日本除臭技術(shù)——微凝膠法除工業(yè)臭氣
臭氣是人們普遍碰到環(huán)境問題,給生活和工作帶了諸多不適,而且如果臭氣濃度較高,人群在其中暴露時間較長的話,會給人身心健康造成不同程度的損害,直至危及生命。
隨著人們對生活環(huán)境和工作環(huán)境舒適度要求的提高,以及政府對各種污染排放管控的日趨嚴(yán)格,臭氣的的整治也得到高度的關(guān)注。臭氣不像其他氣體污染物有著明確的組成或分布,臭氣也因不同人群嗅覺閥值的不同,而有著不同的反應(yīng)。而且臭氣有的時候又呈現(xiàn)出很強的飄忽性和變化性,甚至來源都無法明確認(rèn)定,傳播途徑和半徑更是多變,所以臭氣是一種影響廣,復(fù)雜度高,不確定性強,但又是對人體有害的常見污染物。
中國的環(huán)境治理受明確的治理目標(biāo)的政策影響,一直在集中精力處理一些急迫、目標(biāo)明確,污染重大的污染,而對于臭氣的警覺和治理一直缺乏應(yīng)有的關(guān)注和治理目標(biāo)。隨著人們環(huán)境與健康意識的日益提高,對臭氣的關(guān)注度也逐漸提升,近幾年已經(jīng)成為百姓投訴最多,抱怨最為強烈的污染類型,其對社會的影響已經(jīng)遠遠超過了噪聲,排在擾民的第一位,必須引起政府和相關(guān)排放企業(yè)的高度重視。
臭氣的來源非常分散,而且組分十分復(fù)雜、臭氣的成分確認(rèn)也因臭氣的種類繁多,分析成本偏高而變得十分困難。同時臭氣的監(jiān)測和治理也因為臭氣種類多樣,臭氣成分不詳,所以變的非常困難。
臭氣的治理技術(shù)一般主要分為吸附法、催化法、等離子法、燃燒法、藥液清洗、生物除臭、臭氧除臭和除臭劑等八大類技術(shù)類別。日本作為全世界臭氣解決最好的國家,不是之一,無論是工業(yè)類臭氣的監(jiān)測與治理還是生活臭氣的去除都獲得了世界公認(rèn)的結(jié)果,這一點相信去過日本的人都有深切的體會。在日本臭氣產(chǎn)生最嚴(yán)重的一些企業(yè),如垃圾焚燒廠,污水廠,化工廠,污泥處理廠,養(yǎng)殖場,鋼鐵廠,制藥廠,印刷廠,垃圾轉(zhuǎn)運設(shè)施等等都幾乎聞不到臭氣的味道。在日本的公共場所中,去除臭氣的材料和藥品更是五花八門數(shù)不勝數(shù),比如日本的公共設(shè)施的墻面和地面裝飾材料中都含有除臭的成分,高級酒店客人離開后的清掃環(huán)節(jié)都有除臭的環(huán)節(jié),所以日本整個國家所到之處很難有不良的氣味存在。
1.微凝膠技術(shù)
在臭氣的治理技術(shù)中,藥液清洗技術(shù)是除臭領(lǐng)域應(yīng)用效果最好的核心技術(shù)之一,也是日本在除臭技術(shù)領(lǐng)域中最為國際社會稱道和引用的技術(shù),本文就介紹在日本應(yīng)用效果好且費效比最優(yōu)的藥液清洗技術(shù)——微凝膠。
微凝膠本身無色無味,對人體無害,可以用在幾乎所有的臭氣去除領(lǐng)域和場合使用。微凝膠是一種超高分子化合物,分子量達到2000萬-3000萬,而一般臭氣成分的分子量幾乎都在400以下,更是氨和硫化氫分子量的50-150萬倍。分子之間由于巨大的分子量差異會產(chǎn)生強大的分子間引力,從而吸附臭氣成分,經(jīng)過吸附后的各種反應(yīng)從而達到除臭的效果,微凝膠的除臭效果幾乎可以在瞬間完成,只要氣液接觸裝置做的好,微凝膠的選擇與臭氣的組分符合,微凝膠就是一種應(yīng)用廣大、成本低廉的廣譜除臭劑,這個和國內(nèi)常用的覆蓋型除臭劑有本質(zhì)性的成分差異和巨大的效果差異。
微凝膠有很多的種類,可根據(jù)不同的除臭需求來進行專門的調(diào)配。如果臭氣的成分確定,那么臭氣的去除比例可以很高,直至低于一般人的嗅覺閥值。所以微凝膠可以應(yīng)用在所有的臭氣去除環(huán)節(jié)和場合,在日本有著千萬不同種類級別的項目和場合應(yīng)用。
微凝膠的最大特點在于其擁有兩性離子的反應(yīng)基,無論是酸性臭氣還是堿性臭氣,都可在微凝膠的分子構(gòu)造中生成中和反應(yīng),通過調(diào)整反應(yīng)基的相關(guān)比例,即可滿足各種不同種類和效果的除臭需求。
一般來說臭氣的成分可以多達40萬種,使用同一種除臭技術(shù)來達到成分復(fù)雜的混合型臭氣的除臭效果基本上是很困難的,但微凝膠可以配合針對不同的臭氣成分調(diào)整反應(yīng)基和輔助添加劑,從而靈活高效地應(yīng)對不同類型的臭氣治理需求,而且是目前在日本處理設(shè)施最簡單,處理成本最低,應(yīng)用最為廣泛的除臭技術(shù)。
微凝膠技術(shù)的最大優(yōu)點在于配套設(shè)備需求簡單,成本低。雖然微凝膠種類較多,但各類微凝膠都具有較高的安全性,產(chǎn)品本身平均濃度不高,使用的添加劑也大多不含有害成分。微凝膠在放入土壤中20日內(nèi)即可分解,不會在土壤中留有殘存污染。
日本使用微凝膠進行除臭治理已經(jīng)有幾十年的歷史,在各行各業(yè)的臭氣治理中都進行了工程應(yīng)用和服務(wù)應(yīng)用,效果顯著。微凝膠的除臭方式,以噴灑在排氣管道、洗滌塔的方式較為常見,也可以直接在工廠內(nèi)安裝噴霧機;而在養(yǎng)殖場等無固定排氣口的場所,可以將微凝膠與殺菌用的超氧水進行混合,再用高壓洗凈機進行噴霧除臭,同時實現(xiàn)殺毒和除臭的雙重效果。
微凝膠作為一種安全型除臭劑,不僅可以大規(guī)模應(yīng)用于工廠、環(huán)境治理設(shè)施等生產(chǎn)型場所,也可應(yīng)用于生活中,進行瞬間除臭,如寵物、衛(wèi)生間、垃圾堆放點、下水道口、衣物、餐廳等。
2.微凝膠在工業(yè)臭氣處理領(lǐng)域的應(yīng)用案例
在工業(yè)領(lǐng)域,各工廠因生產(chǎn)工序、廠內(nèi)設(shè)備設(shè)施等條件的不同,微凝膠的使用需根據(jù)臭氣產(chǎn)生情況、臭氣源分布情況以及廠內(nèi)環(huán)境來確定使用的方式,更高效率、低成本地取得除臭效果。
微凝膠的主要應(yīng)用方式及特點如下。
表1 微凝膠除臭劑較為常見的使用方法
以上是微凝膠較為常見的使用方法,而微凝膠因種類眾多,如果根據(jù)臭氣成分進行針對性除臭,效果就更加理想。各行各業(yè)的臭氣源不同,臭氣成分不同,需要使用不同類型的微凝膠,以下為例子為不同工廠的微凝膠種類及常見使用方法。
表2 微凝膠除臭劑在各類工廠內(nèi)主要的使用方法
以上為微凝膠除臭劑在各類型工廠內(nèi)常見的使用方法,具體用法還需根據(jù)工廠內(nèi)的實際換氣、排氣等情況綜合考量后確定。
3.采用微凝膠治理臭氣的工作流程
使用微凝膠進行臭氣處理需要對工廠的臭氣產(chǎn)生源、硬件設(shè)施等進行細(xì)致的考察,并根據(jù)臭氣成分和設(shè)備設(shè)施條件選擇最為合適的微凝膠種類和使用方法。
首先,對產(chǎn)生臭氣的地點進行現(xiàn)場調(diào)查、對工廠進行場外調(diào)查,以確定大致的臭氣來源或臭氣的主要成分。在有條件的企業(yè)或場合可以建立臭氣的監(jiān)測數(shù)據(jù)及臭氣擴散模型、計算臭氣滲透情況、確定臭氣解決方案、開展現(xiàn)場試驗。通過上述調(diào)研、初步治理方案確定與試驗,確定除臭工程技術(shù)方案。
此外,在使用噴淋塔投放微凝膠的方式進行除臭時,若現(xiàn)有的噴淋塔除臭裝置的氣液接觸效率不好,導(dǎo)致除臭狀況不佳,可改良填充劑和噴頭,提高除臭裝置對微凝膠的使用性能。在使用噴霧裝置用微凝膠除臭時,若噴霧效果不佳,可更換或新增更為適合噴霧噴頭,以提高微凝膠的除臭效率,同時也可以極大地降低微凝膠的使用量,從而降低處理成本。
4.日本在選擇微凝膠處理臭氣時的方案制定
(1)對產(chǎn)生臭氣的現(xiàn)場進行調(diào)查
對工廠進行現(xiàn)場檢查,摸清臭氣源及臭氣的擴散路徑,若臭氣明顯排出工廠外,則需要開展數(shù)據(jù)的模擬與分析,并同時分析臭氣性質(zhì);
將臭氣源的產(chǎn)生情況、特性記錄在案,用于后續(xù)的周邊調(diào)查、分析、解決等步驟,便于針對不同的產(chǎn)生源使用不同的除臭方式。
(2)對工廠外進行實地調(diào)研
使用工廠及附近的圖紙對工廠周邊進行摸排,在掌握臭氣性質(zhì)、風(fēng)速、風(fēng)向等因素的前提下摸清臭氣發(fā)散的范圍,并將臭氣發(fā)散情況在地圖上標(biāo)注,并在地圖上制作圖樣,展示臭氣擴散范圍;
(3)生成臭氣數(shù)據(jù)及臭氣擴散模型
根據(jù)工廠現(xiàn)場調(diào)查情況,檢測臭氣的濃度,計算各個臭氣源的臭氣排放強度,并按強度進行有效排列;
對于排放強度較大的臭氣源,使用氣體擴散模型來建立臭氣擴散圖,通過擴散圖比較不同臭氣源的負(fù)荷率,預(yù)測各排氣口對周邊環(huán)境的影響程度,擴散圖更適用于大型工廠的臭氣原因和擴散分析,小的工廠和場合可以不用這么精確,通過不同的試驗來嘗試也是非常好的辦法,而且在臭氣的治理中較為實用;
根據(jù)擴散圖及調(diào)查結(jié)果,決定各排氣口安裝除臭裝置的必要性,對需要安裝除臭裝置的排氣口進行先后順序排列。
(4)計算臭氣滲透率
對于大型的工廠,可進一步計算不同來源臭氣的滲透率,臭氣滲透率指成分濃度除以嗅覺閾值后的百分比;
臭氣成分不同,人類嗅覺閾值也不同,需要分開測算每一種成分的臭氣滲透率,再通過比對各種成分的滲透率來確定需要集中解決的成分。
(5)確定臭氣治理的解決方案
解決方案包括以下兩大類:(1)源頭防臭型:改變設(shè)備使用方法、改善臭氣源、改善排氣方法、改變固有除臭設(shè)備的使用方法等;(2)安裝除臭設(shè)備型:設(shè)計用微凝膠除臭的工藝以及除臭裝置,建設(shè)相對簡單、便于管理、高效低成本的除臭方案。
(6)開展除臭效果的現(xiàn)場試驗
在工廠內(nèi)安裝除臭的中試設(shè)備,進行設(shè)備試驗;設(shè)備包括微凝膠噴淋塔,微凝膠噴霧等測試裝置等;設(shè)置測試儀器,摸索出最佳除臭條件;通過嗅覺測定、成分分析得出測試結(jié)果,將設(shè)備試用后的臭氣擴散情況作成擴散圖,與測試前的擴散進行對比,檢驗設(shè)備和微凝膠的除臭效果;根據(jù)除臭效果設(shè)定各階段的除臭目標(biāo)值
(7) 最終確定方案及運行成本
通過上述調(diào)研與試驗,最終確定除臭工程的技術(shù)方案、運行管理方案、并計算出達到除臭效果下的運營成本。
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