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    塑料鮑爾環和階梯環對H₂S廢氣凈化效果

    點擊次數:  更新時間:2020/5/18    

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


      科源環保為您介紹分別以裝有塑料鮑爾環/階梯環兩種填料的生物滴濾塔,來進行對比研究,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、化學性質穩定以及高性價比等性質的填料。文中以塑料鮑爾環和階梯環作為填料進行了凈化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。


      塑料鮑爾環和階梯環填料的基本物理性質


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


      塑料階梯環與鮑爾環相比,其高度減少了一半,并在一端增加了一個錐形翻邊。


      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。經研究采用了塑料鮑爾環和階梯環兩種填料。所用填料性能的參數見表1

    塑料鮑爾環和階梯環填料

      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,b號塔內的填料為塑料階梯環,均呈亂堆填放,可通過閥門控制實現a,b塔的串并聯使用。

    塑料鮑爾環和階梯環實驗裝置

      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廢氣由塔底進入滴濾塔,在上升的過程中H₂S被填料上的生物膜去除,凈化后的氣體經塔頂排出。


      2、試驗方法


      2.1系統測試方法


      通過調節Na₂S和H₂SO₄溶液的濃度和滴速來改變H₂S的產生量,同時調節氣體流量計以改變混合氣體的流量,從而控制進氣濃度,具體的混合氣體濃度以實際檢測(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曝氣池取活性污泥混合液10L,每天定量投加營養液和Na₂S,持續曝氣,培養馴化同步進行。馴化成功后,采用先浸泡后循環噴淋的方式進行填料的掛膜。


      本實驗兩個填料塔均采用在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間相差不多,共歷時13d,但觀察得出b號塔中的塑料階梯環形成的生物膜比a號塔中的塑料鮑爾環較為均勻。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圖2。

    塑料鮑爾環和階梯環去廢氣實驗

      由圖2可以看出在氣速為11.94m/h時,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,進行兩塔去除效率的比較,結果如圖3所示。

    氣速為11.94m/h時,兩塔對H₂S的去除效率

      兩個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,說明用階梯環作為填料的滴濾塔對H₂S的去除效果比鮑爾環要好。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、造價低的塑料鮑爾環、階梯環兩種填料。


      塑料階梯環優勢:


      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接觸為主變成以點接觸為主,這樣不但增加了填料間的空隙,同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點,可以促進液膜的表面更新,有利于傳質效率的提高。


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


      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。

    塑料階梯優勢

      塑料鮑爾環優勢:


      1)空隙率大。氣體通過的能力較大且壓降較低;


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


      在該實驗中填料的結構、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的影響更為顯著,塑料階梯環比塑料鮑爾環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,滴濾塔的去除效率可以達到91.92%。

    塑料鮑爾環優勢

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      1)用塑料階梯環作為填料的滴濾塔對H2S的去除效果比鮑爾環要好,說明階梯環比鮑爾環好。


      2)塑料階梯環在氣速為11.94m/h的條件下,當入口負荷小于13.85 g/m3時,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、化學性質穩定以及價格便宜等性質的填料。


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