、表2數(shù)據(jù)可見,污水處理廠的惡臭氣體經(jīng)化學(xué)吸收法處理后,惡臭物質(zhì)含量小于其相應(yīng)的臭閾值,氣味基本消除,惡臭治理效果良好。3.2討論3.2.1噴淋量的影響圖2為循環(huán)液體噴淋量變化對凈化效率的影響。試驗結(jié)果表明,循環(huán)液體噴淋量不宜過大,只要滿足吸收液與臭氣充分反應(yīng)的要求即可。為了滿足保持凈化效率在97%以上和塔內(nèi)填料噴淋覆蓋面的要求,試驗運行中將填料吸收塔的循環(huán)液體噴淋量控制在14-18L/h的范圍內(nèi)操作。3.2.2酸性氣體中的ph值隨氣體組分變化循環(huán)液的pH值是影響脫除效果的一個重要控制因素。為此,實驗研究了循環(huán)液的pH隨時間的變化情況。結(jié)果如圖3所示。隨著反應(yīng)時間的增大,堿性吸收液的pH值變化較大,呈下降趨勢。這主要是由于惡臭氣體中含有大量可溶性的酸性有機氣體,從而使pH值逐漸下降。而酸性吸收液的pH值雖然呈上升趨勢,但變化不大。分析原因有兩個:其一是化工污水處理廠產(chǎn)生的惡臭氣體中,氨氣濃度不是很高;其二是在酸性氧化劑和活性炭懸浮液中,以活性炭為催化劑進行的氧化還原反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的CO2和SO2,從而使得pH值變化不大。從圖4、圖5還可以看出,隨著pH值的波動,H2S和NH3脫除受到很大影響,所以在循環(huán)槽里應(yīng)該設(shè)置pH計,隨時補充氫氧化鈉溶液和硫酸溶液,使酸、堿吸收液分別保持在pH=2-3,pH=10-11之間。3.2.3氮氧漂劑cod的降解圖6為循環(huán)液COD隨時間的變化情況。試驗結(jié)果表明,隨著反應(yīng)時間的增多,堿性吸收液的COD變化比較大。這主要是由于惡臭氣體大多數(shù)是有機硫、有機胺和烯烴類物質(zhì),它們在水中有一定的溶解度,使得COD不斷增大。而酸性吸收液的COD變化比較緩慢,這主要是由于堿性吸收液中的高錳酸鉀將活性碳吸附的不溶性有機氣體所氧化,從而使得COD增長比較緩慢。從圖7可以看出,隨著COD的增大,甲硫醇的脫除率逐漸降低。這主要是因為高錳酸鉀的量不斷減少,所以應(yīng)該在堿液塔底出口管處裝有氧化還原分析儀,根據(jù)氧化還原反應(yīng)情況補充高錳酸鉀,同時適當?shù)匮a充部分活性炭懸浮液。4化學(xué)吸收法:在資(1)試驗證明這套臭氣處理方案是有效的,完全達到了《惡臭污染物排放標準》(GB1455493)二級標準。(2)該方法可以廣泛地除去多種惡臭氣體,并達到很高的去除效率,同時也可以通過調(diào)節(jié)加藥量和溶液的循環(huán)流量來適應(yīng)氣流量和濃度的變化,因此化學(xué)吸收法除臭具有較強的操作彈性。(3)化學(xué)吸收法也有它的缺點,酸、堿吸收法