病死動(dòng)物無(wú)害化項(xiàng)目廢氣收集與處理工藝分析

孫文花

摘 要：病死動(dòng)物無(wú)害化處理關(guān)乎動(dòng)物防疫、畜牧業(yè)發(fā)展等，一直受到高度重視。近些年，國(guó)家投入了一定的資金建設(shè)病死動(dòng)物無(wú)害化項(xiàng)目，取得了不小的成就。病死動(dòng)物無(wú)害化項(xiàng)目運(yùn)行期間，廢氣收集與處理一直是重要工作，主要是因?yàn)榇祟愴?xiàng)目會(huì)產(chǎn)生大量的惡臭氣體，如果不加以處理，會(huì)給環(huán)境帶來(lái)巨大破壞。該文以某市病死動(dòng)物無(wú)害化項(xiàng)目為例，主要圍繞廢氣收集與處理工藝展開(kāi)研究，分析了廢氣收集設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，探討廢氣處理工藝并評(píng)價(jià)處理效果，希望能為類似項(xiàng)目提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：病死動(dòng)物無(wú)害化;廢氣收集;廢氣處理工藝;高效洗滌塔;惡臭物質(zhì)

中圖分類號(hào)：X701文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

0 引言

隨著科技水平的不斷提升，涌現(xiàn)出大批先進(jìn)的廢氣處理方法，適用于不同領(lǐng)域，其中比較常見(jiàn)的處理方法包括藥液吸收法、生物濾池脫臭法、洗滌式活性污泥脫臭法以及催化氧化法等，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要結(jié)合實(shí)際情況做出選擇。該文主要圍繞病死動(dòng)物無(wú)害化項(xiàng)目展開(kāi)研究，由于無(wú)害化處理工藝較為復(fù)雜，需要使用多種收集方法，包括區(qū)域定點(diǎn)、空間負(fù)壓等，可有效收集項(xiàng)目不同階段產(chǎn)生的廢氣，然后再做針對(duì)性處理。

1 項(xiàng)目概況

某市針對(duì)病死動(dòng)物無(wú)害處理中心產(chǎn)生的廢氣做收集處理，無(wú)害化處理中心運(yùn)行過(guò)程中，車間會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，包括臭氣、粉塵等物質(zhì)。由于處理中心采用高溫工藝，產(chǎn)生的廢氣溫度較高，可以達(dá)到90℃，增加了廢氣處理難度。設(shè)計(jì)廢氣處理工藝路線時(shí)，先明確廢氣的來(lái)源及特點(diǎn)，選擇最適合的廢氣收集方式，展開(kāi)合理的設(shè)計(jì)，采購(gòu)專業(yè)廢氣處理設(shè)備，確保處理后的廢氣可以達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554—93）要求。

2 廢氣收集設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 廢氣來(lái)源及特點(diǎn)

設(shè)計(jì)廢氣收集工藝時(shí)首先要了解廢氣的來(lái)源，根據(jù)實(shí)際情況確定設(shè)計(jì)風(fēng)量為50 000 m3/h，廢氣來(lái)源于病死豬腐化發(fā)出大量的惡臭氣體，在卸料區(qū)、預(yù)破碎、檢修口、卸料口等位置出現(xiàn)大量廢氣，需要采取適合的收集方式。

了解廢氣的特點(diǎn)，主要有以下4點(diǎn)。1）極度惡臭物質(zhì)經(jīng)過(guò)細(xì)菌脫羧后產(chǎn)生其他物質(zhì)，包括硫化氫、氨、硫醇、低級(jí)脂肪酸、胺類物質(zhì)等。2）不同階段產(chǎn)生不同的惡臭氣體，在倉(cāng)儲(chǔ)及破碎階段、化制階段、包裝階段、濾油階段等階段產(chǎn)生的氣體都有所不同。3）廢氣呈現(xiàn)點(diǎn)源分散的狀態(tài)。4）廢氣收集處理裝置間歇運(yùn)行[1]。

2.2 廢氣收集方式與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

該項(xiàng)目選擇了4種收集方式，分別為區(qū)域定點(diǎn)、空間負(fù)壓、上下立體及新風(fēng)流向。

確定廢氣收集方式后，展開(kāi)對(duì)廢氣收集工藝的設(shè)計(jì)，項(xiàng)目日處理量約為30 t，最大處理能力為90 t，在滿足日常處理需求的基礎(chǔ)上留有一定余量，廢氣收集設(shè)計(jì)如下。

2.2.1 點(diǎn)源收集部分

采取負(fù)壓收集的方式，主要用于收集破碎及原料筒倉(cāng)產(chǎn)生的廢氣，將收集電位設(shè)置在筒倉(cāng)內(nèi)，該區(qū)域廢氣濃度最高，主要是病死動(dòng)物腐化產(chǎn)生大量的臭氣體，又經(jīng)過(guò)細(xì)菌分解，選擇地下500 m處社會(huì)收集點(diǎn)位，同時(shí)將設(shè)計(jì)風(fēng)量提升至2 000 m3/h，保持原料筒倉(cāng)的負(fù)壓，避免出現(xiàn)泄漏。

2.2.2 破碎車間收集

將冷凍動(dòng)物放入料倉(cāng)內(nèi)，開(kāi)始逐漸升高溫度，這時(shí)候細(xì)菌進(jìn)入活躍的狀態(tài)，大量揮發(fā)臭氣，這些臭氣分子量超過(guò)空氣，為此要設(shè)置地面收集口，立面設(shè)置6 000 m3/h的收集口，中間設(shè)置3 000 m3/h的收集口。風(fēng)從進(jìn)料門(mén)流入料倉(cāng)，可以形成固定的流向，避免溢出廢氣。

2.2.3 非冷凝氣體

在化制路溫度提升到145℃～150℃時(shí)，就會(huì)開(kāi)始加壓化制，廢氣進(jìn)入泄壓口，出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，而非冷凝氣體的流量和濃度更高，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間的沖擊力，快速流入排放口，而收集點(diǎn)設(shè)置在車間的外側(cè)，即使只泄露一點(diǎn)也會(huì)產(chǎn)生巨大的影響，為此選擇手動(dòng)風(fēng)閥+電動(dòng)風(fēng)閥的方案，風(fēng)量調(diào)節(jié)至6 000 m3/h，化制階段開(kāi)啟泄壓后關(guān)閉。

2.2.4 化制車間

電源收集口必須設(shè)置手動(dòng)風(fēng)閥，主要是用于調(diào)節(jié)風(fēng)量，可以設(shè)置喇叭口提升集氣的效率。風(fēng)管分為2個(gè)部分收集，其中下收集口要距離地面200 mm設(shè)置，格柵式收集口更適用于收集惡臭氣體，受熱氣體進(jìn)入上收集口，設(shè)置風(fēng)閥裝置。

2.2.5 風(fēng)機(jī)及運(yùn)行設(shè)備

由于該次凈化處理的廢氣有害物質(zhì)較多，設(shè)置多級(jí)凈化設(shè)備，為了保持風(fēng)壓均衡還設(shè)置了變頻風(fēng)機(jī)，每個(gè)端口設(shè)置一臺(tái)。運(yùn)行期間所有風(fēng)機(jī)設(shè)備開(kāi)啟，采取間歇式生產(chǎn)模式，日運(yùn)行時(shí)間在4 h～8 h之間，條件允許可以開(kāi)啟一臺(tái)風(fēng)機(jī)，保持較低的運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)量，可達(dá)到節(jié)能降耗的目的[2]。

3 廢氣處理工藝

收集大量廢氣后還要設(shè)計(jì)出合理的廢氣處理工藝路線，才能達(dá)到排放要求，減少?gòu)U氣污染問(wèn)題。該項(xiàng)目采用多種廢氣處理工藝，包括生物濾池除臭工藝、堿洗工藝以及植物液洗滌工藝等。

3.1 工藝原理

由于廢氣成分復(fù)雜，要采用多種處理工藝，下面闡述廢氣處理工藝原理。1）兩級(jí)堿洗處理工藝。收集廢氣后，廢氣首先進(jìn)入兩級(jí)堿洗塔，該環(huán)節(jié)工藝原理較為簡(jiǎn)單，主要是利用堿洗塔去除酸性及可溶性氣體[3]。2）兩級(jí)植物萃取液活性洗滌吸收工藝。堿洗結(jié)束后，廢氣進(jìn)入兩級(jí)植物液高效洗滌塔，其中首段液體采用水膜噴淋的方式，使二級(jí)植物萃取液可以回流，充分發(fā)揮液體的吸收能力。植物液吸收的同時(shí)，還要利用微波UV消毒活化，這樣可以提高液體臭氣吸收效率，二級(jí)植物液為了吸收更多的微量物質(zhì)，采取氣相霧化收集的方式，完成氣霧分流后，回流到一級(jí)吸收段，可以達(dá)到一個(gè)反復(fù)吸收的效果，充分利用萃取液。3）生物濾池法除臭工藝。通過(guò)堿洗、植物液吸收等處理工序后，廢氣仍然存在很多惡臭物質(zhì)，因此設(shè)置生物濾池，從裝置底部進(jìn)入除臭塔內(nèi)部，可以利用微生物分解惡臭物質(zhì)，廢氣接觸到受散水后會(huì)被水膜附著溶解，逐漸被吸收利用，經(jīng)過(guò)該工藝后，廢氣基本沒(méi)有明顯的異味。

3.2 計(jì)算分析

廢氣處理的設(shè)計(jì)風(fēng)量為50 000 m3/h，根據(jù)處理需求選擇1套廢氣處理設(shè)備，其中包括2級(jí)堿洗塔+2級(jí)高活化生物廢氣凈化塔+生物除臭氣體，該套設(shè)備完全可以滿足廢氣處理需求。根據(jù)廢氣處理需求選型，堿洗塔型號(hào)為QF-X500，高活化生物廢氣凈化塔型號(hào)為QF-Q500，生物除臭系統(tǒng)型號(hào)為QF-BD50000。廢氣處理系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)需要大量的除味劑，按照1 h計(jì)算，除味劑用于凈化塔，共計(jì)兩套設(shè)備，單臺(tái)設(shè)備每小時(shí)用量為0.45 kg，2套凈化塔每小時(shí)用量為0.90 kg，設(shè)備運(yùn)行期間按照該標(biāo)準(zhǔn)投入除味劑，同時(shí)還要注意現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試情況，可以適當(dāng)增減用量，不需要嚴(yán)格按照數(shù)值執(zhí)行。

該項(xiàng)目要求達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，為了測(cè)試除臭效果，選擇H2S及NH3作為檢測(cè)指標(biāo)，其中H2S日均值為0.017 kg/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家0.33 kg/h的排放標(biāo)準(zhǔn)，NH3日均值為0.134 kg/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家4.9 kg/h的排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 裝置設(shè)計(jì)

廢氣處理涉及多種凈化設(shè)備，要結(jié)合實(shí)際需求選擇適合的裝置進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

兩級(jí)堿洗滌塔，洗滌塔是常用處理設(shè)備，利用噴嘴完成噴淋，達(dá)到氣液結(jié)合的目的，去除廢氣中的雜質(zhì)，本次利用兩級(jí)堿洗滌塔去除酸性物質(zhì)，也是廢氣凈化的第一道工序。利用臭氣風(fēng)機(jī)吸進(jìn)廢氣，直接進(jìn)入到兩級(jí)堿洗塔內(nèi)部，根據(jù)廢料處理需求選擇1套兩級(jí)堿洗塔，塔體尺寸為φ2.6×5.5m，材質(zhì)為玻璃鋼，功率為5.5 kW，風(fēng)阻在500 Pa以內(nèi)。

兩級(jí)植物液高效洗滌塔屬于高科技專利產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)理念使節(jié)能環(huán)保，利用先進(jìn)的廢氣凈化技術(shù)，廢氣進(jìn)入裝置以后會(huì)經(jīng)過(guò)多重植物液吸附，增加氣液接觸，高效去除各類物質(zhì)，同時(shí)內(nèi)部還設(shè)置了無(wú)極紫外燈，設(shè)定為特定波長(zhǎng)后可以分解有機(jī)氣體，同時(shí)可以促進(jìn)廢氣表面羥基化，提高分子活性，使植物液吸收更多的廢氣分子，裝置還可以將植物液轉(zhuǎn)化為水霧形式，引發(fā)聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)移惡臭成分物質(zhì)，廢氣經(jīng)過(guò)兩級(jí)堿洗滌塔后進(jìn)入到高效洗滌塔。

生物過(guò)濾除臭設(shè)備主要用于除臭，設(shè)置在兩級(jí)植物液高效洗滌塔后側(cè)，過(guò)濾時(shí)不需要化學(xué)藥劑，耗費(fèi)的能源相對(duì)更低，被廣泛運(yùn)用到多家企業(yè)。廢氣進(jìn)入到生物過(guò)濾除臭設(shè)備后會(huì)經(jīng)歷3個(gè)階段，分別為水溶滲透、生物吸收及生物降解，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)分解惡臭物質(zhì)。經(jīng)過(guò)生物過(guò)濾除臭后，廢氣基本沒(méi)有明顯的異味。

4 處理效果評(píng)價(jià)

完成對(duì)病死動(dòng)物無(wú)害化項(xiàng)目廢氣收集與處理工藝設(shè)計(jì)研究后，還要合理評(píng)價(jià)處理效果。展開(kāi)試運(yùn)行工作，安排專人檢測(cè)凈化設(shè)備，將排放氣體取樣送至第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)硫化氫、氨、甲硫醚、臭氣濃度都達(dá)到95%以上的去除率。

收集項(xiàng)目運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，參照《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554—93），發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目試運(yùn)行階段惡臭污染物排放值都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求并且去除率高到95%，完全滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到預(yù)計(jì)的廢氣排放要求，且設(shè)備運(yùn)行正常，沒(méi)有出現(xiàn)故障，除臭凈化后排入大氣。同時(shí)還要檢測(cè)引風(fēng)機(jī)噪聲，結(jié)果符合GB12348—2008 《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》II類的要求，順利完成項(xiàng)目任務(wù)[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一系列設(shè)計(jì)，最終完成對(duì)病死動(dòng)物無(wú)害化項(xiàng)目廢氣的收集處理，深入研究了廢氣的來(lái)源及特點(diǎn)，聯(lián)合使用多種廢氣收集方式，結(jié)合不同環(huán)節(jié)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)出多個(gè)收集口，通過(guò)變頻風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)收集效率，可以高效收集廢氣，不會(huì)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，接下來(lái)根據(jù)廢氣處理要求使用兩級(jí)堿洗滌塔、兩級(jí)植物液高效洗滌塔、生物過(guò)濾除臭設(shè)備等多種凈化設(shè)備，去除廢氣中的惡臭污染物質(zhì)，后續(xù)將樣品送至第三方機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，完全符合國(guó)家要求，經(jīng)過(guò)多道工序后排放到高空。

參考文獻(xiàn)

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