污水池廢氣處理--淮安

污水池廢氣處理--淮安  隨著人們生活水準的提高，公眾對提高環境質量的要求也日益增強，惡臭污染已成為當前我國城鎮居民投訴烈的環境問題之一，一些發達國家已經制定了相關的環保法律，嚴格控制這些氣態污染物的排放，我國也把城市污水廠惡臭發生源作為一個主要的評價對象，并采取了各種措施防止惡臭的擴散。

但是由于污水系統中擴散源臭氣的成分相當復雜，且多為局部的無組織排放源，很多時候是短時間突發的，較難于捕集和收集，給治理帶來困難。因此盡快開發出一種高效率、低能耗、無二次污染的除臭技術已成為惡臭污染控制中的一個急需解決的問題。

傳統的臭氣凈化方法包括：稀釋法、燃燒法、洗滌法、吸附法、催化轉化法等，分別存在著凈化不*，凈化氣體種類單一，控制難度大，能耗高，要求雜質少等的缺點。近年來興起的低溫等離子體技術是一種新的治理低濃度VOC等氣態污染物的方法，利用等離子體中的大量活性粒子對于有毒、有害、難降解環境污染物進行直接的分解去除，如有毒化學溶劑的降解，溫室氣體的去除，以及SOx和NOx的處理，還有其它如烴類和鹵代烴等污染物的降解正在成為當前等離子體化學研究的一些活躍領域。

1非平衡等離子體的產生

非平衡等離子體的產生方法有多種，如輝光放電、電暈法、流光放電法、沿面放電法等，其中應用廣泛的方法是無聲放電或稱介質阻擋放電方法。從氣體放電物理學觀點把介質阻擋電離放電分成介質阻擋強電離放電和介質阻擋弱電離放電（通稱介質阻擋放電或無聲放電）兩種，介質阻擋放電典型參數如表1所示。

污水池廢氣處理--淮安

    通過非均勻電場發生的介質阻擋放電所產生電暈等離子體，是包括氣相污染粒子在內的多組分相互作用粒子的集合體，由于在產生電離的同時也發生去離過程（帶電粒子的擴散、帶電離子的復合、附著效應），當在放電兩極間施加電壓，電極間原有的電子在自由行程期間從電場中獲得能量而受到加速，不斷地與中性分子碰撞電離，電子數量成倍的增加，形成電子崩。高速電子將能量以非彈性碰撞的形式轉移給氣體分子，通過轉動激勵和振動激勵使放電通路加熱，高溫電子、離子、中性分子以及原子之間由不平衡發展到熱平衡狀態，形成非平衡等離子體。具體來說下列幾種內部變化：

(1) 激發：氣體分子被激發到較高能級，被激發的分子壽命很短。

(2) 電離：電子從氣體分子離去，形成一個正離子，電離作用使自由電子數目增加。

(3) 解離：多原子氣體分子可能吸收足夠的電子而形成中性分子。

(4) 復合：氣體離子可吸收一個緩慢移動的電子而形成中性氣體分子。

2等離子體除臭機理

等離子體去除惡臭是通過兩個途徑實現的：一個是在高能電子的瞬時高能量作用下，打開某些有害氣體分子的化學鍵，使其直接分解成單質原子或無害分子；另一個是在大量高能電子、離子、激發態粒子和氧自由基、氫氧自由基（自由基因帶有不成對電子而只有很強的活性）等作用下的氧化分解成無害產物。主要有下面幾個過程：

（1）在高能電子作用下，強氧化性自由基O、OH、HO2的產生；

（2）有機物分子受到高能電子碰撞被激發，及原子鍵斷裂形成小碎片基團和原子；

（3） O、OH、HO2：與激發原子、有機物分子、破碎的基團、其他自由基等發生一系列反應，有機物分被氧化降解為CO、CO2、H2O。去除率的高低與電子能量和有機物分子結合鍵能的大小有關。

從除臭機理上分析，主要發生以下反應：

從上述反應來看，惡臭組分經過處理后，轉變為NOx、SO2、CO2、H2O等小分子，在一定的濃度下各種反應的轉化率均在90%以上，而且惡臭濃度較低， 因此產物的濃度極低，均能被周邊的大氣所接受。

3工程背景

工程點為杭州高新區（濱江）城市一級污水處理廠，近期處理規模為10萬m3/d。其主要惡臭發生源為污水進水隔柵曝氣沉沙池、集水池等;臭氣空間約2600 m3，需處理的惡臭氣體量為16000 m3/h：主要惡臭氣體為H2S、NH3，其中H2S的濃度為1.59~3.46mg/m3，NH3的濃度為0.597~1.32mg/m3，臭氣濃度為298~1076(無量綱) ，同時還有一定濃度的甲硫醇、甲基硫醚、三、VOC等，要求處理后的排放氣體達到《惡臭污染物排放標準》（GB14554-1993）中二級新擴建廠界標準。

4工藝流程、主要設備及參數

惡臭氣體處理空間約2600 m3，考慮到污水處理廠平均流量較大，惡臭氣體濃度比較高，根據通風（每小時換氣10次左右）及廢氣治理工藝要求。需要處理的惡臭氣體量為16000 m3/h。將需要處理的惡臭氣體收集后由風機抽出，經過濾器過濾后進入除臭設備，反應處理后經排放塔達標排放。其中的空氣被等離子體發射管激活，與活性粒子發生碰撞，多數惡臭氣體分子被激發，離解，少數惡臭分子經等離子發射管時，被高能電子和等離子體直接破壞。同時，為了考慮系統形成良好氣流組織，將5000 m3/h風量送回作室內循環，目的是將等離子體釋放到隔間內，形成隔間內的多級除臭凈化，降低室內臭氣濃度，提高整個系統的凈化效率。工藝流程如圖1所示。

    整套設備配備活性氧凈化裝置，  其配置如下：

（1）設備尺寸：7500~1500~1500（h）mm;

（2）離心風機：采用低噪聲[＜60dB（A）、可變頻風機， 功率11.0kW；

（3）過濾器：采用美國3M公司、高效率、低阻力過濾材料；

（4）活性氧設備：采用材料制作的發射電源和發射管；

      （5）控制系統：包括離心風機、活性氧控制器、設備等的啟停、運行顯示和熔斷保險。控制器采用單片機技術，轉換交流電源、提供脈沖波形，自動調節設備啟停和運行功率；同時控制系統預留與中控室連接的接口，可以實現就地和遠程控制；整套凈化裝置控制系統具有上位機接口，可以實現就地與中控室的遠程自動控制。

      （6）設備處理能耗：0.05~1Wh/m3，其中等離子體活性氧裝置功率為200W。

工程設計采用24h連續運行，處理設備中氣體流速達到0.7m/s，廢氣在反應區停留時間為2s。

5處理效果

在系統正常運行過程中，監測點設置在處理設備的進出口。

    上述監測結果可以看出，H2S去除率可達91.9%，NH3去除率可達93.4%，臭氣濃度去除率可達93.6%。由于研究的是實際污水處理廠的惡臭氣體，其中各種組分的濃度波動較大，以上數據以平均值為判定依據。處理后的排放氣體達到《惡臭污染物排放標準》（GB14554-1993）中二級新擴建廠界標準。

6結論

通過工程實踐證，等離子體活性氧凈化裝置運用于城市污水處理設施的惡臭污染物治理達到國家環保要求。該技術應