有机废气治理

　　恶臭污染物指一切能刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害人的健康和生活环境的有害恶臭物质及挥发性有机污染物（VOCs）气体物质。
恶臭物质中只有少数的气味物质是无机化合物，如：氨(NH3)和硫化氢(H2S)；绝大多数恶臭气体为挥发性有机物，如：低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物。
从其组成可分为五类：① 含硫的化合物，如H2S、硫醇类、硫醚类；②含氮的化合物，如胺类、酰胺、吲哚类；③ 卤素及衍生物，如氯气、卤代烃；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。
这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，易被氧化。当活性基团被氧化后，气味就消失，各种除臭工艺就是基于这一原理。
　　2．恶臭气体净化方法
目前，治理恶臭气体的主要方法有物理法、化学法和生物法3类。
物理法不改变恶臭物质的化学性质，只是用一种物质将它的臭味掩蔽和稀释，或者将恶臭物质由气相转移至液相或固相。常见方法有掩蔽法、稀释法、冷凝法和吸附法等。
化学法是使用另外一种物质与恶臭物质进行化学反应，改变恶臭物质的化学结构，使之转变为无臭物质或臭味较低的物质。常见方法有燃烧法、氧化法和化学吸收法（酸碱中和法）等。
物理和化学方法目前应用的主要有酸碱吸收、化学吸附、氧化法和催化燃烧三种。这些方法各有其优点，但都存在着所用设备繁多且工艺复杂、吸附剂再生困难和后处理过程复杂，能耗大等问题。
生物脱臭是20世纪50年代发展起来的新兴脱臭技术，是应用自然界中微生物能够在代谢过程中降解恶臭物质这一原理开发的大气污染控制新技术。充分利用了微生物将臭味气体中的有机污染物降解或转化为无害或低害类无臭物质的过程。与其它物理化学方法相比，用生物法处理废气投资少，净化效率高，污染物不会被转移到其它地方，可避免二次污染等优点而成为近十年来研究应用的重点，在德国和荷兰的一些生产性实践中，这一技术成功地处理了大量来自污水厂、公共区域的恶臭、VOC和有毒气体排放物。室外垃圾场恶臭气体生物处理常用方法为生物制剂法，室内垃圾恶臭气体生物处理常用方法为生物滤池处理法。近几年我国也开展了此方面的研究工作，并已得到产业化应用。
生物滤池处理垃圾恶臭气体具有运行费用极低，设备结构简单，运行维护容易，操作管理方便，处理效率高等优点，是目前实际中最常用的生物脱臭方法，技术也较成熟。表2列出了物理、化学及生物法的原理、特点及适用范围。

表2    物理、化学及生物脱臭的主要方法及比较

　　3．主流除臭技术简介
3.1化学洗涤
技术简介：
将恶臭气体通入洗涤塔，用液体对恶臭气体进行洗涤。通常，水洗只能去除可溶或部分易溶于水的恶臭物质，如氨气等；酸洗可以去除氨气和胺类等碱性恶臭气体；碱洗则适合去除硫化氢、低级脂肪酸等酸性恶臭物质。化学洗涤就是利用化学药液的主要成分与臭气成分发生不可逆的化学反应，生成新的无臭物质，以达到除臭目的。
工艺原理：
利用化学药液与臭气成分发生不可逆的化学反应，生成新的无臭物质以达到脱臭的目的；因臭气成分的不同需要选择相应的化学药剂。
主要设备是塔器，还采用一些简单的吸收贮罐和表面吸收器吸收器中装有静止或缓慢流动的液体，混合气体通过液体表面，使其中有害气体溶于溶剂中。吸收设备布局，常采用气液逆流方式，可采用部分吸收液的再循环。
化学洗涤特点：
◆由于化学试剂对恶臭气体的去除有其局限性，若要大范围的去除多种化学成分的气体，就要使用多种化学药品；并随着化学反应的增多，生成了许多中间化合物，不可避免的造成二次污染和能耗的增加。
◆系统连贯性强，需要连续运行较长时间；自动化程度要求高；由于需要连续使用气体输送设备和化学药剂，费用主要取决于化学药品的消耗量，因此运行成本相对较高。
◆一次性投资较大，一旦系统建成，不易调整；投资灵活性较差；系统中管道投资比较大；维修费用较高；新建项目需考虑占地及动力、公用设施的预留； 

　　3.2活性炭吸附
技术简介：
利用多孔活性炭层物理吸附废气中的有害气体，去除废气。属于物理反应，被吸附的物质称为吸附质，多孔固体称为吸附剂，在大气污染控制中，吸附法可以用于中低浓度恶臭气体净化。被吸附的物质一般有硫化氢和硫醇（氨和胺）。
活性炭（activated carbon）又称活性炭黑。是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大。
工艺原理：
使恶臭气体通过活性炭层，利用物理吸附去除恶臭气体，使被吸附的粒子吸附在固体表面孔隙中，同时在一定条件下，被吸附的气体容易从吸附剂中解析出来，而不改变吸附剂原来的性质，为可逆作用。
活性炭特点
◆由于活性炭的吸附能力极易受到臭气中的潮气、灰尘等的影响而下降，因此需要增设其他附属设备。
◆恶臭浓度较低时，净化效率较高，而且性能可靠，当废气浓度较高时净化效率受其特性制约；
◆方法简单，系统紧凑，占地面积小；
◆需要经常更换吸附剂，运行费用较高，会产生二次污染；

3.3臭氧除臭

技术简介：

利用臭氧O3的强力氧化作用来氧化分解恶臭气体，以达到除臭的目的，臭氧发生器的作用是将氧分子转化为臭氧分子（由三个氧原子组成分子）。大气中的氧以氧分子的形式存在，氧分子是由两个氧原子组成分子。当氧分子受到电晕放电或紫外线照射时，一些氧分子将分解成单独的氧原子（游离氧），另一些游离的氧将转化成臭氧。

工艺原理：

臭氧是世界公认的广谱高效杀菌消毒剂。臭氧比氧分子多了一活泼的氧原子臭氧，化学性质特别活泼，是一种强氧化剂。利用臭氧的强力氧化作用来氧化分解恶臭气体，已达到除臭的目的。臭氧可通过高压放电、电晕放电、化学等方法获得。

工艺特点：

◆臭氧有强烈的刺激性，对人体健康有一定的危害；

◆臭氧除臭比较适合于小空间全封闭无人工作的空间；

◆虽然臭氧是强氧化剂，但其氧化能力是有选择性的，像乙醇这种易被氧化的物质却不容易和臭氧作用；

◆臭氧还会氧化金属并产生腐蚀；

◆在产生臭氧的过程中，还会产生氮氧化物，氮氧化物会和空气中的化合物及臭氧本身进一步发生反应。所以通常情况下不推荐使用臭氧法去除臭，一般常与其他处理工艺组合使用。

3.4离子除臭
技术简介：
离子发生装置会发射出高能正、负离子，与室内空气或离子反应仓中的有机挥发性气体分子（VOC）接触，打开VOC分子的化学键，将有机臭气分解成二氧化碳和水；离子发生装置发射的离子与空气尘埃粒子及固体颗粒碰撞使颗粒荷电发生聚合作用，形成大的颗粒靠自身重力沉降下来，达到净化目的。发射的离子还可以与室内或反应仓内的静电、异味等相互发生反应作用同时有效的破坏空气中细菌的生存环境，降低室内细菌浓度，并将其完全消除。
技术特点：
◆离子净化采取以人为本的主动除臭方式，不仅能扼制有害气体的扩散；同时能够满足人们的感觉舒适时所需的负离子量，从根本上改善环境；处理后的气体可直接排入大气；
◆投资少，见效快；
◆系统独立安装，调试简单，控制方便，运行成本低；
◆对于单体设备，体积小，重量轻；安装无特殊要求；使用方便；可以根据需要随时运行或关闭；
◆无二次污染物产生；
◆经常与活性炭吸附技术配合使用

3.5蓄热式燃烧除臭技术

技术简介：

蓄热式燃烧器的基本原理是在高温下（800℃～900℃）将有机污染物氧化生成CO2和H2O，从而净化废气，并回收分解时所释出的热量，以达到环保节能的双重目的。RTO设备采用多个燃烧室交替运行结构型式，并采用陶瓷填料回收热能，热回收率大于90%，处理VOC时不用或使用很少的燃料。若处理低浓度废气，可选装浓缩装置进行预处理，以降低燃烧消耗。

工艺特点

◆适合处理中高浓度有机废气；

◆净化率高，净化率一般在95%以上；

◆可实现全自动化控制，操作简单，运行稳定，安全可靠性高。

◆蓄热室内温度均匀分级,加强了炉内传热，换热效果更佳，炉膛容积小，降低设备造价；

◆采用分级燃烧技术，延缓状燃烧下释出热能；炉内升温匀，烧损低，加热效果好，不存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区，抑制了热力型氮氧化物（NOX）的生成，无二次污染；

◆可根据废气情况，合理设置热能回收装置，在高温燃烧室接导热油或余热锅炉，充分利用治理废气中的余热；

◆系统采用PLC自动燃烧控制，自动化程度高、运行稳定、安全可靠性高。

　　3.6催化燃烧除臭技术
技术简介：
催化燃烧是一种类似热氧化的方式来处理VOC 的，它净化有机物是用铂、钯等贵金属催化剂及过渡金属氧化物催化剂来代替火焰， 操作温度较热氧化低一半，通常为250 ℃～500 ℃。由于温度降低，允许使用标准材料来代替昂贵的特殊材料，大大地降低设备费用和操作费用。与热氧化相似，系统仍可分为间壁式催化燃烧和蓄热式催化燃烧两类热量回收方式。
间壁式催化燃烧(简称为TR0)是在催化床后设一个换热器，该换热器在降低排放气温度的同时，也预热含VOC 的有机废气，其热回收达60 %～75 %。
蓄热催化燃烧(简称为RCO) 是一种新的催化技术，它具有RTO 高效回收能量的特点和催化反应的低温操作及能量有效性的优点，将催化剂置于蓄热材料的顶部，来使净化达到最优，其热回收率高达95 %～98 %。RCO 系统性能的关键是使用专用的催化剂，浸渍在鞍状或是蜂窝状陶瓷上的贵金属或过渡金属催化剂， 允许氧化发生在RTO 系统温度的一半，既降低了燃料消耗，又降低了设备造价。
工艺特点：
◆净化效率高，可高达98%以上，确保排气达到环保排放标准；
◆进行无焰燃烧，设置多重安全设施，设备运转安全、可靠；
◆起燃温度低，换热及加热效率高，能耗小，运行成本低；
◆设备布置结构紧凑，占地面积小，节省土建和安装费用，方便运行及检修管理等；
◆采用非常完善的余热回收系统，最大限度的回收余热，正常生产过程无需燃料；

3.7生物法除臭

技术简介：

生物法除臭是我公司的主推产品，长期与中国海洋大学、哈尔滨工业大学、同济大学、昆明理工大学建立科研合作及项目产业推广关系。公司以科技情报为先导，以技术开发为基础，凭借雄厚的人才技术实力和多年服务于恶臭治理、粉尘治理的经验，不断的引进和吸收国内外前沿技术，研制开发了专利技术—复合生物滤池除臭技术。

该技术的主要原理是利用高效复合生物滤池中的高效复合微生物菌落处理含有硫化氢﹑氨﹑硫醇﹑硫醚等的恶臭气体和含有苯﹑甲苯﹑氯苯、低级脂肪烃、醇、醛、酮等挥发性有机物的有机废气，处理设备和技术的核心为高效复合生物滤池（塔）、有利于生物附着和生长附着的填料和高效复合微生物菌种，特点是复合生物滤池中的微生物在适宜的环境条件下，利用废气中的无机和有机物作为碳源和能源，通过降解恶臭物质维持其生命活动，并将恶臭物质分解为水和二氧化碳等无臭物，达到净化使恶臭气体的目的。

可处理的恶臭无机化合物主要包括氨、硫化氢等。可处理的挥发性恶臭有机物主要包括含硫有机物（硫醇、硫醚）、含氮有机物（胺、酰胺）、含氧有机物（醇、醚、酮、醛）、以及烃类（脂肪烃和芳香烃）和卤素衍生物等。

本实用新型为一种净化中低浓度恶臭和废气的复合生物过滤装置，它由新型生物滴滤池和新型生物过滤池组成。其特点是结合了生物洗涤法、生物滴滤法和生物过滤法的优点，消除了它们的各自缺点，通过对设备结构、填料和微生物群落的改进和优化，大大提高了对复杂恶臭气体和工业废气的处理能力和效率。同时，本装置具有设备结构和操作简单、工作稳定、生物菌种和填料易得、启动容易、运行稳定、处理效率高、设备制造成本低、处理成本低的优点，特别适用于中低浓度复杂恶臭气体的净化和处理。

设备原理及工艺描述：

复合生物滤池设备、复合填料和除臭工程复合生物菌种为具有自主知识产权的设备和技术。

生物降解恶臭气体的过程可以归纳为以下几个步骤进行：

① 恶臭气体物质与填料被微生物吸附或吸收在生物体内，由气相转移至到生物相。

② 恶臭气体物质与生物滤池和填料－生物膜表面的水接触溶于水，由气相转移至液相水中，溶解在水中的H2S被栖息在填料上的生物所吸附，由液相转移到生物相。

③ 微生物以恶臭气体物质为食栖息，恶臭物及VOCs被微生物氧化分解，。在转料化过程中产生能量，为微生物的生长与繁殖提供了能源，使恶臭气体物质的转化能持续进行。

　　（1）设备及技术基本原理
利用筛选处理后的复合填料和工程复合微生物的吸附－降解作用降解恶臭物质，使之氧化为CO2和H2O等最终无臭产物，从而达到无臭化、无害化的目的。本设备中微生物的降解恶臭气体污染物过程的基本原理为：

　　（2）除臭工艺流程
其处理流程是含恶臭物质的气体被收集后，经过除尘增湿等预处理（视具体情况而定）后，送入复合生物滤池，恶臭气体通过滤床层时恶臭物质从气相转移至水一微生物混合相（生物层），由附着生长在填料上的生物的代谢作用而被分解，最后从排入大气，达到无污染排放。
工艺特点：
◆集国家专利技术和专有保密技术于一体，设备和技术性能稳定可靠。
◆采用复合生物滤池专利技术，能同时有效地生物净化无机和水溶性及非水溶性有机污染物（VOCs），无二次污染问题。
◆选用的填料经预处理，采用特殊方法提高了填料的稳定性和其使用寿命。
◆针对不同污染气体采用复合微生物菌种，能有效提高单位体积的生物降解速率。
◆生物膜固着生长，生态条件稳定，单位体积内生物量大，高密度的微生物群具有较高的微生物吸附和生物氧化的能力，因而对外界负荷、毒物冲击的抵抗力强。
◆微生物分解恶臭物质的速度快、效率高、稳定。
◆本项目生物法不仅低浓度VOC的处理而且对中等或高浓度VOC的处理及难溶废气的处理。
◆设备简单、维护管理方便、投资和运行费用低，设备和系统无需人值守。
◆设备材料为耐腐蚀材料，如玻璃钢材料和特种复合材料等，能适应多种工作环境。
◆设备的先进可靠，整个系统可进行全自动控制。
◆系统除臭效率高、能耗低、方便管理等特点。
◆恶臭气体脱除率大于95%--98%的目的。
◆设备和技术处于国际领先水平。
◆该技术与吸收法、吸附法、燃烧法等传统工艺相比，具有工艺流程短、设备简单、运行费用低、无二次污染等优点，尤其在处理低浓度、复杂成分的恶臭气体时，具有其他方法不可比拟的优势。在处理低浓度的有机气体和无机臭气时，生物法的一次性投资是吸附法的1/8-1/5、燃烧法的1/3、化学吸收法1/3左右；运行费用是吸附法的1/10、燃烧法的1/20、化学吸收法的1/15，经济效益显著。
适用领域：
该技术适用于各种污水处理厂、垃圾处理厂、垃圾中转站、堆肥厂、涂料与喷漆厂、炼焦厂、制药厂、有机原料及合成材料厂、农药厂、染料厂、石油化工厂、鞋厂、印刷厂、造纸厂、养殖厂等等恶臭气体与废气的净化和处理，能形成很好的产业化环保产业。