國內外惡臭氣體處理技術研究現狀
對惡臭氣體的治理,廣泛采用并且較多的有吸附法、吸收法、熱破壞法、冷凝法等,近年來形成的新控制技術有生物膜法、電暈法、臭氧分解法、等離子體分解法、光催化法、電化學法等。
(1)物理處理法
物理法包括掩蔽法和和稀釋擴散法。掩蔽法通常是采用強烈的芳香氣味或其他令人愉快的氣味與臭氣摻合,以掩蔽臭氣或改變臭氣的性質,使氣味變得能夠為人們所接受,或采用一種能夠抵消或中和惡臭的添加劑,以減輕惡臭。掩蔽法的效果因個人的感覺程度各異而有差異。
稀釋擴散法是將有臭味的氣體由煙囪排向高空擴散,或者以無臭的空氣將其稀釋,以在煙囪的下風向和臭氣發生源附近工作和生活的人們不受惡臭的侵擾,不妨礙人們的正常生活。通過煙囪排放臭味氣體,根據當地的氣象條件,正確設計煙囪的高度,其目的是有人工作和生活的地點惡臭物質的濃度不超過它的閾值濃度。當煙囪排放的含惡臭廢氣不能下風向地面濃度低于閾值濃度時,可考慮用干凈空氣適當稀釋后排放。
(2)熱破壞法
熱破壞是目前應用比較廣泛也是較多的廢氣治理方法,特別是對低濃度廢氣,化合物的熱破壞可分為直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒是一種物在氣流中直接燃燒和輔助燃料燃燒的方法。多數情況下,物濃度較低,不足以在沒有輔助燃料時燃燒。
催化燃燒設備是在催化劑存在的情況下,使物在低溫下被氧化,因其,工作溫度低,能量消耗少,分解產物為的二氧化碳和水,一般不產生氮氧化物,操作簡單等特點成為凈化惡臭氣體的重要方法,特別適用于治理的溶劑類惡臭氣體,但催化劑常只針對特定類型化合物反應并由于廢氣中常出現雜質,很容易引起催化劑中毒。由于臭氣種類多,組分復雜,含量低,催化燃燒裝置設計時要注重催化劑的選擇,高的凈化效率,因此給該技術的帶來了限制。
(3)吸收法
在環境工程中,吸收法是控制大氣污染的重要手段之一,該法不僅能氣態污染物而且往往能將污染物轉化為有用產品。由于吸收法治態污染物技術成熟,設計及操作經驗豐富,適用性強,因而在大氣污染物治理中得廣泛應用,特別對無機污染物。但對廢氣,由于其水溶性一般不好,因而應用不太普遍。吸收法處理廢氣主要利用廢氣能與大部分油類物質互溶的特點,用高沸點、低蒸氣壓的油類作為吸收劑來吸收廢氣中的物,常見的吸收器是填料洗滌吸收塔。
(4)化學氧化法
化學氧化法是采用強氧化劑如臭氧、高錳酸鹽、次氯酸鹽、氯氣、二氧化氯、過氧化氫等氧化惡臭物質,將其轉變成無臭或弱臭物的方法。氧化過程通常是在液相中進行,也有在氣相中進行的,如臭氧氧化過程。臭氧處理系統主要包括排氣扇、臭氧擴散器、臭氧接觸室輸送管網、臭氧生成系統和自動控制系統等。用來分解惡臭物質的臭氧劑量取決于污染物的種類和濃度。臭氧處理法在污水處理廠惡臭去除方面的應用比較成功。然而當污水處理廠產生的廢氣中污染物濃度很高時,臭氧不能氧化這些污染物。另外,未使用的殘余臭氧本身又造成一種空氣污染。臭氧氧化的缺點為能耗高和處理不當時的臭氧污染。
(5)吸附法
吸附法分為物理吸附法、浸漬吸附劑吸附法等。物理吸附法是用活性炭或分子篩做吸附劑,在常溫下進行吸附,將廢氣濃集后再脫附,適用于能回收利用廢氣物質的場合。浸漬吸附劑吸附法是將活性炭等吸附劑浸漬特定的物質后,用來提高對某種特定物質的吸附能力。
由于吸附劑往往具有高的吸附選擇性,因而具有高的分離效果,能脫除痕量物質,但吸附容量一般不高(約40%左右,甚至低)。吸附分離過程適宜于低濃度的混合物的分離。一般活性炭脫臭多用于復合惡臭處理的末級凈化。
決定吸附法處理廢氣效率的關鍵是吸附劑。對吸附劑的要求是具有密集的細孔結構,內表面積大,吸附性能好,化學性質穩定,、耐水、高壓,不易破碎,對空氣阻力小,常用的有活性炭、活性氧化鋁、硅膠、人工沸石等。另外,可作為吸附劑材料的有爐灰渣等。
在目前應用的吸附劑中,根據對吸附劑的要求,活性炭性能較好。
為了提高凈化效率,吸附法常和其它處理方法聯用。
(6)光分解法
光催化氧化法始于20世紀60年代,90年代廣泛應用。目前世界上光催化氧化較好的是日本,其次是美國和中國。
光分解氣態物主要有兩種形式:一種是直接光照,在波長合適時物分解;另一種是催化劑存在下,光照氣態物使之分解。
由于TiO2的化學穩定性高,耐光腐蝕,并且具有較深的價帶能級,可使某些化學反應在被光輻射的TiO2表面實現和加速,加之TiO2對人體,所以TiO2的光催化為活躍。
光催化氧化技術被認為是在環境保護內一項有前途的新型氧化技術,半導體多相光催化技術是近30年發展起來的一項,其原理是指半導體材料吸收外界輻射光能激發產生導帶電子(e)和價帶空穴(h+),進而與吸附在催化劑表面的物質發生一系列化學反應的過程。因為光催化活性在氣體處理體系中要遠遠高于在水處理體系中,因此在氣體處理體系中的成為人們的熱點。
(7)等離子分解法
近年來,對等離子體凈化廢氣的相當活躍,等離子體被稱作除固體、液體和氣體之外的第四種物質存在形態。等離子體是由電子、離子、自由基和中性粒子組成的導電性流體,整體保持電中性。等離子體凈化廢氣有的優點,凈化,且可處理低濃度污染物;通過氣速高達10m/s,所需停留時間短,反應體積小,特別適合于處理大流量、低濃度廢氣;通氣阻力低,如反應路線選擇得當,可避免二次污染。