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生化法净化工业有机废气的研究

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1 前言
       生物化学净化方法以前多被应用于废水处理领域 ,已经有一百多年的历史 ,而研究利用微生物处理废气的历史则很短 ,比较广泛的研究是从八十年代初荷兰和德国科学家将其应用于有机废气净化领域且获得良好净化效果后才开始的 ,随即引起美国、日本和英法等许多欧美国家的重视。
       自八十年代末期起 ,这一方法已逐渐变成了世界工业废气净化研究的前沿热点研究课题之一我国目前只对高浓度工业有机废气采取了净化处理如吸收法 ,吸附法和催化燃烧法等方法 ,但对于低浓度 ( 5mg m3)工业有机废气的净化处理则难度很大 ,是世界上工业废气净化研究的一个难题 ,目前尚无经济有效的治理措施。这类低浓度工业废气的净化处理也是当今国内外环境保护方面的难题之一。
       生物法废气净化技术就是为解决这类既无回收利用价值、又扰民并污染环境的低浓度工业有机废气净化处理的难题而开发的 ,属目前世界上工业废气净化领域的前沿热点技术。在云南省计委“九 五”重点科技攻关计划对本课题的资助下 ,开展相关工业实用技术及装置研究 ,并首先在橡胶再生低浓度有机废气 (含硫 )生物净化处理上进行工业应用试验研究。经过近三年的努力,目前已在工业应用方面取得成果,填补了我国这一环保工业技术领域的空白,工程技术上接近现阶段国外的技术研究水平。
2工业应用试验装置、流程与操作方法
    本研究对象为云南省昆明凤凰橡胶有限公司橡胶再生脱硫过程所产生的低浓度有机废气(含硫)。经测定,再生胶脱硫工艺废气主要污染成分是苯、甲苯、二甲苯、少量有机硫化物和简单烷烃,其中甲苯的浓度约为300 -
1400m岁M;。针对橡胶再生废气的工况条件(温度为230 0C、压力为22kg/ c时)、成分、排放特点及操作要求,研究得出了比较适合橡胶再生生产过程要求的生物法工业废气净化装置与工艺流程如图1所示。试验的主要装置是生物膜填料塔,该生物膜填料挂膜塔(X600 xH2500mm)采用钢结构,其中生物膜填料塔总高度为2. 0m,分4层安装,每层高度O. 5m .从试验角度出发,在其上、下部分别填充了两种填料。下部2层填充38 x 22 x 0. 6mm的不锈钢双翻阶梯环,上部2层填充38x19x4mm的瓷质阶梯环。
    待橡胶再生脱硫罐出胶泄压排气操作完成后,用引风机将储气器中的废气抽送到沉降室、冷却器中进一步除去胶粉并冷却至常温;而后废气进入生物膜填料塔进行生物法净化处理,生物膜填料塔采用气液逆流操作方式,废气从塔底进入,在上升过程中与附着在填料表面的润湿的生物膜接触并被生物净化,净化后的气体从塔顶排出。循环液由循环水泵打到塔顶向下喷淋到生物膜填料上,并从塔底流出进入循环液储槽循环使用。同时要定期向循环液储槽中添加补充水及进行储气器底座沉积胶粉清理。塔内生物膜的维护、修补以及添加氮、磷营养成分的操作,均通过液体循环系统来实现。
3生物法工业争化装置的长时间运全节急定性考察
    本课题组在杨林再生橡胶厂对再生胶工业废气生物法净化工业装置的长时问运行稳定性进行了100天试验运行考察,其问该装置表现出了良好的运行稳定性,试验运行结果如图2所示。对于甲苯浓度在300 - 1400m岁M;之问波动的再生胶废气,其净化效率可长时问保持在90%以上,处理后的废气能够实现达标排放。8月3日一8月18日问运行结果的波动是工厂试用新购买的煤焦油质量低劣所致,虽然处理的废气成份有所改变,但生物法净化工业试验装置在经历一段适应时问后,仍可达到较好的运行效果,对废气中的甲苯仍保持着良好的净化性能。
4经济及应用前景分析
    4. 1经济分析
    生物法废气净化设备投资成本比例:24. 14习吨再生胶,38. 1元/100m³,占工厂每1吨再生胶产品产值的比例为0. 75% -0. 86%。生物法废气净化设备的废气处理成本比例:3. 87刀吨再生胶,6. 1元/100m³,占工厂每1吨再生胶产品产值的比例为0. 12% -0. 14%。同时该公司减少向厂区周围农田污染赔款,约3000- 4000习年;减交政府排污收费,约1200习年;废气中夹带胶粒粉末的回收,约1200刀年,产生问接经济效益。
4. 2应用前景分析
    本课题研究的生物法废气净化技术成果在我国橡胶再生行业具有较大的应用市场。我国再生橡胶产量居世界第一位。据统计,全国目前共有再生橡胶生产企业约1500家,其中具有生产规模在2000 u卿年及以上的大、中型企业约有500多家。由于国内的再生橡胶生产企业大多面临着橡胶再生过程中的产生的低浓度有机废气(含硫)的污染治理问题,因此,中国橡胶行业学会人员目前已开始与本课题组联系协商该研究成果在国内橡胶再生行业推广应用的相关事宜。
    生物法净化处理低浓度有机废气是目前世界上工业废气净化的前沿热点技术。针对我国目前对低浓度工业有机废气尚无有效净化处理措施的状况,本课题工业应用试验研究成果的应用前景将是+分广阔的。经初步分析,除橡胶再生行业外,本研究成果还可以应用:有机化工、石油化工、煤(褐煤)化工、冶金药剂、油漆喷涂、印刷及油墨、纤维板、食品工业、制鞋、箱包等行业的生产过程中产生的有机废气处理
5结论
    生物膜填料塔处理净化低浓度有机废气的工业应用试验表明,生物膜填料塔处理工业有机废气是可行的,当运行条件控制适当时,净化效率可保持在90%以上,能够实现达标排放。投资省,运行费用低。
    本研究橡胶再生低浓度有机废气(含硫)生物净化处理工业试验装置的成功运行,为我国净化处理工业低浓度有机废气提供了一项有效的实用工业新技术。这一技术成果在国内的推广应用将会产生明显的环境效益、社会效益和经济效益。
 
PAC生产工艺流程图
五、结论
    总之,用粉煤灰和废酸作原料生产PA C不但可以节省原料,同时又实现了废物综合利用、避免了环境污染和扰民问题,可谓一举三得。实验表明,采用本办法生产的PA C产品对高浊度、高色度废水混凝处理效果好,水温低时仍可保持稳定的混凝作用,矶花形成快,颗粒大而沉重,沉淀性能好,适宜的PH值范围较宽(在5- 9之问),过量投加时也不会造成水浑浊的反效果。
    综上所述,氯碱厂的废酸H CL含量可达15%以上,且不含杂质,是用来生产PAC的好原料。各氯碱厂可因地制宜,用本厂的废酸和粉煤灰生产PAC,这样既可消除环境污染又可生产副产品PAC(可享有综合利用产品的免税政策),生产的PAC可以用于工厂污水处理上,不必再外进混凝剂,可降低水处理费用,所以氯碱厂生产PAC是有优势的。
 
 


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