生鮮垃圾減量化車間臭氣處理工藝設(shè)計(jì)

范淑珍，付鵬睿，盧 偉，肖通奮

（1.浙江愛科樂環(huán)保有限公司，浙江 杭州310030；2.浙江延杭智能科技有限公司，浙江 杭州311100）

0 引 言

浙江某大型垃圾中轉(zhuǎn)站設(shè)有20 t/d生鮮垃圾減量處理系統(tǒng)，包括接料斗、螺旋輸送、破碎機(jī)、磁選機(jī)、脫水機(jī)等機(jī)械設(shè)備。生鮮垃圾收集及減量過程中會產(chǎn)生含有硫化氫、氨及揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）等物質(zhì)的惡臭氣體，若惡臭氣體不做針對性除臭處理，勢必會對廠區(qū)及周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響。此外，本項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)報(bào)告書中對廠界和有組織排放臭氣濃度要求較高，因此為保證臭氣優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)排放，采用了前端負(fù)氧離子送風(fēng)，后端“設(shè)備密封集氣+植物液洗滌+干式化學(xué)吸附”的綜合除臭處理工藝。本文從生鮮垃圾減量項(xiàng)目除臭工藝、設(shè)備參數(shù)、工藝參數(shù)等方面進(jìn)行分析探究，以期為同類臭氣治理工程提供相關(guān)參考及借鑒。

1 臭氣處理工藝及要求

1.1 前端負(fù)氧離子送風(fēng)設(shè)計(jì)

（1）生鮮垃圾減量車間前端負(fù)氧離子送風(fēng)系統(tǒng)，送風(fēng)量按8 000 m3/h進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）送風(fēng)區(qū)域分別為員工操作通道和接料斗卸料區(qū)域2個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)的送風(fēng)量分別為4 000 m3/h。

1.2 后端除臭處理工藝

生鮮垃圾減量車間后端臭氣處理風(fēng)量按6 000 m3/h進(jìn)行設(shè)計(jì)，臭氣來源及氣量計(jì)算如下。

（1）接料斗密封負(fù)壓集氣設(shè)計(jì)的風(fēng)量3 000 m3/h。

（2）破碎機(jī)密封負(fù)壓集氣設(shè)計(jì)風(fēng)量500 m3/h。（3）脫水機(jī)密封負(fù)壓集氣設(shè)計(jì)風(fēng)量1 000 m3/h。

（4）集水坑密封負(fù)壓集氣設(shè)計(jì)風(fēng)量1 200 m3/h。

（5）設(shè)備及管道漏風(fēng)設(shè)計(jì)風(fēng)量300 m3/h，漏風(fēng)系數(shù)＜9%。

臭氣組成及臭氣濃度參照國內(nèi)外同類型項(xiàng)目臭氣特性確定本除臭系統(tǒng)進(jìn)口臭氣濃度，排放要求為項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)報(bào)告書中要求。

后端除臭系統(tǒng)進(jìn)、出口臭氣濃度設(shè)計(jì)值見表1。

表1 后端除臭系統(tǒng)進(jìn)出口臭氣濃度設(shè)計(jì)值Table 1 Design value of the odor concentration at the inlet and exit of the rear-end deodorization system

由表1和表2可見，本項(xiàng)目采用前端負(fù)氧離子送風(fēng)，后端“設(shè)備密封集氣+植物液洗滌+干式化學(xué)吸附”的綜合除臭處理工藝路線，處理后的尾氣經(jīng)中轉(zhuǎn)站綜合排放口統(tǒng)一排放。大量研究表明，前端負(fù)氧離子送風(fēng)，后端植物液洗滌和干式化學(xué)濾料的組合工藝，可有效降解氨、硫化氫以及甲硫醇等污染物，無組織及有組織臭氣均可達(dá)標(biāo)排放。

表2 項(xiàng)目廠界排放限值要求Table 2 Emission limit requirements at the project plant boundary

2 臭氣處理主要工藝流程

2.1 工藝流程

本生鮮垃圾減量化車間前端負(fù)氧離子送風(fēng)處理主要工藝流程如圖1所示。

圖1 前端負(fù)氧離子送風(fēng)工藝流程Fig.1 Front-end negative oxygen ion air supply process flow

由圖1可見，室外新鮮空氣由離心風(fēng)機(jī)輸送至負(fù)氧離子發(fā)生裝置，新鮮空氣經(jīng)負(fù)氧離子發(fā)生裝置前段初效/中效過濾器除塵除水后進(jìn)入中段負(fù)氧離子發(fā)生區(qū)域，空氣中的氧氣經(jīng)高能離子作用，產(chǎn)生大量負(fù)氧離子，經(jīng)后段催化分解后，由送風(fēng)管分別送至人工操作通道和卸料區(qū)域。含負(fù)氧離子的新鮮空氣迅速彌散相應(yīng)區(qū)域，與臭氣中的污染物快速發(fā)生氧化還原反應(yīng)，起到凈化操作區(qū)域空間氣氛的效果。

本生鮮垃圾減量化車間后端“植物液洗滌+干式化學(xué)吸附”處理工藝流程如圖2所示。

圖2 前端負(fù)氧離子送風(fēng)工藝流程Fig.2 Front-end negative oxygen ion air supply process flow

由圖2可見，經(jīng)負(fù)壓收集的臭氣首先進(jìn)入植物液洗滌塔，臭氣中的污染物分子與植物液中的活性物質(zhì)發(fā)生加成、路易斯酸堿反應(yīng)等一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)后，進(jìn)入干式化學(xué)濾料吸附箱，臭氣中殘留的污染物與濾料中特定的組分發(fā)生吸附-氧化反應(yīng)，進(jìn)一步降解臭氣中特征污染物。處理后的尾氣通過離心風(fēng)機(jī)送至中轉(zhuǎn)站的后續(xù)綜合處理設(shè)施做進(jìn)一步處理。

2.2 主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

臭氣處理工藝中負(fù)氧離子發(fā)生裝置、植物液洗滌塔、循環(huán)噴淋泵、干式化學(xué)濾料吸附箱及風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)手冊及規(guī)范計(jì)算如下：

（1）負(fù)壓離子發(fā)生裝置設(shè)備尺寸為2 000 mm（L）×1 500 mm（W）×1 600 mm（H），氣體截面流速0.7 m/s。沿氣體流動方向依次為除塵除水段、負(fù)氧離子發(fā)生段以及催化段。其中除塵除水段為初效及中效除塵板，負(fù)氧離子發(fā)生段為進(jìn)口優(yōu)質(zhì)負(fù)氧離子發(fā)生模組，催化段為負(fù)載貴金屬的蜂窩催化劑。

（2）植物液洗滌塔為立式填料塔，整體材質(zhì)為玻璃鋼，外形尺寸1 600 mm×H 5 200 mm，2層填料，填料類型為多面空心球，單層填料高800 mm。植物液洗滌塔空塔氣速0.83 m/s，氣體塔內(nèi)有效停留時(shí)間>5 s。

（3）植物液洗滌塔循環(huán)噴淋泵流量20 m3/h，揚(yáng)程25 m，噴淋液氣比＞2.5。選用的植物液為浙江愛科樂環(huán)保有限公司研制的洗滌塔專用產(chǎn)品，稀釋比為1∶200。

（4）干式化學(xué)濾料吸附箱，外殼材質(zhì)304不銹鋼，外形尺寸3 000 mm（L）×2 000 mm（W）×2 000 mm（H），濾料為Purafil復(fù)配干式化學(xué)濾料，濾料裝填量可滿足設(shè)備16 000 h運(yùn)行需求。

（5）干式化學(xué)濾料吸附箱沿氣體流動方向?yàn)槌F段和濾料段，除霧段長度100 mm，除霧類型為絲網(wǎng)除霧器。

（6）玻璃鋼離心風(fēng)機(jī)，風(fēng)量6 000 m3/h，全壓3 000 Pa，功率15 kW。

3 主要運(yùn)行工藝參數(shù)

負(fù)氧離子發(fā)生裝置可根據(jù)生鮮垃圾減量車間空氣臭氣濃度由人工調(diào)節(jié)負(fù)氧離子發(fā)生模組啟停數(shù)量，確保送風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)氧離子滿足空間除臭需要。植物液洗滌塔外置循環(huán)液箱、自動加藥、自動排水以及液位傳感裝置，洗滌塔內(nèi)在調(diào)試期間已加注一定比例的植物液，通過除臭系統(tǒng)PLC預(yù)定程序，吸收塔每7 d通過自動排水閥外排廢水，排水量約1 m3。自動加藥裝置，平均每天加注約10 L植物液，以滿足植物液洗滌塔的除臭效率。干式化學(xué)濾料吸附箱因在設(shè)計(jì)時(shí)已裝填足夠數(shù)量的濾料，因此在濾料性能保證期間不需額外更換。

4 運(yùn)行效果分析

本項(xiàng)目于2021年3月份完成設(shè)備安裝、調(diào)試及試運(yùn)行工作，委托國內(nèi)權(quán)威第三方檢測機(jī)構(gòu)，對廢氣系統(tǒng)進(jìn)、出口及廠界臭氣濃度（無量綱）、硫化氫及氨等污染物進(jìn)行了多次檢測，檢測結(jié)果表明，本項(xiàng)目廢氣處理系統(tǒng)出口及廠界各項(xiàng)污染物排放限值滿足環(huán)境影響評價(jià)報(bào)告中的要求，并遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)行《惡臭污染物排放標(biāo)注》（GB14554-93）排放限值。

后端臭氣處理系統(tǒng)進(jìn)出口污染物濃度及排放限值見表3。

表3 后端臭氣處理系統(tǒng)進(jìn)出口污染物濃度及排放限值Table 3 Concentration and discharge limit of import and export pollutants of the rear-end odor treatment system

項(xiàng)目廠界污染物濃度及排放限值見表4。

表4 項(xiàng)目廠界污染物濃度及排放限值Table 4 Pollutant concentration and emission limits of the project plant boundary

5 結(jié) 語

（1）生鮮垃圾減量化設(shè)備密封收集的臭氣屬于低濃度、大風(fēng)量惡臭氣體。

（2）植物液洗滌+干式化學(xué)濾料組合式后端臭氣處理工藝，整體除臭效率＞80，滿足本項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)報(bào)告中的要求，并遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)行《惡臭污染物排放標(biāo)注》（GB14554-93）排放限值。

（3）與常規(guī)活性炭物理吸附相比，干式化學(xué)濾料為化學(xué)吸附，且不產(chǎn)生危險(xiǎn)廢棄物的二次污染。

（4）針對此類環(huán)境相對敏感的除臭工程，植物液洗滌+干式化學(xué)濾料組合式的后端臭氣處理工藝具有一定的借鑒參考意義。