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塑料鮑爾環(huán)和階梯環(huán)對H₂S廢氣凈化效果

點(diǎn)擊次數:  更新時(shí)間:2020/5/18    

  惡臭污染已成為全球性環(huán)境公害之一,生物滴濾法凈化惡臭氣體具有凈化效率高、操作簡(jiǎn)便、處理成本低、可避免二次污染等優(yōu)點(diǎn)而成為世界各國近十年來(lái)研究的項目,而塑料鮑爾環(huán)/階梯環(huán)填料的特性是決定其處理效果的關(guān)鍵因素之一。


  科源環(huán)保為您介紹分別以裝有塑料鮑爾環(huán)/階梯環(huán)兩種填料的生物滴濾塔,來(lái)進(jìn)行對比研究,對于凈化含H₂S惡臭氣體的生物滴濾塔,應選用具有結構合理、比表面積大、空隙率大、堆積重量輕、濕填料因子小、化學(xué)性質(zhì)穩定以及高性?xún)r(jià)比等性質(zhì)的填料。文中以塑料鮑爾環(huán)和階梯環(huán)作為填料進(jìn)行了凈化H₂S廢氣的對比試驗研究,旨在尋求合理的填料結構和控制條件。


  塑料鮑爾環(huán)和階梯環(huán)填料的基本物理性質(zhì)


  塑料鮑爾環(huán)為外徑與高度相等的圓環(huán),在側壁上開(kāi)出兩排長(cháng)方形的窗孔,被切開(kāi)的環(huán)壁的一側仍與壁面相連,另一側向環(huán)內彎曲,形成內伸的舌葉,各舌葉的側邊在環(huán)中心相搭。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)孔,大大提高了環(huán)內空間及環(huán)內表面的利用率,氣流阻力小,液體分布均勻。


  塑料階梯環(huán)與鮑爾環(huán)相比,其高度減少了一半,并在一端增加了一個(gè)錐形翻邊。


  1.1兩種填料比較


  填料是生物滴濾塔的重要組成部分,填料塔操作性能的好壞,直接與所選用的填料有關(guān)。經(jīng)研究采用了塑料鮑爾環(huán)和階梯環(huán)兩種填料。所用填料性能的參數見(jiàn)表1

塑料鮑爾環(huán)和階梯環(huán)填料

  1.2試驗系統和試驗方法試驗裝置


  試驗系統流程如圖1所示。兩個(gè)生物滴濾塔a,b均由有機玻璃管制成,尺寸完全相同,內徑為80mm,總高為450mm,分為兩層,下層填料高為100mm,上層填料高為150 mm;a號塔內的填料為塑料鮑爾環(huán),b號塔內的填料為塑料階梯環(huán),均呈亂堆填放,可通過(guò)閥門(mén)控制實(shí)現a,b塔的串并聯(lián)使用。

塑料鮑爾環(huán)和階梯環(huán)實(shí)驗裝置

  H₂S氣體由Na₂S和H₂SO₄溶液反應制得。系統運行采用氣液逆流操作。液體由液泵打到塔頂均勻向下噴淋,H₂S廢氣由塔底進(jìn)入滴濾塔,在上升的過(guò)程中H₂S被填料上的生物膜去除,凈化后的氣體經(jīng)塔頂排出。


  2、試驗方法


  2.1系統測試方法


  通過(guò)調節Na₂S和H₂SO₄溶液的濃度和滴速來(lái)改變H₂S的產(chǎn)生量,同時(shí)調節氣體流量計以改變混合氣體的流量,從而控制進(jìn)氣濃度,具體的混合氣體濃度以實(shí)際檢測(采用亞甲基藍比色法[2])為準。


  2.2試驗內容


  從西安市北石橋污水處理廠(chǎng)曝氣池取活性污泥混合液10L,每天定量投加營(yíng)養液和Na₂S,持續曝氣,培養馴化同步進(jìn)行。馴化成功后,采用先浸泡后循環(huán)噴淋的方式進(jìn)行填料的掛膜。


  本實(shí)驗兩個(gè)填料塔均采用在5種不同的氣速11.94m/h,17.91m/h,23.88m/h,29.85m/h和35.82m/h下,以及在濃度范圍為0mg/m3~1000mg/m3的條件下,檢測填料塔進(jìn)出口的H₂S濃度;計算其負荷和去除效率,找出較佳氣速;在較佳氣速下,比較兩個(gè)填料塔的去除效率。


  3、試驗結果分析


  對于兩種填料,生物膜在其表面形成所需的時(shí)間相差不多,共歷時(shí)13d,但觀(guān)察得出b號塔中的塑料階梯環(huán)形成的生物膜比a號塔中的塑料鮑爾環(huán)較為均勻。當a號和b號塔在不同氣速下,不同入口H₂S負荷對應的凈化效率見(jiàn)圖2。

塑料鮑爾環(huán)和階梯環(huán)去廢氣實(shí)驗

  由圖2可以看出在氣速為11.94m/h時(shí),兩塔對H₂S的去除效率都較高,因此選11.94m/h為系統運行氣速,進(jìn)行兩塔去除效率的比較,結果如圖3所示。

氣速為11.94m/h時(shí),兩塔對H₂S的去除效率

  兩個(gè)塔的去除效率均隨入口H₂S負荷的增加而下降,但b號塔總比a號塔的去除效率要高,說(shuō)明用階梯環(huán)作為填料的滴濾塔對H₂S的去除效果比鮑爾環(huán)要好。由于要去除的混合氣體中H₂S為腐蝕性氣體,因而選用了耐腐蝕性好、造價(jià)低的塑料鮑爾環(huán)、階梯環(huán)兩種填料。


  塑料階梯環(huán)優(yōu)勢:


  1)結構好,由于高徑比減少,使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短,減少了氣體通過(guò)填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度,而且使填料之間以線(xiàn)接觸為主變成以點(diǎn)接觸為主,這樣不但增加了填料間的空隙,同時(shí)成為液體沿填料表面流動(dòng)的匯集分散點(diǎn),可以促進(jìn)液膜的表面更新,有利于傳質(zhì)效率的提高。


  2)比表面積大,堆積個(gè)數多。所提供的氣液傳質(zhì)面積較大,生物膜附著(zhù)的面積也就較大。


  3)堆積重量小,對濾塔內的支撐板壓力較小,且填料不易被壓實(shí)。

塑料階梯優(yōu)勢

  塑料鮑爾環(huán)優(yōu)勢:


  1)空隙率大。氣體通過(guò)的能力較大且壓降較低;


  2)干填料因子小。由于填料材質(zhì)為塑料,干、濕填料因子相差不大,即鮑爾環(huán)的填料因子也較小,表明其流動(dòng)阻力較小。


  在該實(shí)驗中填料的結構、比表面積和堆積重量相對空隙率和濕填料因子對填料性質(zhì)的影響更為顯著(zhù),塑料階梯環(huán)比塑料鮑爾環(huán)更適合作為生物滴濾塔的填料,且在氣速為11.94 m/h的條件下,當入口負荷小于13.85 g/m3時(shí),滴濾塔的去除效率可以達到91.92%。

塑料鮑爾環(huán)優(yōu)勢

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  1)用塑料階梯環(huán)作為填料的滴濾塔對H2S的去除效果比鮑爾環(huán)要好,說(shuō)明階梯環(huán)比鮑爾環(huán)好。


  2)塑料階梯環(huán)在氣速為11.94m/h的條件下,當入口負荷小于13.85 g/m3時(shí),滴濾塔的去除效率可以達到91.92%。


  3)對于凈化含H2 S惡臭氣體的生物滴濾塔,應選用具有結構合理、比表面積大、空隙率大、堆積重量輕、濕填料因子小、化學(xué)性質(zhì)穩定以及價(jià)格便宜等性質(zhì)的填料。


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