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低温等离子体处理污水厂恶臭气体的应用研究

发布者: wHuT灬枫少 | 发布时间: 2012-12-20 16:04| 查看数: 10973| 评论数: 38|帖子模式

摘要:为控制某污水处理厂恶臭的污染,介绍了采用低温等离子体技术处理恶臭气体的技术原理和电源电压、电源频率和停留时间与降解效率的关系.用低温等离子体进行了分解特征恶臭气体氨气的试验,并从工程应用和试验研究方面说明了除臭设备的电参数、工艺流程。试验表明,增加电源电压、电源频率和停留时间可提高降解效率,但提高到一定程度后降解效率不明显;该技术在污水处理厂的运行结果表明,H S、NH。、CH。-SH这类恶臭气体的去除率分别达到81.3 、88.1%、84.4 .可消除恶臭气体对周围环境的影响。
  
      关键词:低温等离子体;污水处理厂;恶臭;停留时间;降解效率;电压;频率
  
  
  
      0 引 言
  
      污水处理厂恶臭发生源主要来自储泥池、污泥浓缩池、污泥脱水机房及曝气池和格栅井处。这些致臭物质主要分为含硫化合物(硫化氢、甲硫醇、甲基硫醚等),含氮化合物(氨、三甲胺),碳、氢或碳、氢、氧组成的化合物(低级醇、醛、脂肪酸)[1、2]3类。
  
      目前常见的处理方法有水清洗、药液吸收、燃烧、臭氧氧化、吸附和生物法等,其中常用方法为活性碳吸附和生物法,这些方法存在一些不足[3-6]。低温等离子体技术已被应用于烟气脱硫脱硝、降解氟利昂类物质、治理VOC废气等研究,与其它污染治理技术相比,具有处理流程短、效率高、能耗低、适用范围广等特点[7-15]。
  
  
  
      1 低温等离子体处理恶臭的技术原理
  
      低温等离子体中去除恶臭的最主要的反应可分为电子、离子、自由基及分子碰撞反应4种[8]。在电极间外加高压高频交变电流,表面生成微放电,同时诱导引发高电场,此高电场促使放电空间中的自由电子加速,此时电子在该电场中将被加速而获足够的能量(1~ 10eV)[9,15],并与气体分子撞击进行激发、游离、解离、结合或再结合等反应,生成许多电子、离子、介稳态粒子及自由基等强高活性物种,常见的自由基如OH、基态氧原子O( 3P)、亚稳态氧原子0(1 D)、HO2,这些高能、高活性物种可克服能阶的障碍,使气流中原本相当稳定的恶臭气体分子断键,促使气态反应快速进行,其部分反应式[10、11、14]为:
  
      
  
  
  
      2 低温等离子体处理恶臭的应用
  
      2.1 处理特征恶臭气体的试验研究
  
      以氨气为特征恶臭气体利用低温等离体处理进行试验研究,为工程实际应用提供技术参数,主要考查所加电压、频率和停留时间对这些恶臭气体降解效率的影响。低温等离子体发生装置所加电压为高压脉冲电压,波形见图1。
  
      
  
      
  
      
  
      2.2 低温等离子体净化装置
  
      低温等离子体净化恶臭装置由低温等离子体发生管组、高压电源、电气控制和附属设施4部分组成:1)低温等离子体发生管组并联一组等离子体发生管,每个管长500 cm,管径2.5 cm,内外表面附设不锈钢丝网作电极,有效放电区长400 cm。外电极通过陡前沿、窄脉宽(ns级)的高压脉冲电晕放电,在常温常压下获得非平衡等离子体,产生大量的高能电子和0H、O(3P)、O(1 D)、HO2等活性粒子[15,16],对恶臭中有毒害污染物进行氧化、降解反应,最终转为无害物。
  
      2)高压电源   为低温等离子发生管组提供陡前沿、窄脉宽(ns级)的高压电源,电压9 kV(平均场强4.5 kV/cm),f为18 kHz,整个低温等离子体装置功率200 W。
  
      3)电气控制 根据实际恶臭气体质量浓度调节电源电压,使低温等离子体发生管维持在电晕放电状态;发生器短路时切断电源,起到保护作用。
  
      4)附属设施低温等离子体净化全不锈钢主体设备采用2.5 mm不锈钢板折边作框架,外壳双层,分别以0.8和1.5 mm厚不锈钢板作内、外面板,中间填充保温和消声材料。风机卧式安装,2O℃、湿度为65%下额定风量,总绝对效率 不小于9O%。风压满足最大抽气量下有高于系统压力1O%的余量。恶臭气体通过离心风机先经过滤器去杂质和水份,再到达低温等离子体净化器和主反应室,在主反应室内降低气流速度增加分解反应时间,提高净化效率,净化后气体外排,也有部分气体循环,循环气流中含有氧化能力活性粒子送到风机入口,可预处理及稀释入口恶臭气体,流程见图4。
  
      
  
      2.3 应用效果
  
      某污水处理厂日处理污水规模1O万m3,采用氧A 1/缺氧A2/好氧O即,A /O的工艺,污泥用重力浓缩、机械脱水后外运,处理后的出水排入附近河流。经实际勘察,一般恶臭气体在逆风下向墙外扩散至约150 m,顺风下向墙外扩散至约350 m,恶臭气体强度可达3级,易闻到明显气味。为此,确定采用低温等离子体技术治理恶臭污染,在厂界外围建3m宽的绿化带益于对臭味的吸收。污水厂未处理恶臭气体检测结果见表1。
  
      
  
      应用图4恶臭处理工艺8 h连续运行,处理系统中气体流速保持0.7 m/s,恶臭气体在反应区停留时间约1.2 s,工程实施后实际处理效果见表2,表中各组分气体数据取平均值。
  
      
  
      结果表明,硫化氢、氨气、甲硫醇、臭气浓度去除率分别为81.3 、88.1 、84.4 、99.5 ,处理后的气体符合GB14554—93二级厂界标准。
  
      
  
      3 结语
  
      利用低温等离子体处理恶臭气体是项新技术,实际工程运行结果达到目标要求,去除恶臭中的硫化氢、氨、甲硫醇、臭气等污染物的效率平均>80 。该技术在常温常压下进行,能耗低,无明显的二次污染,处理工艺简单,运行成本低,可处理低浓度、高流速、大风量恶臭气体,去除效率较高。为治理恶臭污染进行了有益探索。
  
  
  
      参考文献
  
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最新评论

wumeizx 发表于 2013-4-24 00:24:19
谁能送我几分啊  
fangl 发表于 2014-4-27 03:14:49
有空一起交流一下
邓刹弓 发表于 2014-5-12 15:15:08
好论坛,资料比较丰富
ljshyq 发表于 2014-7-22 22:32:01
先顶后看
hongjiu888 发表于 2014-9-19 13:18:37
说的真有道理啊!
网络浪子 发表于 2015-3-21 23:13:11
回复一下
sunren 发表于 2015-6-16 22:27:33
很好!很强大!
gaojinguan 发表于 2015-7-14 01:21:58
先看看怎么样!
dinggela 发表于 2015-9-16 17:45:12
不错不错.,..我喜欢
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