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垃圾填埋场除臭技术分析

发布时间:2020-11-19      点击次数:823

                   垃圾填埋场除臭技术分析

                (上海技华环保科技有限公司   技术开发部     上海   浦东新区)

生活垃圾填埋场在运营工程中,不可避免的产生恶臭,臭气产生形式有:填埋作业时产生的垃圾恶臭、填埋场自身产生的恶臭和渗滤液输送和处理产生的恶臭,本文主要介绍几种治理生活垃圾恶臭的方法,并进行比较各自优缺点。

垃圾中转站,垃圾填埋场等垃圾废气产生场所的垃圾废气除臭措施与除臭技术主要针对集中排放的恶臭物质,根据废气物质成分与释放的差异的废气处理方式分为吸附法、吸收法、燃烧法、冷凝法、膜分离法、电化学氧化法、光催化降解法、等离子体分解法、电晕法、生物法等10种,妥善解决垃圾填埋场的恶臭问题。

 

垃圾填埋场除臭简述

一 垃圾填埋场恶臭源

生活垃圾异臭味产生原因:生活垃圾填埋场渗沥液中存在大量的碳水化合物和含氮有机物,在溶解氧不足的情况下,处于厌氧或者兼性厌氧的环境,在发生生物、物理、化学变化,分解有机物过程中,会产生多种恶臭物,如甲烷、氨、硫醇、硫化氢等 。

二 恶臭的影响

恶臭气体通过不同的途径呼吸道进入人的体内,有的直接产生危害,有的还有蓄积作用,会更加严重的危害人的健康。主要体现在如下方面:危害呼吸系统,妨碍正常呼吸功能;危害循环系统;危害消化系统,会使人厌食、甚至呕吐;危害内分泌系统,经常受恶臭气体刺激会使分泌功能失调和紊乱;危害神经系统 ;对精神的影响,恶臭气体使人精神烦躁不安,影响大脑思维活动。

垃圾填埋场除臭工艺

垃圾填埋场处理常用的臭气处理技术有吸收、吸附、焚烧、化学除臭、等离子除臭、生物除臭、光化学除臭、生物滤床等方法 。

四 垃圾填埋场除臭工艺比较

1)吸附法

垃圾恶臭废气的吸附剂以活性炭居多。

由于吸附剂往往具有较高的吸附选择性,因而具有较高的分离效果,能脱除痕量物质,但吸附容量一般不高(约40%,甚至更低)。一般活性炭脱臭多用于复合恶臭处理的末级净化。吸附法还常常与其他净化方法(吸收、冷凝、催化燃烧)联合使用。

缺点是废气处理设备体积大,流程复杂,当垃圾废气中有胶粒物质或其他杂质时,吸附剂易失效。

2)吸收法

吸收法是利用物质溶解度的不同分离气态污染物的方法。

吸收法净化气态污染物,是利用适当的吸收剂从废气中选择性地去除气态污染物以消除污染。这种方法高效、设备简单、一次性投资费用低,广泛应用于气态污染控制中。

缺点是需对吸收后的液体进行处理,设备易受腐蚀。

3)燃烧法

对于有毒、有害、不需回收的恶臭废气的处理,常用燃烧法。

催化燃烧法是利用催化剂使有害气体在更低的温度下(300~450)氧化分解,从而节省燃料。该法适合处理流量大、污染物浓度低的废气,而且具有效率高、压降小、其废气处理设备体积小、造价低、分解产物为无毒的二氧化碳和水,一般不产生氮氧化物。

缺点是催化剂价格较高,且要求废气中不含导致催化剂失活的成分。

4)冷凝法

通过降低饱和气体的温度,使VOCs恶臭气体冷凝后从气体中分离。

冷凝法往往与吸附、燃烧和其他废气净化处理手段联合使用,以回收有价值的产品。

5)膜分离法

利用膜对废气和空气的选择透过性使废气净化。

根据膜构成的不同,分为固膜分离和液膜分离2种。液膜分离技术可净化H2S、CO2等气体;固膜分离技术可用来回收氨,浓缩甲烷,从C5和C5以下烷烃中分离乙烯、丙烯等。该法节能,效率高,已成功应用于化工、医药、环境保护等领域。

6)电化学氧化

由英国原子能管理局开发的电化学氧化技术,采用一种内装膜和AgNO3-HNO3溶液的化学电池,在温度为50~100和常压的条件下进行氧化,在阳极,VOCs恶臭气体转化为CO2和H2O;在阴极,生成亚硝酸,经处理后可循环使用。

特点是:VOCs恶臭物质去除率高,可达99%以上

缺点是:运行费用较高,为焚烧法的2~3倍。

7)光催化降解法

原理是:在紫外线照射下光催化剂TiO2被活化,使H2O生成羟基;OH,然后;OH将VOCs恶臭污染物质氧化成CO2和H2O。对苯、乙苯、二甲苯的降解效果较好。

缺点是:由于受量子效率所限,难以处理浓度高、流量大的废气。

8)等离子体分解法

低温等离子体内部富含电子、离子、自由基和激发态分子,其中高能电子与气体分子(原子)发生非弹性碰撞,将能量转换成基态分子(原子)的内能,发生激发、离解和电离等一系列过程,使气体处于活化状态。

目前,非平衡等离子体的产生方法有很多种,如辉光放电、电晕法、流光放电法、沿面放电法等,应用较大的是介质阻挡放电(又称无声放电)方法。

与其它除臭方法,如高温焚化法、催化燃烧法及活性炭吸附法比较,具有高效性、低能耗的优点。

9)电晕法

其原理是:在高能电子作用下产生氧化自由基O、OH;

有机物分子受到高能电子碰撞被激发及原子键断裂形成小碎片基团;

O、OH与激发原子有机物分子破碎的分子基团、自由基等发生反应,终降解为CO、CO2、H2O。

1988年以来,美国就开展了电晕法降解低浓度挥发性有机物的研究。研究表明在通常温度和压力环境下,该法能达到较好的降解效果。

10)生物法

利用微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些无机物进行生物降解,可以有效地去除工业废气中的污染物质。微生物垃圾除臭剂具有无毒、无害、无刺激性气味的特点,使用后不会造成二次污染。

生物法垃圾除臭剂原理是利用优化选取自然界中含有的多种高浓度、高活性的有效微生物菌群,通过复合微生物菌群的综合作用,可对垃圾填埋场,中转站中的垃圾产生的有机物、有害污染物、臭气废气等进行有效分解,达到除臭及无害化处理的效果。除含氯较多的有机物生物降解困难外,一般的气态污染物都可得到不同程度的降解。

 五  结论

生物法垃圾除臭剂优势

上述方法大部分针对垃圾中转站,垃圾填埋场等集中排放设施稳定的恶臭废气物质进行处理,垃圾填埋场属无组织排放污染源,恶臭物质释放面积大,浓度不稳定,产生量随着季节与时间不同会发生变化,产生的恶臭物质组成相对复杂。国外学者的研究表明,恶臭废气物质主要是由垃圾填埋场气体的夹带逸出到空气中。集中收集处理装置本身泄漏对总污染的贡献很小,而填埋气体在堆体表面逸出位置的不确定性,直接给恶臭治理带来困难。

因此,上述方法大部分不能直接应用于填埋场恶臭治理。对于生活垃圾填埋场,除臭措施主要是从封堵恶臭的释放和减少恶臭物质的产生2个方面进行。

现有的方法主要集中于恶臭物质产生之后的治理。其中,直接的方法是通过改变作业面覆盖材料来控制恶臭物质的释放,研究发现砂壤土混合石灰与细骨料混凝土制造的覆盖材料对H2S具有较好的消减效果。腐熟堆肥、草炭、木纤维对恶臭物质也有较好的吸附作用,在使用堆肥进行臭气吸附试验时,发现当腐熟堆肥的压实密度达到740kg/m3时,臭气的去除率达到97%。

研究还发现提高填埋场沼气的收集效率,可以有效减少恶臭气体的排放,填埋气体中的恶臭物质浓度与填埋年限以及作业方式等有关。当抽气和产气量达到平衡,在抽气流量为2.35m3/min时,抽气井的作用半径为28m。通过对填埋气体的抽取可以减少因恶臭物质随填埋气体的溢出扩散到空气中。

由于生活垃圾填埋场恶臭污染源点多面广,且多为无组织排放,除生物除臭法外,其余方法很难直接应用于作业面。通过对生活垃圾填埋场已有除臭措施的分析认为,生物法除臭的垃圾除臭剂是填埋场恶臭废气治理的发展前途的措施。采用复合菌群进行臭气废气处理时,菌群中的硝化细菌将垃圾中的NH3-N转化为NO3-N,而NO3-N被反硝化为氮气,或由真菌固定为微生物氮,从而减少NH3-N的挥发,降低了空气中氨气的含量;其中的硫还原菌和白硫细菌将SO2和H2S还原分解为S,从而达到垃圾除臭,垃圾废气处理的目的。

 

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