Xử lý khí thải lên men

Mùi hôi là những chất có mùi trong không khí, nước, đất, chất thải rắn và các chất khác. Chúng tác động lên cơ quan khứu giác của con người thông qua môi trường không khí, gây cảm giác khó chịu và có hại cho sức khỏe con người. Cho đến nay, có hơn 4.000 chất tạo mùi mà khứu giác của con người có thể cảm nhận được, nhưng chúng thường được chia thành ba loại: các hợp chất chứa lưu huỳnh (hydro sunfua, mercaptans, dimethyl); các hợp chất chứa nitơ (amoniac, amin, nitriles, hợp chất nitro) và các hợp chất dị vòng chứa nitơ (carbon, hydro hoặc carbon, rượu bậc thấp, aldehyd, axit béo, v.v.). Trong số đó, tám chất có mùi chính có tác động lớn hơn đến cơ thể con người là: hydrogen sulfide, amoniac, trimethylamine, methyl mercaptan, methyl sulfide, carbon disulfide, styrene và dimethyl disulfide. Khí có mùi mà chúng ta thường nhắc đến là loại khí có mùi khuếch tán trong không khí, gọi là mùi.

Các nguồn khí gây mùi phân bố rộng rãi, chủ yếu từ các bãi xử lý chất thải rắn, nhà máy hóa chất sử dụng dầu mỏ làm nguyên liệu, trạm bơm nước thải, nhà máy xử lý nước thải, nhà máy dược phẩm, nhà máy chế biến thức ăn và phân bón, trang trại chăn nuôi, nhà máy sợi hóa học, xưởng thuộc da, nhà máy bột giấy, cũng như nhà vệ sinh công cộng, trạm trung chuyển phân và những nơi khác. Các sản phẩm hoặc sản phẩm không hoàn chỉnh của quá trình kỵ khí và hiếu khí của protein, chất béo và carbohydrate trong nước thải tạo ra các chất có mùi như hydro sunfua (H2S), amoniac (NH3), indole (C8H5-NHCH3), trimethylamine (CH3)3N, methyl mercaptans CH3SH, dimethyl disulfide (CH3SSCH3), methyl sulfide CH3SCH3), acetaldehyd, rượu bậc thấp, axit béo, v.v. Khi các chất này thải vào không khí không chỉ khiến con người cảm thấy khó chịu, buồn nôn, đau đầu, chán ăn. Thiếu năng lượng, rối loạn giấc ngủ, rối loạn khứu giác, tâm trạng thất thường, mất bình tĩnh, gây ra bệnh hen suyễn, v.v., thậm chí gây ra bệnh cấp tính.

Khí thải có mùi hôi là do nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra trong đó có tình trạng lên men

Để cải thiện chất lượng môi trường sống của cư dân và loại bỏ những nguy cơ tiềm ẩn về ô nhiễm không khí, việc kiểm soát nguồn mùi đã trở thành một trong những vấn đề môi trường cần được giải quyết cấp bách ở một số khu vực. Hiện nay, các phương pháp xử lý khí thải có mùi truyền thống bao gồm phương pháp đốt, phương pháp hấp thụ, phương pháp hấp phụ, phương pháp sinh học, phương pháp quang xúc tác, phương pháp điện xúc tác, v.v.

Phương pháp đốt

Phương pháp đốt chủ yếu được chia thành phương pháp đốt trực tiếp và phương pháp đốt xúc tác theo nhiệt độ đốt và môi trường phụ trợ.

Phương pháp đốt có xúc tác phù hợp hơn cho việc lọc khí thải có nồng độ cao và thể tích nhỏ. Khi xử lý khí thải có nồng độ thấp, do cần phải duy trì nhiệt độ đốt xúc tác từ 300 đến 400°C nên các quá trình cô đặc như kích hoạt. Sự hấp phụ carbon là cần thiết để tăng giá trị nhiệt đốt của khí thải, nhưng hơi nước, ô nhiễm dầu và các hạt vật chất trong khí thải có thể dễ dàng gây ra các vấn đề như giảm khả năng hấp phụ của than hoạt tính và ngộ độc và khử hoạt tính của chất xúc tác, làm hạn chế khả năng hấp phụ của than hoạt tính. khuyến khích và sử dụng phương pháp này ở một mức độ nhất định.

Phương pháp đốt trực tiếp là thêm nhiên liệu phụ và đưa khí thải vào lò đốt để đốt. Tuy nhiên, nhìn chung có các điều kiện nhiệt độ nhất định. những vấn đề sau trong quá trình sử dụng:

• Khi đốt các chất hữu cơ chứa clo, brom và hydrocacbon thơm, các chất gây ung thư mạnh như dioxin dễ dàng được tạo ra, đặc biệt là trong quá trình khởi động và tắt lò đốt. Để tránh sản sinh ra dioxin, nhiệt độ đốt phải được tăng lên. Trên 1200°C, việc duy trì nhiệt độ đốt cao như vậy không chỉ làm tăng chi phí vận hành mà còn làm tăng đáng kể yêu cầu đối với lò đốt.
• Sự ăn mòn hydro clorua sẽ xảy ra khi đốt chất hữu cơ clo hóa. Đặc biệt ở nhiệt độ cao, đặc tính ăn mòn của hydro clorua được tăng cường đáng kể. Nó không chỉ ăn mòn đường ống mà nghiêm trọng hơn là gây ra sự ăn mòn trong lò đốt.
• Có nguy cơ nổ trong quá trình đốt, đặc biệt là khí dễ cháy, nếu đạt đến giới hạn nổ và gặp ngọn lửa hở thì có thể gây nổ. Ngoài ra, nếu khí thải có chứa halogen, nitơ và lưu huỳnh thì phương pháp đốt dễ tạo ra các chất ô nhiễm thứ cấp là dioxin, oxit nitơ và oxit lưu huỳnh.

Phương pháp hấp thụ

Phương pháp này sử dụng các tính chất vật lý và hóa học của các chất ô nhiễm để hấp thụ và loại bỏ khí thải bằng nước hoặc chất lỏng hấp thụ hóa học. Phương pháp này có hiệu suất loại bỏ cao và vận hành và quản lý thuận tiện nếu thiết kế và vận hành hợp lý, nhưng nó có yêu cầu cực kỳ cao về quản lý thiết bị và vận hành và chỉ các chất ô nhiễm có thể hòa tan trong chất lỏng hấp thụ hoặc có thể phản ứng với chất lỏng hấp thụ mới có thể được loại bỏ một cách hiệu quả.

Phương pháp hấp phụ

Phương pháp này là sử dụng lực hấp phụ mạnh của chất hấp phụ lên các chất ô nhiễm để đạt được mục đích làm sạch khí thải khi các chất ô nhiễm đi qua tháp hấp phụ được trang bị chất hấp phụ (như than hoạt tính, sàng phân tử kỵ nước, v.v.). Phương pháp này có thiết bị đơn giản, hiệu quả loại bỏ tốt và chủ yếu được sử dụng trong xử lý cuối cùng của quá trình tinh chế. Nhược điểm của phương pháp này là hiệu quả xử lý thấp đối với khí thải có nồng độ cao, diện tích sàn lớn, sức cản không khí lớn và cần phải thay thế hoặc tái tạo chất hấp phụ thường xuyên. Hơn nữa, khí được giải hấp bởi chất hấp phụ rất khó thu gom và khó thu hồi. cuối cùng được thải trở lại khí quyển. Một giải pháp không đầy đủ.

Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học là quá trình xử lý được nghiên cứu nhiều hơn trong những năm gần đây. Ưu điểm nổi bật nhất của phương pháp này là chi phí xử lý thấp và cơ bản không gây ô nhiễm thứ cấp. Mặc dù phương pháp sinh học có hiệu quả trong việc làm sạch các chất ô nhiễm hữu cơ nồng độ thấp và có ưu điểm là tiêu thụ năng lượng thấp nhưng lại chịu sức cản không khí lớn, tốc độ phân hủy chậm, thiết bị cồng kềnh và dễ bị ảnh hưởng bởi nồng độ và nhiệt độ chất ô nhiễm. chỉ thích hợp cho A để xử lý các chất ưa nước và dễ phân hủy sinh học, vẫn còn một khó khăn nhất định trong việc xử lý các chất kỵ nước và khó phân hủy sinh học.

Công nghệ quang xúc tác

Quá trình oxy hóa xúc tác bán dẫn cảm quang hoặc xúc tác quang oxit kim loại nano cũng là một điểm nóng nghiên cứu trong những năm gần đây. Tuy nhiên, hiệu suất phân hủy của công nghệ này được kiểm soát bởi tốc độ khuếch tán của các chất ô nhiễm và bề mặt tiếp xúc của chất xúc tác, đồng thời chất xúc tác đắt tiền và có thể dễ dàng sử dụng. bị nhiễm độc và không hiệu quả. Hiện nay, công nghệ quang xúc tác khó được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn và hầu hết chỉ giới hạn ở các giai đoạn nghiên cứu thực nghiệm và ứng dụng thể tích không khí nhỏ.

Công nghệ xúc tác điện

Khi điện áp đặt vào đạt đến điện áp đánh lửa của khí, khí bị phá vỡ, tạo ra hỗn hợp bao gồm các electron, các ion, nguyên tử và gốc tự do khác nhau. Trong quá trình phóng điện, mặc dù nhiệt độ electron rất cao nhưng nhiệt độ của các hạt nặng lại rất thấp và toàn bộ hệ thống ở trạng thái nhiệt độ thấp. Công nghệ xúc tác điện làm suy giảm các chất ô nhiễm bằng cách sử dụng các electron năng lượng cao, các gốc tự do và các hạt hoạt động khác để tương tác với các chất ô nhiễm trong khí thải, khiến các phân tử chất ô nhiễm bị phân hủy trong thời gian rất ngắn và thực hiện các phản ứng khác nhau để phân hủy các chất ô nhiễm.

Các phương pháp khác nhau có thể được sử dụng để mang đến hiệu quả trong việc xử lý khí thải lên men

Phương pháp plasma

Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất ngoài trạng thái rắn, lỏng và khí. Nó có tính trung hòa điện vĩ mô và độ dẫn điện cao. Plasma chứa một số lượng lớn các electron, ion, hạt kích thích và photon hoạt động. Do sự va chạm giữa các hạt hoạt động này và các phân tử khí, một số lượng lớn các gốc tự do oxy hóa mạnh được tạo ra. Các phân tử hữu cơ bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa mạnh này và cuối cùng bị phân hủy thành CO2 và H2O. Các công nghệ tạo plasma chính bao gồm: phương pháp phóng điện corona DC, phương pháp phóng điện xung, phóng điện rào cản điện môi và phóng điện bề mặt. Áp suất khí của phóng điện hào quang và phóng điện rào cản điện môi trong các lò phản ứng phóng điện thông thường là 105Pa, và cường độ điện trường lần lượt là 5& lần. . ; 104 và 102-105, plasma được tạo ra bằng cách phóng điện điện áp cao, rất nguy hiểm cho việc xử lý một số loại khí thải dễ cháy và nổ. Do đó, từ góc độ an toàn, phương pháp này không được khuyến khích trong dự án này.

Nhược điểm của plasma:

• Rất dễ tạo ra tia lửa điện. Dưới điện áp cực đại cao, lò phản ứng dễ bị phóng tia lửa điện, không chỉ làm tăng mức tiêu thụ điện năng mà còn phá hủy tiến trình phóng điện bình thường, hiệu suất lọc thấp và nguy hiểm.
• Khi đường kính của vật liệu làm đầy là 3mm và cường độ điện trường là 4KV/cm, quá trình phân hủy các chất hữu cơ như benzen không hoàn toàn do sự cố và tạo ra tia lửa.
  Thiết bị plasma nhiệt độ thấp có yêu cầu cao về thiết kế cấu hình, độ chính xác chế tạo và độ chặt chẽ của các bộ phận thiết bị. Ví dụ, đối với các thông số như tần số điện trường, điện áp, xung tần số cao, nếu một trong các thông số trong bộ thiết bị hoàn chỉnh không đáp ứng yêu cầu như điện áp thấp, tần số quá cao hoặc quá thấp, v.v. , nó sẽ tạo ra một lượng lớn ion. Tác động thậm chí có thể gây ra vụ nổ.

Công nghệ oxy hóa tiên tiến LTAOP

Công nghệ oxy hóa tiên tiến là phương pháp công nghệ mới ra đời dựa trên sự cải tiến của phương pháp oxy hóa hóa học cổ điển trong công nghệ xử lý truyền thống được đề xuất bởi GLAZE WH et al. Công nghệ oxy hóa tiên tiến Quá trình oxy hóa nâng cao được gọi là AOP. Điều đó có nghĩa là O3 tạo ra một lượng lớn gốc hydroxyl (OH) dưới tác dụng của chất xúc tác oxy hóa để oxy hóa các chất ô nhiễm khó cháy thành CO2, H2O và axit cacboxylic vô hại, tiến tới quá trình khoáng hóa hoàn toàn. Đây là phương pháp hứa hẹn nhất để xử lý các chất ô nhiễm khó cháy.

Công nghệ LTAOP được sử dụng để xử lý các loại khí có mùi hôi. Sau quá trình oxy hóa mạnh các nguyên tử oxy phản ứng với chất hữu cơ, sản phẩm cuối cùng là H2O, CO2 và các axit cacboxylic vô hại. Chất oxy hóa mạnh do máy ion hóa tạo ra sẽ tạo ra các gốc hydroxyl (OH) cực mạnh khi gặp nước. Các gốc này có thể phân hủy gần như toàn bộ chất hữu cơ và oxy hóa hydro (H) và carbon (C) mà chúng chứa thành nước và carbon dioxide. Ngoại trừ tiêu thụ điện và nước, không tiêu thụ nguyên liệu thô nào khác, không gây ô nhiễm thứ cấp và không cần xử lý thứ cấp. Đây là công nghệ đầu tiên ở Trung Quốc xử lý khí thải và là công nghệ duy nhất.

Cơ chế hoạt động của công nghệ LTAOP:

Máy tạo ion tạo ra các nguyên tử oxy và O3 có đặc tính oxy hóa mạnh dưới tác dụng phóng điện cao áp. Các ion tạo thành một số lượng lớn nhóm hydroxyl (OH) dưới tác dụng của nước. Các nhóm hydroxyl (OH) có khả năng oxy hóa cực mạnh. Trong quá trình phân hủy oxy hóa nâng cao, O3 tham gia phản ứng trực tiếp và OH tham gia phản ứng gián tiếp Trong điều kiện pH> 4, 90% được hoàn thành bằng phản ứng gián tiếp.

Các phản ứng giữa quá trình oxy hóa nâng cao và các chất ô nhiễm:

• Phản ứng trực tiếp: chất ô nhiễm+O3→CO2+H2O+RCOOH

Lưu ý: O3 (Eo=2.07V) có tính chọn lọc và chậm

• Phản ứng gián tiếp: chất ô nhiễm+OH→CO2+H2O+RCOOH

Lưu ý: OH (Eo=2,8V) có điện thế cao, không có tính chọn lọc, tốc độ nhanh, khả năng phản ứng mạnh và tốc độ nhanh, có thể kích hoạt các phản ứng dây chuyền để phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ.

Khí thải được thu thập thông qua hệ thống thu gom do người mua xây dựng và đưa vào bộ thiết bị xử lý hoàn chỉnh của chúng tôi. Khí thải đi vào tháp oxy hóa xúc tác thông qua cửa hút gió. Đồng thời, khí oxy hóa do máy tạo ion tạo ra đi vào tháp oxy hóa xúc tác qua đường ống. Nó được trộn hoàn toàn với khí thải thông qua thiết bị phân phối khí. Khí thải trải qua phản ứng oxy hóa. Khi bước vào giai đoạn xúc tác trên của tháp oxy hóa xúc tác, khí thải Dưới tác dụng xúc tác của chất xúc tác, nó bị phân hủy hoàn toàn để tạo ra CO2, H2O và axit cacboxylic vô hại, sau đó đi vào chất kiềm. tháp rửa Dưới tác dụng của chất lỏng phun, axit cacboxylic phân tử nhỏ và một lượng nhỏ các chất hòa tan trong nước khác được tạo ra sau quá trình oxy hóa được hấp thụ. Khí sạch đã qua xử lý đi vào ống xả thông qua quạt hút cảm ứng và được thải ra theo tiêu chuẩn.