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低温等离子除臭技术在污水处理厂应用
2018-07-18

污水处理厂恶臭的来源

在污水处理过程中厌氧微生物需消耗有机物 、硫和氮 , 而城市污水通常含足够的有机硫和无机盐 。恶臭气体通常是微生物活动的结果 ,它们的呼吸 、发酵过程的产物和不完全产物形成了由各种有机气体和无机气体组成的恶臭 。一般分为3类 :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)。在污水处理系统中 , 主要产生污染源的地方是进水格栅 、曝气沉砂池 、曝气池及最终储泥池等工序段 。

低温等离子体除臭的机理:
等离子体去除恶臭是通过两个途径实现的 :一个是在高 能电子的瞬时高能量作用下 , 打开某些有害气体分子 的化学 键 , 使其直接分解成单质原子或无害分子 ;另一个是在大量高能电子 、离子 、激发态粒子和氧自由基 、氢氧自由 基(自由基因带有不成对电子而具有很强的活性)等作用下的氧化分解成无害产物 。主要有下面几个过程 :
(1)在高能电子作用下 , 强氧化 性自 由基 O、OH 、HO2 的 产生 ;
(2)有机物分子受到高能电子碰撞被激发 , 及原子键断裂形成小碎片基团和原子 ;
(3)O、OH、HO2 与激发原子 、有机物分子 、破碎的基 团 、其他自由基等发生一系列反应 , 有机物分子最终被氧化降解 为 CO 、CO2 、H2O。 去除率的高低与电子能量和有机物分子结合键能的大小有关 。

污水处理厂低温等离子除臭系统工艺流程:
 
污水处理厂平均流量较大 , 恶臭气体浓度比较高 , 根据通风(一般每小时换气 10 次 左右)及废气治理工艺要求 , 可计算出需要处理的恶 臭气体 的量 。整套低温等离子体除臭设备布置在污水厂设备房的上层 , 而需要处理的臭气空间是安装污水处理设备的地下室 , 设计时将吸风管和回风管穿越上层地平进入中层空间 , 需处理的恶臭气体由地下室内被 风 机抽出 , 其中的 空气被等离子体发射管激 活 , 与其中的活性粒子发生碰撞 , 多数恶臭气体分子被激发 、离解 , 少数恶臭分子经等离子发射管时 , 被高能电子和等离子体直接破坏 。 同时 , 收集系统考虑在格栅间内布风管 , 设置吸风口收集 , 与回风及进风口形成良好气流组织 , 将部分反应段风送回隔间作室内循环 , 目的是将等离子体释放到隔间内 , 形成隔间内的多级除臭净化 , 降低隔间内臭气浓 度 , 提高整个系统的净化效率 。

低温等离子除臭效果:

 以某污水处理厂低温等离子除臭系统为例 。待处理 的污水上部空间约为1 600 m3 , 采用 8 h 连续运行 ,低温等离子除臭系统中气体流速达 到 0.7 m/ s , 压降小于 100 Pa, 废气在反应区停留时间为2 s , 入口流量 9 000 m3/ h, 压降 80 Pa 下的净化数据如表所示:

污水处理厂恶臭污染物低温等离子体除臭系统处理恶臭效果明显 。当参数得到优化时 , 该技术去除恶臭中的H2S、 NH3 、臭气等污染物的效率平均达到 90 %以上 。 该处理该技术应用于低浓度 、高流速 、大风量恶臭气体的处理 , 可以得到较高的去除效率 , 如果在保证处理量的前提 下 , 增加气体停留时间 , 去除率还可以进一步提高 。