论文部分内容阅读
摘 要：垃圾储存间除臭是垃圾电站运行管理的重点工作之一。本文首先对物理除臭法、化学除臭法和生物除臭法原理进行了概述，并对各类除臭法进行了技术经济比较。然后，针对垃圾电站焚烧炉正常运行和停止运行两种工况，提出垃圾储存间除臭建议。
关键词：垃圾电站 垃圾储存间 除臭
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）02（c）-0110-02
垃圾焚烧发电因能够缓解垃圾填埋造成的土地紧张、减少环境污染，已成为极具潜力的垃圾无害化处理方法[1]。垃圾电站运行期间，为保证发电量的稳定，常需建设储存5～10d垃圾焚烧量的垃圾储存间[2]。但垃圾储存期间因腐败发酵易产生含氨、硫化氢以及细菌、病原菌等有害物质的强烈刺激性臭气。这些臭气一旦被人体吸入将对血液循环系统、神经系统等造成损害[3]。因此，实现垃圾储存间无害化除臭已成为垃圾电站管理的重点工作[4]。
1 除臭方法概述
除臭方法按照除臭原理可分为物理除臭法、化学除臭法和生物除臭法。
（1）物理除臭法主要包括吸附法、物理洗涤法、冷凝法、掩蔽法和稀释扩散法。
其中，吸附法除臭是将臭气物质积聚或浓缩在多孔固体吸附剂（活性炭、硅胶等）表面，以去除臭味。物理洗涤法除臭是利用水等液体将臭气中的固体杂质和溶于水，实现除臭目的。冷凝法是基于不同温度和压力下臭气具有不同的饱和蒸汽压的特性，通过改变温度或压力，使某些臭气物质凝结出来，实现除臭目的。掩蔽法是使用芳香味气体与臭气掺和，以掩蔽臭气。稀释扩散法是将臭气用无臭空气稀释，降低臭气浓度以减少臭味。
（2）化学除臭法主要包括化学洗涤法、燃烧法、等离子法、臭氧氧化法和植物提取液法。
其中，化学洗涤法与植物提取液法的除臭原理相类似，是利用强酸、强碱等化学溶液或植物提取液与臭气发生中和、氧化等化学反应去除臭味。燃烧法分为直接燃烧和催化燃烧。直接燃烧是利用高温（>800℃）对可燃性臭气进行强氧化反应去除臭味物质;催化燃烧是通过催化剂，降低臭气的反应活化能，使其在较低温度下完全燃烧。等离子法通过离子发生器产生粒子，与空气中的氧分子进行碰撞而形成氧离子，进而与臭气发生氧化反应，分解臭气。臭氧氧化法是利用臭氧对臭气进行强氧化分解，使异味分子发生改变，实现除臭目的。
（3）生物除臭法主要包括生物滤池法、生物滴滤塔法和生物滤床法。
其中，生物滤池法是臭气经增湿装置预处理后，进入生物处理装置，扩散到填料（土壤、堆肥、活性炭等）外层的水膜，被填料吸附后，经微生物降解为二氧化碳、水等无味无害气体。生物滴滤塔法是臭气进入生物滴滤塔后，与填充塔内填料表面的微生物膜接触，被微生物降解为无味无害气体，实现除臭目的。生物滴滤床法是将臭气输送至生物滤床底部，吸附于土壤颗粒表面，后经培养出的微生物分解，实现除臭目的。
2 除臭方法对比
（1）物理除臭法中，掩蔽法适用于暂时性消除低浓度、无组织排放源臭气的影响。其优点是灵活性大、费用低。但该方法并未改变臭气成分，臭气危害性依然存在。稀释扩散法适用于处理中、低浓度，有组织排放臭气的影响，设备简单、投资及运行费用较低，但该方法也未改变臭气成分，臭气危害性依然存在。洗涤法适用于处理具有水溶性、有组织排放源的臭气，设备初投资低、运行费用低。但需对洗涤液进行处理，易产生二次污染，净化效率低。吸附法适用于处理低浓度、多组分臭气，净化效率高。但吸附剂再生困难、运行费用高。冷凝法适用于高浓度和高沸点臭气的回收，运行费用较高。常作为吸附、燃烧等高浓度臭气净化的预处理过程。
（2）化学除臭法中，化学洗涤法适用于处理高、中浓度的臭气。但需对洗涤液进行处理，易形成二次污染。燃烧法适用于处理高浓度的可燃性臭气，净化效率高。但消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染。等离子法适用于处理各浓度臭气，净化效率高，设备启动、停止迅速，运行费用低。但设备一次性投资较高。臭氧氧化法适用于处理各浓度臭气，处理速度快，流程简单，没有二次污染。但是臭氧产生过程中需要消耗大量电，运行成本较高。
（3）生物除臭法中，生物滤池法工艺较为成熟，且处理费用低。但是，设备占地面积大，填料需定期更换，除臭过程不易控制，对疏水性和难生物降解物质的处理存在较大难度。生物滴滤塔填料表面只存在降解某些恶臭物质的微生物，不会出现类似于生物滤池中混和微生物群同时消耗滤料有机质的情况。其优点是微生物数量多，能承受比生物滤池更大的污染负荷，惰性滤料可以不用更换，操作条件易控制。缺点是需定期投加营养物质，设备体积较大。生物滤床可处理大气量臭气，运行条件易控制，占地面积较小。但设备费用较高，操作复杂且需要投加营养物质。
3 垃圾储存间除臭工艺设计
（1）工况一：焚烧炉正常运行。基于垃圾储存间内臭气的可燃性，处理方法可采用燃烧法。由风机将臭气从垃圾储存间上部引出，作为燃烧气体送入焚烧炉，经高温燃烧后，臭气被氧化、分解。同时，为了保证高温燃烧净化除臭效率，要求焚烧设备设计必须遵守“3T”原则：焚烧温度应高于850℃;臭气在焚烧炉内的停留时间大于0.5s;臭气和火焰必须充分混合。
（2）工况二：焚烧炉停止运行。此时，除臭需设置独立的除臭设备，可选除臭工艺如上所述。但是，物理除臭法中的掩蔽法、稀释扩散法其本质并未实现臭气消除，易对运行人员产生危害。冷凝法运行费用较高，且单纯的冷凝法往往不能达到规定的臭气分离要求，常用作其他除臭工艺的预处理过程。洗涤法除臭效率低，且易形成二次污染。因而这四种物理除臭法不适用垃圾储存间除臭。化学除臭法中，等离子法设备初投资高、臭氧氧化法运行成本较高，因而这两种化学除臭法经济性较差，增加垃圾电站运行成本，也不适用垃圾储存间除臭。生物除臭法由于微生物生成需要一定的时间，不能快速地适应臭气的浓度和成分变化。在不使用设备的时候，要保证微生物不死亡，需要一定的维护保养，增加运行维护成本。因而生物除臭法也不适用于垃圾储存间除臭。
综上，基于除臭工艺的技术可靠性和运行经济性，本文建议采取如下组合除臭法：
（1）植物提取液除臭+活性炭除臭。垃圾储存间内臭气浓度较低时，可首先采用植物提取液喷洒，降低臭气浓度。同时对于仍存留的臭气可进一步采用活性炭除臭法。虽然活性炭除臭法运行成本较高，但是操作简便、除臭效果较好。垃圾电站运行人员数量有限，该方法可以减轻运行人员工作负担。
（2）化学洗涤法除臭+活性炭除臭。垃圾储存间内臭气浓度较高时，可先采用化学除臭法进行一次除臭。然后再利用活性炭进行二次除臭。该方法可以快速消臭高浓度臭气，同时搭配活性炭除臭可以进一步提升除臭效果。
（3）植物提取液除臭+化学洗涤法除臭。首先采用植物提取液喷洒，降低臭气浓度。同时对于仍存留的臭气可进一步采用化学洗涤法除臭。
4 结语
本文从焚烧炉正常运行和停止运行两个方面，提出垃圾电站垃圾储存间除臭建议。
（1）在焚烧炉正常运行时，垃圾储存间除臭建议采用燃烧法除臭，但需要保证焚烧设备遵守“3T”原则。
（2）在焚烧炉停止运行时，垃圾储存间除臭建议采用组合除臭法。从技术经济角度，建议采用如下组合除臭法：植物提取液除臭+活性炭除臭、化学洗涤法除臭+活性炭除臭或植物提取液除臭+化学洗涤法除臭。
參考文献
[1] 张龙，杨晓华.垃圾焚烧电站除臭措施研究[J].山东工业技术，2019（24）：117.
[2] 李军，肖燕，陈竹.垃圾焚烧发电厂臭气控制方案优化设计[J].环境卫生工程，2016，24（6）：56-57.
[3] 张龙，杨晓华.垃圾焚烧电站除臭措施研究[J].山东工业技术，2019（24）：117.
[4] 燕忠.生活垃圾焚烧发电厂臭气控制分析[J].环境卫生工程，2015，23（3）：42-44.
[5] 肖燕，钱兵，李军.生活垃圾焚烧发电厂臭气控制研究[J].资源节约与环保，2016（2）：164-165.
关键词：垃圾电站 垃圾储存间 除臭
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）02（c）-0110-02
垃圾焚烧发电因能够缓解垃圾填埋造成的土地紧张、减少环境污染，已成为极具潜力的垃圾无害化处理方法[1]。垃圾电站运行期间，为保证发电量的稳定，常需建设储存5～10d垃圾焚烧量的垃圾储存间[2]。但垃圾储存期间因腐败发酵易产生含氨、硫化氢以及细菌、病原菌等有害物质的强烈刺激性臭气。这些臭气一旦被人体吸入将对血液循环系统、神经系统等造成损害[3]。因此，实现垃圾储存间无害化除臭已成为垃圾电站管理的重点工作[4]。
1 除臭方法概述
除臭方法按照除臭原理可分为物理除臭法、化学除臭法和生物除臭法。
（1）物理除臭法主要包括吸附法、物理洗涤法、冷凝法、掩蔽法和稀释扩散法。
其中，吸附法除臭是将臭气物质积聚或浓缩在多孔固体吸附剂（活性炭、硅胶等）表面，以去除臭味。物理洗涤法除臭是利用水等液体将臭气中的固体杂质和溶于水，实现除臭目的。冷凝法是基于不同温度和压力下臭气具有不同的饱和蒸汽压的特性，通过改变温度或压力，使某些臭气物质凝结出来，实现除臭目的。掩蔽法是使用芳香味气体与臭气掺和，以掩蔽臭气。稀释扩散法是将臭气用无臭空气稀释，降低臭气浓度以减少臭味。
（2）化学除臭法主要包括化学洗涤法、燃烧法、等离子法、臭氧氧化法和植物提取液法。
其中，化学洗涤法与植物提取液法的除臭原理相类似，是利用强酸、强碱等化学溶液或植物提取液与臭气发生中和、氧化等化学反应去除臭味。燃烧法分为直接燃烧和催化燃烧。直接燃烧是利用高温（>800℃）对可燃性臭气进行强氧化反应去除臭味物质;催化燃烧是通过催化剂，降低臭气的反应活化能，使其在较低温度下完全燃烧。等离子法通过离子发生器产生粒子，与空气中的氧分子进行碰撞而形成氧离子，进而与臭气发生氧化反应，分解臭气。臭氧氧化法是利用臭氧对臭气进行强氧化分解，使异味分子发生改变，实现除臭目的。
（3）生物除臭法主要包括生物滤池法、生物滴滤塔法和生物滤床法。
其中，生物滤池法是臭气经增湿装置预处理后，进入生物处理装置，扩散到填料（土壤、堆肥、活性炭等）外层的水膜，被填料吸附后，经微生物降解为二氧化碳、水等无味无害气体。生物滴滤塔法是臭气进入生物滴滤塔后，与填充塔内填料表面的微生物膜接触，被微生物降解为无味无害气体，实现除臭目的。生物滴滤床法是将臭气输送至生物滤床底部，吸附于土壤颗粒表面，后经培养出的微生物分解，实现除臭目的。
2 除臭方法对比
（1）物理除臭法中，掩蔽法适用于暂时性消除低浓度、无组织排放源臭气的影响。其优点是灵活性大、费用低。但该方法并未改变臭气成分，臭气危害性依然存在。稀释扩散法适用于处理中、低浓度，有组织排放臭气的影响，设备简单、投资及运行费用较低，但该方法也未改变臭气成分，臭气危害性依然存在。洗涤法适用于处理具有水溶性、有组织排放源的臭气，设备初投资低、运行费用低。但需对洗涤液进行处理，易产生二次污染，净化效率低。吸附法适用于处理低浓度、多组分臭气，净化效率高。但吸附剂再生困难、运行费用高。冷凝法适用于高浓度和高沸点臭气的回收，运行费用较高。常作为吸附、燃烧等高浓度臭气净化的预处理过程。
（2）化学除臭法中，化学洗涤法适用于处理高、中浓度的臭气。但需对洗涤液进行处理，易形成二次污染。燃烧法适用于处理高浓度的可燃性臭气，净化效率高。但消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染。等离子法适用于处理各浓度臭气，净化效率高，设备启动、停止迅速，运行费用低。但设备一次性投资较高。臭氧氧化法适用于处理各浓度臭气，处理速度快，流程简单，没有二次污染。但是臭氧产生过程中需要消耗大量电，运行成本较高。
（3）生物除臭法中，生物滤池法工艺较为成熟，且处理费用低。但是，设备占地面积大，填料需定期更换，除臭过程不易控制，对疏水性和难生物降解物质的处理存在较大难度。生物滴滤塔填料表面只存在降解某些恶臭物质的微生物，不会出现类似于生物滤池中混和微生物群同时消耗滤料有机质的情况。其优点是微生物数量多，能承受比生物滤池更大的污染负荷，惰性滤料可以不用更换，操作条件易控制。缺点是需定期投加营养物质，设备体积较大。生物滤床可处理大气量臭气，运行条件易控制，占地面积较小。但设备费用较高，操作复杂且需要投加营养物质。
3 垃圾储存间除臭工艺设计
（1）工况一：焚烧炉正常运行。基于垃圾储存间内臭气的可燃性，处理方法可采用燃烧法。由风机将臭气从垃圾储存间上部引出，作为燃烧气体送入焚烧炉，经高温燃烧后，臭气被氧化、分解。同时，为了保证高温燃烧净化除臭效率，要求焚烧设备设计必须遵守“3T”原则：焚烧温度应高于850℃;臭气在焚烧炉内的停留时间大于0.5s;臭气和火焰必须充分混合。
（2）工况二：焚烧炉停止运行。此时，除臭需设置独立的除臭设备，可选除臭工艺如上所述。但是，物理除臭法中的掩蔽法、稀释扩散法其本质并未实现臭气消除，易对运行人员产生危害。冷凝法运行费用较高，且单纯的冷凝法往往不能达到规定的臭气分离要求，常用作其他除臭工艺的预处理过程。洗涤法除臭效率低，且易形成二次污染。因而这四种物理除臭法不适用垃圾储存间除臭。化学除臭法中，等离子法设备初投资高、臭氧氧化法运行成本较高，因而这两种化学除臭法经济性较差，增加垃圾电站运行成本，也不适用垃圾储存间除臭。生物除臭法由于微生物生成需要一定的时间，不能快速地适应臭气的浓度和成分变化。在不使用设备的时候，要保证微生物不死亡，需要一定的维护保养，增加运行维护成本。因而生物除臭法也不适用于垃圾储存间除臭。
综上，基于除臭工艺的技术可靠性和运行经济性，本文建议采取如下组合除臭法：
（1）植物提取液除臭+活性炭除臭。垃圾储存间内臭气浓度较低时，可首先采用植物提取液喷洒，降低臭气浓度。同时对于仍存留的臭气可进一步采用活性炭除臭法。虽然活性炭除臭法运行成本较高，但是操作简便、除臭效果较好。垃圾电站运行人员数量有限，该方法可以减轻运行人员工作负担。
（2）化学洗涤法除臭+活性炭除臭。垃圾储存间内臭气浓度较高时，可先采用化学除臭法进行一次除臭。然后再利用活性炭进行二次除臭。该方法可以快速消臭高浓度臭气，同时搭配活性炭除臭可以进一步提升除臭效果。
（3）植物提取液除臭+化学洗涤法除臭。首先采用植物提取液喷洒，降低臭气浓度。同时对于仍存留的臭气可进一步采用化学洗涤法除臭。
4 结语
本文从焚烧炉正常运行和停止运行两个方面，提出垃圾电站垃圾储存间除臭建议。
（1）在焚烧炉正常运行时，垃圾储存间除臭建议采用燃烧法除臭，但需要保证焚烧设备遵守“3T”原则。
（2）在焚烧炉停止运行时，垃圾储存间除臭建议采用组合除臭法。从技术经济角度，建议采用如下组合除臭法：植物提取液除臭+活性炭除臭、化学洗涤法除臭+活性炭除臭或植物提取液除臭+化学洗涤法除臭。
參考文献
[1] 张龙，杨晓华.垃圾焚烧电站除臭措施研究[J].山东工业技术，2019（24）：117.
[2] 李军，肖燕，陈竹.垃圾焚烧发电厂臭气控制方案优化设计[J].环境卫生工程，2016，24（6）：56-57.
[3] 张龙，杨晓华.垃圾焚烧电站除臭措施研究[J].山东工业技术，2019（24）：117.
[4] 燕忠.生活垃圾焚烧发电厂臭气控制分析[J].环境卫生工程，2015，23（3）：42-44.
[5] 肖燕，钱兵，李军.生活垃圾焚烧发电厂臭气控制研究[J].资源节约与环保，2016（2）：164-165.