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有机肥原料发酵过程的除臭方法
[ 日期:2016-04-16]   阅读:776次 ]

有机肥

有机肥原料发酵过程的除臭方法
在生产精制有机肥过程中有机肥原料本身会携带及其恶臭的气味,如何在成产过程中去除或减小臭气的释放呢,具体方法:
1、吸收法  吸收法利用混合气体中的一种或多种易溶成分溶解于液体之中的原理。
(l)液体洗涤水对于除臭是最普通的溶剂,而结合采用化学氧化剂,如Mn04、NaOCl、Ca (OH)2或NaOH等,利用水气能有效地吸收并除去H2S、NH,和其他有机物如硫醇。
(2)凝结凝结现象是在饱和水蒸气与较冷的表面接触时,温度下降产生,利用这就可使可溶的臭气成分溶于凝结的水中而除去。对于堆肥排出气体的除臭凝结是一种很重要的方法,因为这种气体通常湿度大,而且温度高于周围温度。
2吸附法  吸附法则是利用将流动状物质(气体或液体)与可从流动状物质中分离或贮存一种或几种不溶物质的粒子状物质接触来减少臭气。使用最广的除臭剂是活性炭。而熟堆肥和土壤也有较强的吸附力。
3、氧化法  堆肥过程中氧化作用将有机成分氧化生成co.和H20或部分氧化的化合物.相对而言,无机物的氧化则不太稳定。例如,H.S可以氧化成S或S042-。在处理过程中热的、化学的和生物的方法都是可以利用的。
(1)加热氧化若要氧化臭气物质中的有机或无机成分,提供足够的时间、温度、气体扰动紊流和氧气即可。但只有操作温度需达到650℃-850℃气体滞留时间0 3-0 5S时才能彻底地破坏臭气。此法能耗大,应用受到限制。
(2)化学氧化向臭气中直接加入氧化气体如氧气,但成本高,无法大规模运用。
(3)生物氧化把难闻气流中的臭气物质通入特定的密封塔内利用生物将其氧化。密封塔的基质中需有足够的水分,保证微生物的生长,可将排出的气体通入需氧动态污泥系统、熟化堆肥和土壤中。臭气的减少可以通过一系列的方法,但是生物氧化确实是非常重要的。生物氧化对于除去堆肥中所产生的臭气起了重要的作用。
4掩蔽剂  此法目前已很少应用。因为它利用向排出气流中加入芳香气味以掩蔽或与臭气结合而这种产物通常是不稳定的,并且其味道可能比原有臭气还难闻。
5高空扩散  人烟稀少地区通常将排出的气体送入高空,利用大气自然稀释臭味。
上述几种方法如吸附、凝结和生物氧化等在去除低浓度臭味时效果较好而一般的堆肥厂产生的臭味浓度较高,除臭效果不理想,因而在堆肥物料降解转化(好氧发酵)过程中有必要减少h'H3等致臭物质的产生。
6生物过滤法  臭气控制方法按照技术路线可分为三大类:物理方法、化学方法和生物方法。采用物理方法的主要技术有空气稀释法、活性炭吸附法和低温冷凝法等;采用化学方法的主要技术有湿法化学吸收法、焚烧法、催化氧化法和臭氧法等。由于物理化学方法有一次性投资大,运行成本高,容易产生二次污染的缺点,随即引起了美国、日本和其他欧洲国家的重视。利用微生物将臭气中无机和有机污染物或恶臭物质分解或转化为无臭、无害物质是生物过滤法处理的主要技术原理。Muth-umbi等(2000)依据微生物组织形式、液相状态将生物废气处理技术分为生物滤池、生物洗涤塔、生物滴滤池和膜反应器四大类。
(l)生物滤池法(biofiher)该法利用将生物活性填充料填充入处理池内,填充材料主要是草炭、木屑、树枝、腐熟堆肥、土壤等。生物滤池法的过程是:臭气经过加压预湿后,从底部进人生物滤池,与填充料上附着的生物膜(微生物)接触而被膜吸收,最终得以降解为水和二氧化碳,处理过的气体从生物滤池顶部排出。生物滤池法是最早被研究和使用的一种处理废气的生物技术,1923年Beach就曾利用土壤生物滤池处理污水处理厂散发的含‰S的恶臭物质。1967 1991年,荷兰及德国建立了30多个大型的生物滤池。目前,美国、欧洲和日本等垃圾堆肥厂主要采用生物滤池处理废气。
(2)生物滤塔法(bioscrubber)它包括2部分:装有填料的洗涤器和具有活性污泥的生物反应器。臭气污染物与填料水是通过洗涤器里的喷淋柱将微小水珠逆气流喷洒而接触的,其中的臭气污染物被水吸收转入液相而被代谢分解。生物滤塔工艺的优点是:其液相(通常带有悬浮微生物)是流动的,在两个分开部分连续循环,这样有利于反应条件的控制。目前,荷兰和德国建有50多个生物洗涤塔负荷为250_38Om3/m3.h。其缺点是需较高能耗,并要求有严格的运行维护技术。
(3)生物滴滤池法(biotrickling filter)臭气污染物质的吸收和降解同时发生在一个反应装置内,这与生物滤池比较相似,不同的是:反应器高,池内的填充料是惰性化学材料小球(如聚乙烯),在填充料上要不断喷洒循环水,降解污染物则依靠生长在球体表面的微生物膜。生物滴滤池缺点是:填料的比表面积较低,一般为l00_300m3/m3,故水溶性差的以及挥发性有机污染物质是不适用这种方法处理的,同时产生的剩余污泥也需进行处理,增加了投资和运行成本。
(4)膜生物反应器法(membranebioreactor)它的出现是在20世纪90年代中期,是一种新型废气处理生物技术。其核心装置是一个气_液两相反应器,带微孔的疏水性膜材料置于两相中间将两相隔开,带微孔的疏水性膜一侧与气相废气流接触,另一侧与液相营养液接触。对特定污染物有降解作用的微生物液接种于相中。微孔膜选择性地吸收臭气中的特征性污染物并渗透进入营养液内,随后接种在渡相中的微生物将污染物降解。Inge等( 2002)通过实验室小试去除DMS(二甲硫醚),获得最大的去除能力,达到4 82kgDMS/m3d,去除率为74%。目前,该技术尚处于中试阶段。
尽管这4种生物处理的基本原理相同,但因不同的工艺措施,处理效果、对操作者的要求和运行成本也各不相同。以上各种方法,在现有技术水平状况下,因生物滤池处理成本最低,设备简单,易于操作和维护,可靠性较好,而在生产中应用最广泛,如在堆肥厂、水处理厂、食品加工厂和部分废气浓度较低的冶炼厂和化工厂的尾气处理过程中都有应用。
在我国,用于臭气处理的生物滤池技术的研究尚处于起步阶段,相关的文献报道和专利都尚未见到。而欧美等发达国家对生物滤池技术研究取得了重要进展尤其在生物技术和工程设计两方面。生物学技术研究已经深入到分子水平,利用现代分子生物学技术筛选、改造与构建高效降解废气微生物菌株和菌群结构来提高其降解效率和扩大降解底物范围已经成为其研究热点,工程技术方面研究热点主要在选择低成本耐用滤料介质复配、防止气流短路以及如何设计滤池构架达到最低能耗等技术研究。
建设简单、管理方便、运行费用低、处理臭气量大、除臭材料易得等是生物过滤法的最大优点。但其不足在于:该方法技术虽已较为成熟,但国内外均无定型设备,一般在建设时都是根据堆肥场地大小、地形、气候特征、当地除臭材料来源等因素进行现场设计。就其类型来讲有地上式、半地下式和全地下式。半地下和全地下式冬季易于保温,并且后者可以结合场地绿化美化环境。而堆肥、锯末、火山灰、粉煤灰、作物秸秆、珍珠岩、泥炭和森林土等都是其可以利用的除臭原料。
7原位控制技术  原位和异位控制技术是堆肥过程中的臭味控制的两类重要技术。无论国内还是国外对于原位控制技术的研究较多,如,Eklind等通过调节堆肥原料来减少氮素损失,增加堆肥物料的碳氮比可减少43%-62%的氨素损失。贺琪等利用磷酸和氢氧化镁等化学物质减少了堆肥中90%的氨素损失。蒲一涛等研究表明,接种固氮菌能不仅能增加堆肥总氮及氨态氮含量,还能使发酵时间缩短。石春芝等发现褐色球形固氮菌(Azotobac-ter sp)MIGl 2和纤维素分解菌为绿色木霉(Tri-chodermaviride)两者可减少堆肥过程中的氨挥发。原位控制技术也有一定局限性,如原位控制技术属于前段治理技术,臭气控制失灵的问题极易发生在堆肥设备运行出现问题时或者堆肥参数发生变化时。
8异位控制技术  异位控制技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法等。物理和化学方法的缺点是一次性投资大、运行成本高、容易产生二次污染等。与前两者相比,生物法是最为经济有效和最常用的方法。这是因为生物法具有适应性强,结构简单,材料易得,易于管理和操作,处理能力大,处理效果好,运行成本低等优点。结构和填料因生物除臭法之间的差异而异.生物滤池法是目前应用最广泛的生物法。
生物除臭法中应用最早的一种是土壤除臭法。该法在国外尤其是在日本和欧洲仍相当广泛的应用,因为其操作简单,不需添加任何微生物和其他辅助性材料。而泥炭除臭法在欧洲养殖业较发达的国家应用非常广泛。由于锯末具通气性好、吸附性强、保水性适中、适合于微生物生长的特点,因而近年来被开发用作除臭装置的填料。此外,向处于后腐熟阶段的堆肥材料中直接通入臭气,也可达到消除臭气的目的。但此法的不利之处是效果不稳定,处理臭气效果常因堆肥种类和性质不同相差很大。研究结果显示,后腐熟阶段除臭效果最好的是牛粪堆肥,其次为猪粪,鸡粪最差。此法因不需建设专门的除臭装置,节省土地和设备投资的优势,已成为是一种非常有前途的除臭方法。
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