垃圾焚烧厂垃圾贮坑应急除臭方案的探讨

垃圾焚烧厂垃圾贮坑应急除臭方案的探讨裴明星1,2（1．北京工业大学环境与能源工程学院，北京1000222．北京京城环保股份有限公司，北京100027）摘要：针对生活垃圾焚烧厂垃圾贮坑应急除臭问题，详细介绍了目前主要应用的活性碳吸附法、化学洗涤法和光催化氧化法的原理和特点。结合新除臭技术和厂内相关系统，就具体方案的优化设计进行了探讨。关键词：垃圾焚烧厂；除臭；设计方案DiscussontheEmergencyDeodorizingSchemeofGarbageStoragePitinIncinerationPlantPeiMingxing1,2LiJian1WeiJinmei2HuGuofei2(1.CollegeofEnvironmentalandEnergyEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100022,China2.BeijingJingchengEnvironmentalProtectionCo.,Ltd.Beijing100027,China)Abstract：Fortheemergencydeodorantproblemofgarbagestoragepitinmunicipalsolidwasteincinerationplant,themainapplicationsofactivecarbonadsorptionmethod,chemicalwashingmethodandphotocatalyticoxidationmethodwereintroducedindetail.Combiningwiththenewdeodoranttechnologyandtherelatedsystems,optimaldesignsoftheconcreteschemeisdiscussed.Keywords:incinerationplant;deodorization;designscheme1.概述生活垃圾焚烧厂垃圾贮坑内的垃圾在储存、发酵和脱水的过程中，会产生大量恶臭气体。焚烧厂正常运行情况下，垃圾贮坑与垃圾渗滤液收集池的恶臭气体被引入垃圾焚烧炉作为助燃气体，由充分燃烧净化处理。当焚烧炉处于检修或垃圾贮坑应急状态时，该区域应设置辅助性应急除臭系统[2]。由于气体湿度大，氨气、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚等恶臭物质浓度高，处理量大，则除臭设备较为庞大，在非常用辅助系统投资方面占据了较大比例。2.垃圾贮坑常用的除臭方案垃圾贮坑区应急除臭系统工艺流程为：待处理气体通过管道收集并输送到净化设备，经净化处理达标后排放。引风机后置于净化设备，使净化设备内部形成负压，可避免恶臭气体外泄。常用的方案有活性炭吸附法、化学洗涤法和光催化氧化法等。2.1活性炭吸附法活性炭作为吸附剂，对烃类、含硫、氮化合物、卤素及其衍生物等大部分废气具有良好的吸附作用。活性炭除臭设备为卧式箱形结构，主要选用价格相对适中，吸附量不小于800mg/g的优质柱状活性炭。因构造简单，造价低，运行可靠，则使用最多。但由于该环境粉尘量和湿度大，以及间歇运行的特点，活性碳层易板结，有效吸附量为标定值的20%左右，致使运行费用较高。2.2化学洗涤法化学洗涤法主要利用强酸、强碱、氧化剂等溶液洗涤气体，以中和、氧化等反应除去恶臭物质。化学洗涤法可高效处理恶臭气体中水溶性好的物质。设备常用两级洗涤填料塔结构，第一级为酸洗，第二级为碱洗。有强氧化性的次氯酸钠溶液与酸液、碱液一起混合使用。系统维护简单、运行成本较低，但占地面积大，造价较高。2.3光催化氧化法光催化氧化除臭技术是近来发展较快并被迅速推广的新技术之一。设备主要由UV紫外线光源和TiO2等光催化剂分组成。在UV紫外线光束照射下，空气中的氧气与光催化剂接触并激发成极具活性的-O2自由基，可将废气中的恶臭分子氧化和分解低分子无机物。但该类设备适用于湿度小、粉尘低的场所。在垃圾贮坑区应急除臭中，催化剂表面易凝结水和粘附灰尘，光催化效果逐渐降低至失效，因而，光催化氧化设备后端需加活性炭吸附装置。在使用过程中，活性炭吸附除臭起主要作用。而在初期，光催化氧化设备起除臭效果，对活性炭有再生作用[3]。该系统相对于活性碳单独处理方案，投资提高，却降低了运行费用。2.4设计方案的对比在某中型生活垃圾焚烧发电厂的扩建工程设计中，就处理风量为30000m³/h的应急除臭方案在投资、运行费用等方面进行了计算与比较。（1）费用与时间关系，简要公式如下：Ct=C1+K·t（2-1）其中Ct-t时间内总费用；C1-投资费用,含建筑费、设备费及一次性投料费；K-单位时间运行费用,含电力、人力、易耗品以及维修费等；t-运行时间。（2）计算并绘出了如下费用与时间的关系曲线图。图3-1应急除臭方案费用-时间关系曲线Fig.3-1Emergencydeodorizationsolutioncost-timecurve由上图可知，活性碳法投资最低；增加光催化氧化设备后，投资约增加三分之二；化学洗涤法投资约为活性碳法的两倍。活性碳法的单位时间运行费用最高，后两者相差较小。在运行90天后，光催化氧化+活性碳法总费用最低；180天后，活性碳法总费处于最高，相当于其初期投资的2.5倍。3.方案的优化针对系统费用产生的主要因素，相关除臭方案可进行以下优化。3.1活性碳除臭方案的优化为减少运行费用，主要是延长活性碳的更换周期。根据活性碳在不同温度和压力下吸附氨气等恶臭气体效率的特征，设置较大的负压和干燥温度，实现一定程度的活性碳脱附效果。如：在原系统上新增一个空气预热系统，通过管路引进105℃~110℃的干净热空气，逆向通过活性碳滤床，采用较大压力的风机抽取。在负压和高温作用下，吸附在活性碳表面的气态恶臭物质、水与恶臭物质凝结成的气凝胶盐被蒸发并散逸出来，起到脱附作用[4]。将脱附出来的恶臭气体与垃圾焚烧系统一次风[2]混合后，通入焚烧炉进行焚烧处理。3.2化学洗涤除臭方案的优化为减少投资和运行费用，利用焚烧厂垃圾渗滤液处理系统，将该化学洗涤系统改造为生物洗涤+化学洗涤两级除臭系统，或单一的生物洗涤除臭系统[5]。采用水处理系统硝化池的生物液作为洗涤和吸收介质，可将恶臭物质转移到水处理系统中。水处理系统的设计裕量可完全满足新增的负荷。同时，增加喷淋量可减小设备尺寸，以节省投资。主要改进措施是在原系统基础上新增给、排水管路，与硝化池形成生物反应水循环系统。3.3光催化氧化+活性碳除臭方案的优化主要以提高光催化氧化设备的适应性和延长活性碳使用寿命为目的。可用光氧化法代替光催化氧化法，即采用高能UV光氧化部件代替原TiO2光催化部分，避免了TiO2光催化剂的消耗。根据UV光氧化原理，高能UV紫外线一方面将恶臭物质裂解，激发空气中的氧气分子转化为臭氧分子，最终将恶臭物质裂解并氧化为无害物质；另一方面，臭氧分子对活性碳有氧化再生效果，可显著延长活性碳的使用寿命。改进措施是新设光氧化部件以及活性碳的脱附设施。为避免臭氧浓度过高造成二次污染，需加设控制。4.结论活性炭吸附法、化学洗涤法和光催化氧化+活性碳法是垃圾焚烧厂垃圾贮坑应急除臭系统三个常用的处理方式。在初期投资和运行费用方面，各具优、缺点。结合新技术和利用厂内相关工艺系统，方案得到进一步优化，提高了工程使用价值。参考文献[1]吴忠标主编,实用环境工程手册—大气污染控制工程[M].化学工业出版社.2001.9[2]城市建设研究院，五洲工程设计研究院,生活垃圾焚烧处理工程技术规范[S]，中国建筑工业出版社，2009.4[3]刘守新，陈广胜，孙承林，活性炭的光催化再生机理［J］.环境化学，2005.24（4）:405-408[4]赵炳成,曹守仁,活性碳纤维动态吸附氨气效率的研究[J].中华劳动卫生职业病杂志.1997,15(6):58-59[5]黄淑玲,“生物除臭”技术在污水处理厂中的应用［J］.科技与企业.2014.(2):142[6]张一品,黄建秀,李怀正，臭味去除技术进展与分析[J].四川环境.2010.29(5):98-102