郭翠磊 王飛超
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在處理有機廢氣的方法中,吸附法應用極為廣泛,與其它方法相比具有去除效率高,凈化徹底,能耗低,工藝成熟易于推廣等優點,具有很好的環境和經濟效益。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,耐酸堿、耐水、耐高溫高壓,不易破碎,對空氣阻力小。常用的吸附材料為活性炭,吸附率最高可達90%以上。經查閱資料顯示,活性炭是由各種含炭物質經碳化后,再用水蒸氣或藥品進行活化處理而得,活化過程是將孔隙及表面上的炭化產物趕走,擴大原有的孔隙并形成新的孔隙,獲得“活性”。活性炭是常用的吸附劑,具有性能穩定、抗腐蝕等優點,由于它的疏水性,常常被用來吸附空氣中的惡臭物質,活性炭具有大的內表面積,具有較大的吸附量,吸附原理主要靠分子間的“范德華力”來吸引惡臭氣體分子。吸附法主要用于低濃度高能量有機廢氣凈化,成功運用于乙酸乙酯、乙醇、二甲苯、非甲烷總烴、苯胺類等廢氣的處理。主要用于脫除空氣中污染物的活性炭常用的有以下兩種型號。活性炭性能指標見表1。

表1 常用活性炭性能指標一覽表
根據所查資料《工業廢氣污染控制與利用》(化學工業出版社,童志權、陳煥欽編著)中分析,活性炭對有機廢氣的吸附效率在80%以上。
光觸媒是光+觸媒(催化劑)。光觸媒是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導體材料的總稱,是當前國際上治理室內環境污染的最理想材料。光觸媒在光的照射下,會產生類似光合作用的光催化反應,產生出氧化能力極強的自由氫氧基和活性氧,具有很強的光氧化還原功能,可氧化分解各種有機化合物和部分無機物,能破壞細菌的細胞膜和固化病毒的蛋白質,可殺滅細菌和分解有機污染物,把有機污染物分解成無污染的水(H2O)和二氧化碳(C O2),因而具有極強的殺菌、除臭、防霉、防污自潔、凈化空氣功能。光觸媒的特性為利用空氣中的氧分子及水分子將所接觸的有機物轉換為二氧化碳跟水,自身不起變化,卻可以促進化學反應的物質,理論上有效期非常長久。光觸媒分解原理見圖1。

圖1 光觸媒分解原理圖
生物過濾法是將收集到的臭氣在適宜的條件下通過長滿微生物的固體載體(濾料),氣味物質先被填料吸收,然后被填料上的微生物氧化分解,完成臭氣的除臭過程。固體載體上生長的微生物承擔了物質轉換的任務,因為微生物生長需要足夠的有機養分,所以固體載體必須具有高的有機成分。要使微生物保持高的活性,還必須為之創造一個良好的生存條件,比如:適宜的濕度、PH值、氧氣含量、溫度和營養成分等。生物過濾法的工藝流程見圖2。

圖2 生物過濾法的工藝流程
生物過濾法主要包括污染場所密封系統、臭氣收集及輸送系統和生物濾池。生物濾池為混凝土矩形池,池底為布氣系統,由帶有多個濾頭的模壓塑料濾板組成,上層為具有專利技術的無機濾料,其厚度根據處理氣量的多少來確定。從各種處理構筑物收集的臭氣通過鼓風機鼓入濾板下,由濾板均勻分布擴散至濾池,通過濾池內濾料達到去除臭氣化合物的目的。
生物濾池除臭系統整個處理工藝包括收集和處理。為了避免氣味源氣味擴散,擴散源要求封閉,并使它處于負壓狀態。吸氣量的大小可根據室內是否進人,按2-8次/小時換氣量計算:不進人或一般不進人的地方,空氣交換量應為2-3次/小時;對于有人進入、但工作時間不長的空間,空氣交換量為2-3.5次/小時;有人長時間工作的空間,空氣交換量為4-8次/小時。通過參考一些企業的實際運行經驗可知,生物濾池除臭法對惡臭污染物的吸收效率在90%以上。
目前,針對制革企業惡臭區域產生的惡臭氣體一般采用“光觸媒+活性炭吸附裝置”的聯合治理措施。生物過濾法有10年以上的處理經驗,在全球有超過400個臭氣和有機廢氣的處理業績。但由于進入中國市場較晚,目前在國內業績較少,目前只有部分污水處理廠采用此除臭工藝。但是,生物除臭技術代表著今后最先進的除臭方法。所以,加強對這方面的研究,并應用到制革企業的惡臭氣體治理中去,具有很強的現實意義。