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生物法(生物滤池 / 生物滴滤塔)

作者:中环绿洲时间:2026-01-14 15:00:2530次浏览

信息摘要:

利用微生物(如硫氧化菌)将 H₂S 转化为单质硫或硫酸盐。...

针对硫化氢(H₂S)、氨(NH₃)、VOCs、臭气这四类污染物的处理,需结合污染物性质、浓度、风量及排放要求选择工艺,部分工艺可实现多污染物协同处理。以下是分污染物的主流工艺及协同处理方案:

一、 硫化氢(H₂S)处理工艺

H₂S 是酸性、还原性有毒气体,具有臭鸡蛋味,处理核心是氧化去除硫元素酸碱中和固定
  1. 碱液吸收法

    • 原理:采用 NaOH、Na₂CO₃等碱性溶液喷淋吸收,反应生成硫化钠 / 硫氢化钠,适用于低浓度 H₂S 废气。

    • 优点:设备简单、投资低、操作便捷;可与氨的吸收工艺整合。

    • 缺点:废液需二次处理,易产生二次污染;高浓度 H₂S 处理效率有限。

  2. 干法氧化法(氧化铁法 / 活性炭吸附氧化)

    • 氧化铁法:氧化铁脱硫剂与 H₂S 反应生成硫化铁,饱和后通空气再生;

    • 活性炭吸附氧化:活性炭吸附 H₂S 后,利用表面催化作用将其氧化为单质硫。

    • 原理:

    • 优点:无二次废液、处理效率高(可达 99% 以上)、适用于低浓度、小风量废气。

    • 缺点:脱硫剂需定期更换 / 再生,运行成本随风量增加上升。

  3. 生物法(生物滤池 / 生物滴滤塔)

    • 原理:利用微生物(如硫氧化菌)将 H₂S 转化为单质硫或硫酸盐。

    • 优点:运行成本低、无二次污染,适用于中低浓度、恶臭类废气协同处理。

    • 缺点:占地面积大,受温度、湿度影响大。

  4. 催化氧化法(克劳斯工艺 / 选择性催化氧化)

    • 克劳斯工艺:高浓度 H₂S(>15%)先燃烧生成 SO₂,再与未反应 H₂S 在催化剂作用下生成单质硫;

    • 选择性催化氧化:在低温催化剂作用下,直接将 H₂S 氧化为单质硫。

    • 原理:

    • 优点:高浓度 H₂S 资源化回收硫,处理效率高。

    • 缺点:投资高、工艺复杂,适用于煤化工、石油炼制等高浓度 H₂S 废气。

二、 氨(NH₃)处理工艺

NH₃是碱性、水溶性气体,具有刺激性臭味,处理核心是酸碱中和催化分解
  1. 酸液吸收法

    • 原理:采用硫酸、盐酸等酸性溶液喷淋吸收,生成硫酸铵、氯化铵等铵盐。

    • 优点:设备简单、效率高(可达 95% 以上),铵盐可作为肥料资源化利用。

    • 缺点:需控制吸收液 pH 值,避免氨气逸出;高浓度氨废气需多级吸收。

  2. 生物法

    • 原理:利用硝化细菌将氨氮转化为硝酸盐 / 亚硝酸盐。

    • 优点:运行成本低、无二次污染,可与 H₂S、臭气协同处理。

    • 缺点:对进气浓度敏感(NH₃浓度需 < 500mg/m³),启动周期长。

  3. 催化分解法

    • 原理:在高温(300~400℃)和催化剂作用下,将 NH₃分解为 N₂和 H₂O。

    • 优点:无二次污染物,适用于高温、低浓度氨废气。

    • 缺点:投资高、能耗大,需预处理去除粉尘和硫杂质。

  4. 吸附法

    • 原理:采用酸性活性炭、沸石等吸附剂吸附 NH₃。

    • 优点:操作简单、占地小,适用于低浓度、小风量废气。

    • 缺点:吸附剂需定期再生 / 更换,运行成本较高。

三、 VOCs 处理工艺

VOCs 成分复杂(如烃类、醇类、酯类等),处理需根据浓度、沸点、可燃性选择工艺,分为回收法销毁法

(一) 回收法(适用于中高浓度、有回收价值的 VOCs)

  1. 活性炭吸附法

    • 原理:利用活性炭多孔结构吸附 VOCs,饱和后用蒸汽脱附再生。

    • 优点:投资低、操作简单,适用于低浓度、大风量 VOCs。

    • 缺点:不适用于高沸点、易聚合 VOCs;活性炭需定期更换。

  2. 沸石转轮吸附浓缩 + 焚烧

    • 原理:沸石转轮吸附低浓度 VOCs 并浓缩,浓缩后气体送入焚烧炉销毁。

    • 优点:处理效率高(>95%)、能耗低,适用于大风量、低浓度 VOCs。

    • 缺点:投资较高,需预处理去除粉尘和湿度。

  3. 冷凝回收法

    • 原理:通过降温、加压将 VOCs 由气态转为液态回收。

    • 优点:资源化回收,适用于高浓度、高沸点 VOCs(如汽油、有机溶剂)。

    • 缺点:能耗高,低浓度 VOCs 处理效率低。

  4. 膜分离法

    • 原理:利用选择性渗透膜分离 VOCs 和空气,富集后回收或销毁。

    • 优点:能耗低、无二次污染,适用于中高浓度 VOCs。

    • 缺点:膜易堵塞,需预处理,投资较高。

(二) 销毁法(适用于低浓度、无回收价值的 VOCs)

  1. 催化燃烧法(CO)

    • 原理:在催化剂作用下,VOCs 在低温(200~400℃)下氧化分解为 CO₂和 H₂O。

    • 优点:能耗低、处理效率高,适用于中低浓度 VOCs。

    • 缺点:催化剂易中毒(需预处理去除硫、氯杂质),投资较高。

  2. 热力燃烧法(TO)

    • 原理:VOCs 在高温(600~800℃)下直接燃烧分解。

    • 优点:处理范围广、无需催化剂,适用于高浓度、成分复杂 VOCs。

    • 缺点:能耗高,需考虑余热回收。

  3. 光催化氧化法(UV 光解)

    • 原理:利用紫外线激发 TiO₂等催化剂,产生羟基自由基氧化分解 VOCs。

    • 优点:设备简单、运行成本低,适用于低浓度、恶臭类 VOCs。

    • 缺点:处理效率受湿度、粉尘影响大,易产生中间副产物。

  4. 等离子体法

    • 原理:利用高压等离子体产生高能电子,裂解 VOCs 分子链。

    • 优点:占地小、适用于低浓度 VOCs 和臭气协同处理。

    • 缺点:能耗高,高浓度 VOCs 处理效率有限,易产生臭氧。

四、 臭气处理工艺

臭气多为复合型污染物(含 H₂S、NH₃、VOCs、硫醇等),需协同处理,优先选择广谱性工艺
  1. 生物法(主流工艺)

    • 工艺类型:生物滤池、生物滴滤塔、生物洗涤塔。

    • 原理:微生物降解复合型臭气污染物,转化为无害物质。

    • 优点:运行成本低、无二次污染,适用于中低浓度复合型臭气(如市政污水、垃圾处理、化工废气)。

    • 缺点:占地面积大,受温度、pH 值影响大。

  2. 高级氧化法(AOPs)

    • 原理:通过臭氧氧化、芬顿氧化等产生羟基自由基,氧化分解臭气分子。

    • 优点:处理效率高、反应速度快,适用于高浓度、难降解臭气。

    • 缺点:能耗高、臭氧需现场制备,需考虑尾气臭氧去除。

  3. 吸附 - 氧化联合法

    • 原理:活性炭 / 沸石吸附臭气后,结合催化氧化或光氧化深度处理。

    • 优点:处理效率高、适用范围广,适用于低浓度、多组分臭气。

    • 缺点:运行成本较高,吸附剂需定期维护。

  4. 化学洗涤法

    • 原理:采用酸、碱、氧化剂(如次氯酸钠)混合洗涤液,中和、氧化臭气污染物。

    • 优点:处理速度快、设备紧凑,适用于高浓度、水溶性臭气。

    • 缺点:需配置多种洗涤液,废液需二次处理。

五、 多污染物协同处理方案

实际工程中,废气多为H₂S+NH₃+VOCs + 臭气复合型,推荐以下组合工艺:
  1. 化学洗涤塔 + 生物滤池

    • 流程:废气→预处理(除尘、降温)→酸碱洗涤塔(去除 H₂S、NH₃)→生物滤池(降解 VOCs、残余臭气)→排放。

    • 适用:中低浓度复合型废气(如制药、化工、养殖废气)。

  2. 沸石转轮浓缩 + 催化燃烧 + 碱洗塔

    • 流程:废气→预处理→沸石转轮(浓缩 VOCs)→催化燃烧(销毁 VOCs)→碱洗塔(去除燃烧副产物 SO₂)→排放。

    • 适用:大风量、低浓度 VOCs 为主,含少量 H₂S 的废气(如涂装、印刷废气)。

  3. 等离子体 + 光催化氧化 + 活性炭吸附

    • 流程:废气→等离子体(裂解大分子 VOCs、臭气)→光催化氧化(深度降解)→活性炭吸附(末端净化)→排放。

    • 适用:低浓度、难降解复合型臭气(如垃圾中转站、污水处理厂废气)。


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