催化燃烧法处理污水处理场有机废气

摘要：近几年来，随着我国的快速发展，人们对于生活环境的要求也越来越高；生活水平相对于前几年的发展也提高了。然而工业的发展也给环境造成了极大的污染。在工业污染中，处理污水处理厂产生的有机废气问题也逐渐受到重视，但还是很容易忽视有机废气的排放、净化等方面；基于此，本文重点介绍利用催化燃烧法处理有机废气的工艺流程以及催化燃烧的主要设备和控制方法，分析了催化燃烧法处理有机废气的主要技术，希望可以对有机废气的处理提供一定的帮助。

关键词：污水处理；有机废气；催化燃烧法

         在利用催化燃烧法处理污水处理厂产生的有机废气时主要是针对于有机废气中含有的大量丙酮、非甲烷总烃、石油分解物等对人体有毒害的易挥发物质进行处理。现代大部分污水处理厂利用蜂窝状活性炭吸附催化燃烧污水处理中所产生的浓缩有害的有机废气，普遍使用小风量发挥热空气脱附进行催化燃烧的有机废气处理工艺，此措施完善了处理小风量28000 ～ 30000m3 ／ h 的含苯系化合物的废气处理工业试验。研究结果显示：使用活性炭吸附苯系化合物净化废气的效率在90％以上，排放浓度＜80mg／m3，已经完全达到国家安全排放标准；用蜂窝状活性炭脱附催化燃烧处理热废气有安全再生、高效、节能等优点；在催化燃烧处理有机废气的过程中可利用氧化物自身燃烧产热进行减少消耗电能源；国内首次实现工业处理有机废气技术对该机械废气的自动控制，解决了人工难以实现的技术控制过程，且数据采集方便、精确。不仅如此，该工业技术还具有设备轻巧、精便、低耗能、维修方便等特点，是处理污水处理厂产生的有机废气的可行性技术。

一、 有机废气的来源

          1.1 污水处理厂是有机废气的主要来源地

                现在污水处理厂有很多处理工业废气的方法，其中有一类就是利用化合物催化燃烧法，这种工业废水处理技术利用的是化合物VOS 的物理易燃性而研究设计的一种方法。这种方法是现代处理工业污水较为常见的一种处理技术，然而，这种技术并不是完全绿色、成熟的。在处理污水的同时，因为是利用化合物进行氧化分解，会在污水处理厂产生大量的有机废气，这也是工业有机废气的主要来源。

          1.2 工业制造产生有机废气

                 随着科技时代的来临，传统重工业逐渐被轻工业所取代，伴随而来的则是现代严重的大气污染问题。在资源、能源高消耗的今天，大气污染的产生则更为严重。而有机废气就是大气污染的主要组成部分，工业废气的产生大大降低了人们的生活质量，还给人体的机体健康带来了前所未有的危害。而工业废气中的有机废气则是处理最困难的一种废气，它不仅能够影响空气质量，还能通过进入人体呼吸道和皮肤对我们的血液、呼吸以及肝脏等人体器官造成无法挽回的伤害。

二、有机废气的排放及危害

         2.1 有机废气的排放的特点

             （1）有机废气的排放高度较低，与空气中的大气污染物形成混合污染气体，此混合污染气体扩散空间较小，且没有经过空气中水分进行稀释就扩散进入到地表面呼吸带，对人体呼吸健康系统造成严重危害；

             （2）有机废气的污染源头较为分散，产生废气的工业环节较多，要实施高效的污染控制较为困难；

             （3）城市排放量低，不被城市环境规划者重视，忽略了有机废气的小排放量也会在废气排放点附近长期积累形成高排放的有机废气，且远远超过允许排放的污染区的排放标准，对工厂区域和附近环境空气中敏感区的浓度覆盖的影响大。

2.2 有机废气的危害

         2.2.1 对人体的危害

          有机废气进入人体后对人体的产生的危害，主要表现在呼吸系统瘫痪的疾病。如果人体长期生活在高浓度污染物排放超标的环境作用下，很可能对人体造成急性化合物中毒，甚至导致机体死亡的情况发生。如果长期处在低浓度污染废气排放环境中，会使人体免疫力下降，引起精神、食欲不振，还有可能会诱发人体癌症。

        2.2.2 对动物、植物的危害

          有机废气排放进入到大气中，不仅影响空气质量，还会使植物机体在进行光合反应后出现生理和化学上的变化，影响动植物细胞的正常活动，进而引起植物变异和群落的消亡，对自然环境生态造成无法挽回的伤害；通过对动物的呼吸系统的危害和食用被废气污染后的天然有机植物，引起动物食物中毒甚至死亡。

       2.2.3 对生态环境的危害

         有机废气排放进入大气中后，经过长时间的积累会可能造成工业园区及附近的大气生态环境重度污染，对城市空气的净化影响较大，不符合国家现阶段环保意识的培养政策。其次，被高浓度工业有机废气污染件下是0.5m3/（m2·d）。如果使用的好，可以达到0.75m3/（m2·d）。在实际操作的时候，膜通量往往由于时间的流逝而减少，通过特殊的方法对其进行清洗和处理，依然能够达到原有状态膜通量，在数学方面属于一个变量。膜通量通常条件下包含三个部分：设计峰值、设计平均值以及最大实际值。设计膜通量主要是对面积的通量进行规模处理，而设计峰值膜通量主要指的是在水量峰值的情况下，膜上的最大通量，实际通量主要指的是MBR 总产水量。物接触到的人群密集的建筑物、生活常用金属制品、电器等，都会出现不同程度的有机废气腐蚀，引起以上物品发生材质变化，降低其正常使用寿命，还有可能导致安全事故的发生。

三、有机废气处理的工艺流程

         有机废气的处理是指对工业技术生产过程中产生的有机废气通过进行过滤、吸附、净化后的处理。通常，有机废气的净化处理物有：苯甲苯二甲苯、苯系物等化合物，甲醛化合有机废气处理、丙酮有机废气处理、化合物乙酸乙酯的废气处理、油烟物有机废气处理，丙酮酸有机废气处理、树脂化合物有机废气处理、常用添加剂有机化合废气处理、油漆有机化合废气处理、污水有机废气处理等有机物进行空气吸附、净化的处理方式。而工业中常见的有机废气处理方法有以下几种：

        3.1 有机废气净化吸附法

             （1）直接吸附法：利用蜂窝经活性炭对有机废气进行吸附净化，其吸附净化率可达80% 以上，优点在于设备设计简单、投资耗能低，但需要频繁更换活性炭，为简单的吸附法增加了活性炭的装载、更换、运输等繁杂的工作内容，导致蜂窝活性炭在运输过程中的费用增多；

             （2）吸附回收法：跟蜂窝活性炭吸附法不同的是，利用纤维活性炭进行有机废气的吸附，在纤维活性炭接近饱和后在使用过热水进行过热水蒸汽的反吹，进行吸附后纤维活性炭可再生，但在吸附实践过程中需要人工提供必要的蒸汽量。

      3.2 催化燃烧法处理有机废气

           （1）吸附/ 脱附+ 催化燃烧法：这种方法综合了所有活性炭吸附法和催化燃烧法的优点，吸附过程中采用了新型的低耗能吸附材料完成有机废气中化学物质的吸附，在活性炭接近饱和临界点后引入热化后空气在封闭的空间中进行脱附、分解，最后脱附，再将有机废气引入到催化燃烧床的内部进行无焰燃烧，从而彻底将有机废气净化，而且热气体在可以在吸附净化系统中循环使用，大大的降低了能源的消耗。这种方法不仅可以处理大部分含大量有机化合物的废气，还可以处理含风量较大、但浓度低的有机废气。不仅如此，这种氧化燃烧法还具有运行稳定、投资小、运行成本低、维修保养方便等特点，适用于所有的大风量、低浓度的有机废气处理，是目前国内处理有机废气相对来说较为成熟、实用性较高的方法；

          （2）废气直接燃烧法：在燃烧过程中，利用易燃物和易燃气体等辅助燃料直接燃烧有机废气，再将燃烧后的混合气体进行加热，从而使有机废气中的有害物质在高温燃烧的作用下氧化分解为无害物质气体或液体。本法操作工艺简单、耗能低，适用于小风量、高浓度的有机废气处理，但对于安全技术的要求以及操作人员安全素质要求较高；

    3.3 物理吸收法

       物理吸收法采用的是一般的吸收手段，就是将废气引入物理吸附净化液中进行净化，待物理净化吸收液饱和后，再将其经加热、分解、冷却，最后进行回收; 本法适用于大风量、低浓度、低温度的有机废气处理，但需将净化配备加热分解装置回收，且设备体积较大、投资风险较高。

   3.2.2 膜池停留时间

         膜池容量主要有三个因素组成，首先是模当中膜组件的数量，其次是膜组件的外形情况，最后是在膜组件安装过程中的情况，在一个膜池当中不需要设置较多的膜组件，如果设施较多，可能会产生出水不均等问题。若是整个污水厂具有较大的规模，可以设置成多组膜并联的模式。

四、智能控制系统

   4.1 智能先进的运行控制“无人值守功能性”

       由于小城镇、乡镇、城郊生活区、度假村以及高速公路服务区等数量较多，且分布广，污水处理也分布广泛，相关单位和部门难以具备长期常态化维护污水处理设备的专项资金和专业技术人才；同时污水处理设备提供商也不可能从微薄的利润中拿出额外的设备维护资金来长期常态化维护污水处理设备，同时也无法配备足够的人力从事上百公里甚至上千公里以外如此分布广而散的污水处理设备常态化维护工作。

4.2 完备的互联网+ 远程监控“联网管理实用性”

      分散式污水处理设备无人值守不等于无人监管，而是必须进行有效监管！这就要求分散式污水处理设备必须具备完备的互联网+ 远程监控“联网管理实用性”，依托智能水务管理云平台，自动运行、无人值守、远程管理。

五、 结束语

          只有满足国家环保相关部门所提出的“无人值守和联网管理”功能的分散式MBR 污水处理技术设备才能得以大范围推广和应用，进而才能保证乡镇一级地区分散式MBR 污水处理设备不会出现“晒太阳”和“烂尾楼”灾难。也只有如此，才能为生态环境的保护以及人类健康作出更大的贡献。

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