污水池廢氣處理--淮安  隨著人們生活水準(zhǔn)的提高，公眾對(duì)提高環(huán)境質(zhì)量的要求也日益增強(qiáng)，惡臭污染已成為當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)居民投訴烈的環(huán)境問題之一，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)制定了相關(guān)的環(huán)保法律，嚴(yán)格控制這些氣態(tài)污染物的排放，我國(guó)也把城市污水廠惡臭發(fā)生源作為一個(gè)主要的評(píng)價(jià)對(duì)象，并采取了各種措施防止惡臭的擴(kuò)散。

但是由于污水系統(tǒng)中擴(kuò)散源臭氣的成分相當(dāng)復(fù)雜，且多為局部的無組織排放源，很多時(shí)候是短時(shí)間突發(fā)的，較難于捕集和收集，給治理帶來困難。因此盡快開發(fā)出一種高效率、低能耗、無二次污染的除臭技術(shù)已成為惡臭污染控制中的一個(gè)急需解決的問題。

傳統(tǒng)的臭氣凈化方法包括：稀釋法、燃燒法、洗滌法、吸附法、催化轉(zhuǎn)化法等，分別存在著凈化不*，凈化氣體種類單一，控制難度大，能耗高，要求雜質(zhì)少等的缺點(diǎn)。近年來興起的低溫等離子體技術(shù)是一種新的治理低濃度VOC等氣態(tài)污染物的方法，利用等離子體中的大量活性粒子對(duì)于有毒、有害、難降解環(huán)境污染物進(jìn)行直接的分解去除，如有毒化學(xué)溶劑的降解，溫室氣體的去除，以及SOx和NOx的處理，還有其它如烴類和鹵代烴等污染物的降解正在成為當(dāng)前等離子體化學(xué)研究的一些活躍領(lǐng)域。

1非平衡等離子體的產(chǎn)生

非平衡等離子體的產(chǎn)生方法有多種，如輝光放電、電暈法、流光放電法、沿面放電法等，其中應(yīng)用廣泛的方法是無聲放電或稱介質(zhì)阻擋放電方法。從氣體放電物理學(xué)觀點(diǎn)把介質(zhì)阻擋電離放電分成介質(zhì)阻擋強(qiáng)電離放電和介質(zhì)阻擋弱電離放電（通稱介質(zhì)阻擋放電或無聲放電）兩種，介質(zhì)阻擋放電典型參數(shù)如表1所示。

污水池廢氣處理--淮安

    通過非均勻電場(chǎng)發(fā)生的介質(zhì)阻擋放電所產(chǎn)生電暈等離子體，是包括氣相污染粒子在內(nèi)的多組分相互作用粒子的集合體，由于在產(chǎn)生電離的同時(shí)也發(fā)生去離過程（帶電粒子的擴(kuò)散、帶電離子的復(fù)合、附著效應(yīng)），當(dāng)在放電兩極間施加電壓，電極間原有的電子在自由行程期間從電場(chǎng)中獲得能量而受到加速，不斷地與中性分子碰撞電離，電子數(shù)量成倍的增加，形成電子崩。高速電子將能量以非彈性碰撞的形式轉(zhuǎn)移給氣體分子，通過轉(zhuǎn)動(dòng)激勵(lì)和振動(dòng)激勵(lì)使放電通路加熱，高溫電子、離子、中性分子以及原子之間由不平衡發(fā)展到熱平衡狀態(tài)，形成非平衡等離子體。具體來說下列幾種內(nèi)部變化：

(1) 激發(fā)：氣體分子被激發(fā)到較高能級(jí)，被激發(fā)的分子壽命很短。

(2) 電離：電子從氣體分子離去，形成一個(gè)正離子，電離作用使自由電子數(shù)目增加。

(3) 解離：多原子氣體分子可能吸收足夠的電子而形成中性分子。

(4) 復(fù)合：氣體離子可吸收一個(gè)緩慢移動(dòng)的電子而形成中性氣體分子。

2等離子體除臭機(jī)理

等離子體去除惡臭是通過兩個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)的：一個(gè)是在高能電子的瞬時(shí)高能量作用下，打開某些有害氣體分子的化學(xué)鍵，使其直接分解成單質(zhì)原子或無害分子；另一個(gè)是在大量高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和氧自由基、氫氧自由基（自由基因帶有不成對(duì)電子而只有很強(qiáng)的活性）等作用下的氧化分解成無害產(chǎn)物。主要有下面幾個(gè)過程：

（1）在高能電子作用下，強(qiáng)氧化性自由基O、OH、HO2的產(chǎn)生；

（2）有機(jī)物分子受到高能電子碰撞被激發(fā)，及原子鍵斷裂形成小碎片基團(tuán)和原子；

（3） O、OH、HO2：與激發(fā)原子、有機(jī)物分子、破碎的基團(tuán)、其他自由基等發(fā)生一系列反應(yīng)，有機(jī)物分被氧化降解為CO、CO2、H2O。去除率的高低與電子能量和有機(jī)物分子結(jié)合鍵能的大小有關(guān)。

從除臭機(jī)理上分析，主要發(fā)生以下反應(yīng)：

從上述反應(yīng)來看，惡臭組分經(jīng)過處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)镹Ox、SO2、CO2、H2O等小分子，在一定的濃度下各種反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率均在90%以上，而且惡臭濃度較低， 因此產(chǎn)物的濃度極低，均能被周邊的大氣所接受。

3工程背景

工程點(diǎn)為杭州高新區(qū)（濱江）城市一級(jí)污水處理廠，近期處理規(guī)模為10萬(wàn)m3/d。其主要惡臭發(fā)生源為污水進(jìn)水隔柵曝氣沉沙池、集水池等;臭氣空間約2600 m3，需處理的惡臭氣體量為16000 m3/h：主要惡臭氣體為H2S、NH3，其中H2S的濃度為1.59~3.46mg/m3，NH3的濃度為0.597~1.32mg/m3，臭氣濃度為298~1076(無量綱) ，同時(shí)還有一定濃度的甲硫醇、甲基硫醚、三、VOC等，要求處理后的排放氣體達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993）中二級(jí)新擴(kuò)建廠界標(biāo)準(zhǔn)。

4工藝流程、主要設(shè)備及參數(shù)

惡臭氣體處理空間約2600 m3，考慮到污水處理廠平均流量較大，惡臭氣體濃度比較高，根據(jù)通風(fēng)（每小時(shí)換氣10次左右）及廢氣治理工藝要求。需要處理的惡臭氣體量為16000 m3/h。將需要處理的惡臭氣體收集后由風(fēng)機(jī)抽出，經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入除臭設(shè)備，反應(yīng)處理后經(jīng)排放塔達(dá)標(biāo)排放。其中的空氣被等離子體發(fā)射管激活，與活性粒子發(fā)生碰撞，多數(shù)惡臭氣體分子被激發(fā)，離解，少數(shù)惡臭分子經(jīng)等離子發(fā)射管時(shí)，被高能電子和等離子體直接破壞。同時(shí)，為了考慮系統(tǒng)形成良好氣流組織，將5000 m3/h風(fēng)量送回作室內(nèi)循環(huán)，目的是將等離子體釋放到隔間內(nèi)，形成隔間內(nèi)的多級(jí)除臭凈化，降低室內(nèi)臭氣濃度，提高整個(gè)系統(tǒng)的凈化效率。工藝流程如圖1所示。

    整套設(shè)備配備活性氧凈化裝置，  其配置如下：

（1）設(shè)備尺寸：7500~1500~1500（h）mm;

（2）離心風(fēng)機(jī)：采用低噪聲[＜60dB（A）、可變頻風(fēng)機(jī)， 功率11.0kW；

（3）過濾器：采用美國(guó)3M公司、高效率、低阻力過濾材料；

（4）活性氧設(shè)備：采用材料制作的發(fā)射電源和發(fā)射管；

      （5）控制系統(tǒng)：包括離心風(fēng)機(jī)、活性氧控制器、設(shè)備等的啟停、運(yùn)行顯示和熔斷保險(xiǎn)。控制器采用單片機(jī)技術(shù)，轉(zhuǎn)換交流電源、提供脈沖波形，自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備啟停和運(yùn)行功率；同時(shí)控制系統(tǒng)預(yù)留與中控室連接的接口，可以實(shí)現(xiàn)就地和遠(yuǎn)程控制；整套凈化裝置控制系統(tǒng)具有上位機(jī)接口，可以實(shí)現(xiàn)就地與中控室的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

      （6）設(shè)備處理能耗：0.05~1Wh/m3，其中等離子體活性氧裝置功率為200W。

工程設(shè)計(jì)采用24h連續(xù)運(yùn)行，處理設(shè)備中氣體流速達(dá)到0.7m/s，廢氣在反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間為2s。

5處理效果

在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在處理設(shè)備的進(jìn)出口。

    上述監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，H2S去除率可達(dá)91.9%，NH3去除率可達(dá)93.4%，臭氣濃度去除率可達(dá)93.6%。由于研究的是實(shí)際污水處理廠的惡臭氣體，其中各種組分的濃度波動(dòng)較大，以上數(shù)據(jù)以平均值為判定依據(jù)。處理后的排放氣體達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993）中二級(jí)新擴(kuò)建廠界標(biāo)準(zhǔn)。

6結(jié)論

通過工程實(shí)踐證，等離子體活性氧凈化裝置運(yùn)用于城市污水處理設(shè)施的惡臭污染物治理達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求。該技術(shù)應(yīng)