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活性氧离子系统在挥发性有机物(VOCs)治理上的运用

活性氧离子系统在挥发性有机物(VOCs)治理上的运用

VOCs 简介
 
挥发性有机物,常用 VOC 表示,它是 Volatile Organic Compound 三个词第一个字母的缩写,总挥发性有机物有时也用 TVOC 来表示。
 
按照世界卫生组织的定义沸点在 50℃-250℃的化合物,,室温下饱和蒸汽压超过 133.32Pa,在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。按其化学结构的不同,可以进一步分为八类:烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。 VOC 的主要成分有:烃类、卤代烃、氧烃和氮烃,它包括:苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。
 
二、VOCs 的危害
 
VOC 侵入身体,会造成视听觉不适、神经系统受损、神经质、抑郁症、记忆混淆、迷乱、握力变弱、肺中毒、肝肾功能受损等,严重的话还会导致癌症病变。当然,某些化学品如苯、甲苯、卤代烯烃等已被怀疑或确定为致癌物质。
 
VOCs 散发与环境中逸散至大气后经阳光照射会与氮氧化物产生臭氧浓度上升及光化学烟雾等环境污染问题
 
某些挥发性有机物 VOCs 排放综述
 
(1)饲料加工企业
 
饲料的主要成分一般为动植物蛋白质、脂肪、纤维和添加剂,这些组分在受到蒸煮后热解,一部分组分受热蒸发,一部分组分热解成低分子物质,可挥发性的物质混合后在干燥过程中会随水分扩散至空气中,由于每种成分都有其独特的气味,多种气味混杂则形成了生产饲料过程中的恶臭废气。恶臭废气的化学组成多为:炔烃醇类、内脂类以及少量含硫化合物等;还含有大量细小玉米粉等颗粒物。


根据调查,项目的恶臭废气主要来自于饲料制粒后产品的烘干工序,而且饲料加工行业中尤以鱼饲料加工烘干工序中排放的恶臭废气浓度最高。
 
(2)表面涂装企业
 
表面涂装企业废气排放主要来自于涂装过程的三个阶段:
 
喷漆室废气
 
排出废气为喷涂过程中挥发的有机溶剂,主要污染物为甲苯、二甲苯等。
 
晾干间废气
 
主要为湿漆膜在晾干过程中有机溶剂的挥发,主要污染物为甲苯、二甲苯等。
 
烘干室废气
 
烘干废气的成分包含有机溶剂,树脂固化及热分解过程产生的废气。其中电泳烘干废气浓度为 500-1000mg/m3 ,烘干废气有机物浓度约2500mg/m3。
 
(3)橡胶制造企业
 
橡胶轮胎废气的主要产生环节是炼胶和硫化两个工序。
 
炼胶工序:炼胶包括塑炼和混炼。
 
塑炼:是为了满足各种加工工艺过程对胶料可塑度得要求,通常在一定条件下对生胶进行机械加工,使之由强韧的弹性状态转变为柔软而具有可塑性的状态,这个工艺过程称为塑炼。
 
混炼:是将塑炼胶或者具有一定可塑性的橡胶与配合剂在机械作用下混合均匀,制成胶料,以便制造具有各种性能的橡胶制品。配合剂与胶料的混炼工艺过程可分为四个阶段:混入、分散、混合和塑化。橡胶轮胎厂炼胶量大,在炼胶时需要将各种配合剂和生胶加入密炼机的进料口中,因此在此过程中会产生一定量的原料泄露和一定量的粉尘泄露。而在密炼机的出料口也会产生大量废气,除了烟尘和水蒸气外,还含有油类混合物,包括乳化油和乳油。其中乳化油的油珠粒径小于 10 微米,一般为 0.1—2.0 微米。气体中含有表面活性剂,使油珠成为稳定的乳化液,停留在管道就会形成油状物,长期积累的油泥状物直接排向大气就会使周围物体表面积附油垢。
 
炼胶废气中主要污染物含有粉尘、硫化氢、二硫化碳、甲苯、非甲烷总烃。
 
硫化工序
 
硫化就是将具有一定塑性和黏性的胶料经过成型工艺后而制成的胶辊半成品在一定外部条件下通过化学因素(如硫化体系)的作用,重新转化为软质弹性橡胶制品或硬质韧性橡胶制品,从而获得使用性能的工艺过程。在硫化过程中,外部的条件使胶料组分中的混炼胶与硫化剂发生化学反应,由线形的橡胶大分子交联成立体网状结构的大分子,从而大大改善了橡胶的各项性能,使橡胶胶辊获得了能满足产品使用需要的硬度、耐热、耐老化、耐酸碱、耐高温、弹性等物理机械性能和其他性能。硫化的实质是交联,即线形的橡胶分子转化为空间网状结构过程。
 
硫化分为四个阶段:焦烧阶段、热硫化阶段(欠硫期—预硫阶段)、硫化平坦阶段(正硫期—正硫化阶段)、过硫阶段(过硫期)。
 
硫化过程中使用的硫化剂分为无机和有机两大类。前一类有硫磺、一氯化硫、硒、碲等。后一类有含硫的促进剂(如促进剂 TMTD)、有机过氧化物(如过氧化苯甲酰)、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯、马来酰亚胺衍生物等。
 
橡胶硫化剂包括元素硫、硒、碲,含硫化合物,过氧化物,醌类化合物,胺类化合物,树脂类化合物,金属氧化物以及异氰酸酯等。用得最普遍的是元素硫和含硫化合物。
 
因此硫化过程中产生的废气主要成分为含硫化合物、含氧有机物、烃类等。橡胶轮胎废气的臭气成分复杂多变。大致可分成 5 类:

1)含硫的化合物:如 H2S、SO2、硫醇类、硫醚类;

2)粉尘类:如碳黑;
 
3)含氯的化合物:如酰胺、吲哚类;
 
4)烃类:如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃;
 
5)含氧的有机物,如醇、酚、醛、酮、有机酸等。


(4)塑料制品企业
 
塑料制品企业废气主要来源于塑料生产过程中的配料、混炼、造粒、挤塑、压延、发泡等生产环节 。
 
主要污染物为 PU 树脂、PVC 树脂、有机溶剂(甲苯、丁酮、二辛脂)、辅助、溶剂、油墨、及胶粘剂
 
(5)生活污水处理
 
生活污水处理废气主要来自于污水处理工序中的厌氧池、好氧池及污泥处理车间等 。
 
主要污染物为 H2S、NH3、硫醇、硫醚等污染物。

 

挥发性有机物 VOCs 治理工艺
 
(1)饲料加工企业挥发性有机物(VOCs)排放治理技术
 
根据饲料加工企业不同可采用单一或组合治理技术进行治理。
 
一般植物类饲料加工企业应采用的治理技术为:水洗+纳米光解+植物液雾化治理组合工艺。
 
动物类饲料加工企业应采用的治理技术为:酸洗+碱洗+纳米光解+植物液雾化治理组合工艺。
 
典型设备示意图如下图所示:
 

 

(2)表面涂装企业发性有机物(VOCs)排放治理技术
 
根据表面涂装企业不同可采用单一或组合治理技术进行治理。
 
一般表面涂装企业应采用的治理技术为:漆雾过滤+水洗+纳米光解+植物液雾化治理组合工艺。
 
(3)橡胶制造企业
 
根据橡胶制造企业不同可采用单一或组合治理技术进行治理。
 
一般橡胶制造企业应采用的治理技术为:碱洗+纳米光解+植物液雾化治理组合工艺。
 
如下图所示:
 

 

(4)塑料制品企业

根据塑料制品企业不同可采用单一或组合治理技术进行治理。

一般塑料制品应采用的治理技术为:水洗+高效离子+植物液雾化治理组合工艺。

(5)生活污水处理

生活污水处理废气主要来自于污水处理工序中的厌氧池、好氧池及污泥处理车间等 。

主要污染物为 H2S、NH3、硫醇、硫醚等污染物。

1. 污水处理废气收集

我司常用两种加罩方式有:

1)膜体系+金属骨架(反吊膜)如下图所示:

整个反吊结构包括:钢结构、索勾建及覆盖膜体,其特征在于所有钢构件均架设与污水池体屋面覆盖材料之上,与恶臭直接接触的是耐腐蚀性很强的膜体,膜体把恶臭气体遮住,钢构件作为支撑将膜体悬吊。这样既发挥膜材料的抗腐蚀性能,又从根本上解决钢结构与腐蚀性气体接触带来的腐蚀问题。因而钢结构可以按照普通建筑结构考虑,具有 50 年的使用寿命,膜体系也有 15 年的品质保证,充分发挥了钢构件的结构性能,实现了结构骨架与覆盖材料的完美结合。

 

2)不锈钢骨架+玻璃钢板


玻璃钢在是目前池体加盖应用最广泛的一种材料,具轻质高强、耐腐蚀性能好、造价低等诸多优点。其相对密度在 1.5~2.0 之间,只有碳钢的 1/4~1/5,可是拉伸强度却接近,甚至超过碳素钢,而比强度可以与高级合金钢相比。FRP 是良好的耐腐材料,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。

玻璃钢盖板具有良好的耐酸碱抗腐蚀性,使用年限长达10-15年。由于膜材料密度小,强度高,对于大跨度的池体较合适,从最大程度上减轻了自重荷载的影响,对风载,雪载和地震作用的抵抗能力更强。同时膜安装快捷便利,钢结构和膜体的加工都在工厂进行,现场安装时间很短,减少了对场地的占用,同时加工质量得到有效保障,膜加盖池体内部空间较大,不影响池体内部设备运转,设备操作容易。主要应用于大跨度污水池加盖。

如下图所示:

2. 污水处理废气治理


一般生活污水处理厂应采用的治理技术为:活性氧离子组合治理工艺。


如下图所示:

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