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恶臭污染作为七大环境公害之一,不仅危害人体健康,而且严重影响居民生活环境,成为目前大气污染防治研究热点之一。我国城镇正处于恶臭污染的高发阶段,居民投诉日益增多,臭气扰民事件时有发生。因此恶臭废气的治理已经成为我国环境保护一个必须解决的问题,将具有使一方百姓免受臭(毒)气污染危害的重大社会及环保意义。
针对水产饲料生产的恶臭废气,通过生物法处理双组分恶臭气体如三甲胺和二硫化碳、甲硫醚和三甲胺的过程影响因素、过程机理及生物降解宏观动力学,生物脱臭装置研制,示范工程等方面的应用研究,尝试建立工业恶臭废气生物处理装置设计计算公式,以期为生物脱臭技术工程推广应用提供指导,为生物脱臭的产业化应用奠定基础。
采用生物滴滤塔处理含三甲胺(TMA)和二硫化碳(CS2)的混合恶臭气体,研究结果表明,三甲胺和二硫化碳的生物降解效率分别可达99.9%、90%、进气浓度的提高对三甲胺的生物降解效率影响微弱,对二硫化碳的生物降解效率影响较大。适宜空床停留时间为20.6s,三甲胺去除几乎不受循环液pH变化的影响,二硫化碳的去除率则在pH=7-8.3时较高。生物降解动力学研究表明,生物塔对三甲胺的最大去除能力优于二硫化碳,对二硫化碳的亲和力优于三甲胺。
用甲硫醚替代第一阶段的二硫化碳,用生物滴滤塔处理由三甲胺和甲硫醚组成的混合臭气,实验结果表明,生物滴滤塔对污染物成分的改变有良好的适应性。甲硫醚浓度在0-100mg/m3范围内,三甲胺浓度为0-10mg/m3时,有利于甲硫醚的去除;三甲胺浓度为25-50mg/m3时,对甲硫醚的去除有抑制作用。适宜喷淋密度为0.94m3/㎡·h,适宜的pH范围为4-6.5。甲硫醚的生物降解产物为硫酸根,并且生物滴滤塔存在硫酸盐还原过程。三甲胺的最终降解产物为氨,且循环液中氮元素没有积累,说明生物滴滤塔存在硝化反硝化过程。
论文初步建立了生物滴滤塔工业装置的设计计算体系,并设计计算处理能力为12,968m3/h水产饲料恶臭气体的示范工程生物滴滤塔。生物法处理水产饲料恶臭废气示范工程研究表明,在288天运行期间工程装置表现出了良好的运行稳定性,氨的净化效率一般稳定在90%以上,最高可达99%。经过当地环境监测站监测结果表明水产饲料恶臭废气可实现达标排放。对工程示范装置进行经济分析表明,每年运行费用为53,438元。总处理成本按产量计算为3.14 RMB/t水产饲料,废气处理成本只占产品产值的0.053%;按处理能力计算为1.41 RMB/Km3废气。与吸附、吸收相比,生物脱臭没备具有设备简单、运行费用低和处理效果好的优点,具有良好的社会经济效益和发展及应用潜力。