垃圾焚燒發(fā)電廠防臭處理研究
目前，隨著城市的規(guī)模越來越大，城市垃圾處理問題就不可避免的擺在我們面前。本文結(jié)合城市生活垃圾中惡臭物質(zhì)的主要危害以及產(chǎn)生惡臭的機理，探討了垃圾焚燒發(fā)電廠處理惡臭物質(zhì)污染的相關(guān)舉措。
通過建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠來處理城市生活垃圾，可以大大減少城市生活垃圾的處置量，消除有害細(xì)菌和病毒，破壞毒性有機物，焚燒過程產(chǎn)生能量回收發(fā)電，最大限度的實現(xiàn)了資源和能量的綜合利用。但該垃圾焚燒發(fā)電項目產(chǎn)生的惡臭在營運期也將對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。
1.惡臭物質(zhì)的主要危害
惡臭是指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損害生活環(huán)境的氣體物質(zhì)，有時會引起嘔吐，影響人體健康，是對人產(chǎn)生嗅覺傷害、引起疾病的公害之一。惡臭的危害主要有六個方面:a危害呼吸系統(tǒng);b危害血液循環(huán)系統(tǒng);c危害消化系統(tǒng);d危害內(nèi)分泌系統(tǒng);e危害神經(jīng)系統(tǒng);f對精神的影響。
惡臭對任何動物的危害與其濃度和作用時間有關(guān)。高濃度臭氣物質(zhì)的突然襲擊會把人當(dāng)場熏倒，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)麻醉，使人不能采取防衛(wèi)措施，造成事故。低濃度、短時間的作用一般不會有顯著危害，但值得注意的是低濃度、長時間的作用，有產(chǎn)生慢性中毒危險，對人畜的健康和家畜的生產(chǎn)性能產(chǎn)生漸進(jìn)性的危害。在惡臭氣體中，濃度較高、對人畜健康影響最大的有害氣體主要是NH3、H2S等。
1.1氨
氨是一種無色、具有強烈刺激性臭味的氣體。作為一種堿性物質(zhì)，氨對其接觸的組織具有腐蝕和刺激作用。如果空氣中氨濃度過高，除對人體有腐蝕和刺激作用外，還有可能通過三叉神經(jīng)末梢的反射作用而造成心臟停跳，甚至停止呼吸。
長期接觸氨部分人可能會出現(xiàn)皮膚色素沉積或手指潰瘍等癥狀;氨被呼入肺后容易通過肺泡進(jìn)入血液，吸收組織中的水分，與血紅蛋白結(jié)合，使組織蛋白變性，并使組織脂肪皂化，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，降低人體自身對疾病的抵抗力。短期內(nèi)吸入大量氨氣后可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難，可伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴(yán)重者可發(fā)出肺水腫、成人呼吸窘迫綜合證，同時可能發(fā)生呼吸道刺激癥狀。
1.2硫化氫
硫化氫是無色且具臭雞蛋味的可燃?xì)怏w，并且具有刺激性和窒息性。低濃度的硫化氫，可以引起植物神經(jīng)功能紊亂、與氧化型細(xì)胞色素氧化酶中三價鐵離子結(jié)合，造成組織缺氧。濃度過高時，會使呼吸中樞麻痹，動物窒息死亡。
2.惡臭(offensiveodor)產(chǎn)生的機理
惡臭物質(zhì)是指能引起嗅覺器官多種多樣臭感的物質(zhì)。城市生活垃圾是一個重要的惡臭污染源，在垃圾儲存過程中，垃圾中含有蛋白質(zhì)和纖維素的有機物容易腐爛變質(zhì)，在一定的溫度、濕度、通氣條件下，發(fā)生厭氧分解作用，同時產(chǎn)生各種惡臭物質(zhì)，迄今為止憑人的嗅覺能感覺到的惡臭物質(zhì)有4000多種，其中對人體健康危害較大的有氨、硫化氫、硫醇類、甲基硫、三甲胺、甲醛、苯乙烯、酪酸、酚類等幾十種。NH3和H2S氣體是最為主要的臭氣物質(zhì)。NH3是由含氮有機物分解而來;H2S的產(chǎn)生有兩條途徑：一是未完全消化的含硫氨基酸的降解;二是糞便中大量的微生物還原糞中的硫酸鹽。
3.垃圾焚燒發(fā)電廠惡臭產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)
垃圾焚燒發(fā)電廠主要惡臭污染源為垃圾儲存?zhèn)}，根據(jù)焚燒工藝的要求和發(fā)酵后垃圾熱值高的優(yōu)點，垃圾在焚燒前需要在儲存?zhèn)}中進(jìn)行一定程度的發(fā)酵，降低含水率，以提高焚燒質(zhì)量，因此在儲存的過程中為惡臭物質(zhì)的產(chǎn)生提供了較好的厭氧條件。其次是垃圾中轉(zhuǎn)站等幾個環(huán)節(jié)由于在輸送和中轉(zhuǎn)過程中惡臭物質(zhì)隨風(fēng)飄散而導(dǎo)致對周圍環(huán)境的影響。
4.垃圾焚燒發(fā)電廠惡臭的治理措施
垃圾在儲存、輸送以及中轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的惡臭異味如不進(jìn)行處理會對周邊環(huán)境造成影響。
4.1垃圾中轉(zhuǎn)點
吸附法是固體吸附劑吸附處理廢氣中有害氣體的一種方法。吸附劑容易吸附和脫附，來源容易，價格較低。例如，活性炭、活性氧化鋁等。用吸附法處理有害氣體時，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)的特點和有害氣體的性質(zhì)，恰當(dāng)?shù)剡x擇吸附劑。例如，硫化氫、二氧化硫可以用活性炭來吸附。吸附法比較適合凈化濃度較低、氣體量較小的有害廢氣。另外，對于間斷性產(chǎn)生的異味，且氣量較小的有害廢氣用吸附劑法投資較小，運行費用較低。因此對各入料口、卸料口及燃料中轉(zhuǎn)坑等流動性大且氣量小的氣味散發(fā)點，密封后用負(fù)壓抽風(fēng)裝置進(jìn)行抽風(fēng)，在風(fēng)機的出口處將集中的異味采用活性炭吸附除臭法去除異味后對空排放。
4.2垃圾儲存?zhèn)}
一種采用負(fù)壓系統(tǒng)法，垃圾儲存?zhèn)}采取自動快速啟閉的卸料門及空氣幕簾使垃圾坑處于密封狀態(tài)，風(fēng)機從垃圾儲存?zhèn)}抽吸空氣送入爐膛作為燃燒用空氣，使垃圾貯存坑保持負(fù)壓狀態(tài)，防止臭氣外泄。垃圾產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)作為助燃空氣通過負(fù)壓系統(tǒng)吸入焚燒鍋爐，在焚燒爐內(nèi)將臭氣高溫分解，實現(xiàn)了惡臭污染物的燃燒處理。負(fù)壓法的最大缺點是只要燃料存在就會有異味產(chǎn)生，風(fēng)機就要不停地運行，這樣造成電耗很大，運行成本增加。
另一種采用植物液噴淋除臭法除臭，在垃圾儲存?zhèn)}內(nèi)安裝一套植物液噴淋控制系統(tǒng)，根據(jù)垃圾的異味濃度變化和季節(jié)的變化隨時調(diào)節(jié)控制器的操作參數(shù)，以達(dá)到最佳除臭效果。根據(jù)臭氣產(chǎn)生的特點，噴淋中和分解異味后，如燃料不翻動或不增加新的燃料可以保證較長時間不再產(chǎn)生異味。
5.植物液噴淋除臭機理分析
利用植物液噴淋除臭法技術(shù)在美國、加拿大等國家除臭裝備的應(yīng)用已經(jīng)日益成熟。以加拿大Ecolo公司提供的天然植物提取液除臭劑為例，天然植物除臭劑是從500多種天然植物中提取而成。提取液中含有反應(yīng)活性很高的功能團(tuán)，如R-NH2和萜類化合物如萜品醇，萜烯一般通式為(C5H8)n，具有香味，此類化合物及其含氧衍生物在自然界中廣泛分布于樹木、檸檬、桔子、玉桂樹、姜、果樹、草本植物、花等中，經(jīng)過提取、復(fù)配，霧化形成氣態(tài)分布在污染區(qū)空氣中，與異味分子發(fā)生碰撞，進(jìn)行反應(yīng)。促使異味分子發(fā)生改變原有分子結(jié)構(gòu)，使之失去臭味。反應(yīng)的最終產(chǎn)物為無害、無臭的分子。
5.1酸堿反應(yīng)
天然植物除臭劑(AS工作液)中含有生物堿，它可以與硫化氫等酸性臭氣分子反應(yīng)。與一般堿性反應(yīng)不同的是一般的堿有毒不可食用，不能生物除解，而天然植物除臭劑能生物降解且無毒。
5.2催化氧化反應(yīng)
硫化氫在一般情況下，不能與空氣中的氧氣反應(yīng)。但在天然植物除臭劑(AS工作液)催化作用下可以與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)。
R-NH2+H2S→R-NH3++SH-
R-NH2+SH-+O2+H2O→R-NH3++SO42-+OH-
R-NH3++OH-→R-NH2+H2O
5.3天然植物除臭劑AS工作液
工作液經(jīng)過霧化直徑在0.04mm。在這種情況下液滴的表面能已達(dá)到一些有機化合物健能的三分之一和二分之一，足以破壞臭氣分子中的鍵，使其不穩(wěn)定、易分解。根據(jù)陸光立等人的研究成果，采用Ecolo公司提供的天然植物除臭劑在食品加工過程中的除臭性能進(jìn)行了試驗，在較好的配方及用量的情況下，對H2S去除率達(dá)到99%。NH3去除率達(dá)98.5%以上。
6.結(jié)語
綜合多方面的研究成果，可以認(rèn)為只要對垃圾焚燒發(fā)電廠惡臭產(chǎn)生環(huán)節(jié)采用針對性的治理措施，垃圾焚燒發(fā)電廠主要惡臭物質(zhì)NH3和H2S的釋放量是可以達(dá)到一定程度的有效控制。
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