有机废气处理
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有机废气处理范文第1篇
摘要:
从热力学的角度对蓄热式氧化炉系统加以分析，了解了蓄热体在热力系统当中的巧妙应用，从而更加明确了余热炉等各组成部分的设计方向。
关键词:
0引言
在印染、印刷、电子、有机材料等行业的生产过程中存在材料烘干的工序。烘干过程中会挥发出一定量的有机物混合在热空气中形成有机废气排出，严重污染环境，然而这些有机物均为可燃物质，排放也是一种能源浪费。蓄热式氧化炉就是处理这些废气的一种产品，它将废气中的有机成分燃尽，并将产生的热量反馈回生产线，实现节能环保的目的。此项技术源于国外，近些年来在国内也得到广泛的应用，系统的设备组成与工艺流程也在不断变化。我公司已为多个RTO项目配套导热油炉、换热器等设备。如果对整个RTO系统有详细的了解，更有利于提高产品的设计性能，与整个系统实现更完美的匹配。RTO的工艺流程常根据蓄热塔的数量不同而变化，双塔式RTO是一个基本型(见图1)，多塔式RTO由双塔式发展而来。笔者现以一个双塔式RTO的项目实例来说明此系统的设计原理。
1项目概述
某印染厂利用有机溶剂将染料溶解，有机溶剂由甲苯、丁酮和乙酸甲酯组成。溶解后的染料通过涂布生产线附着在塑料薄膜上，薄膜上同时也附着了有机溶剂。工厂配备了燃煤有机热载体炉，利用导热油带散热片，将热量转化成热风，最后在烘箱中利用热风将薄膜上的有机溶剂烘干气化，脱离薄膜，从而得到了生产所需的产品。另一方面，大量有机溶剂成为气态，混合在热风里成为有机废气等待处理。该工厂内有多条生产线。每条生产线均有一个有机废气的出口。该印染厂的RTO工艺流程见图2。双塔式氧化炉结构简图见图3。
2关键参数
充分了解有机废气中各组份的理化参数是设计的关键。参数见表1。
3热平衡及节能计算［1］
3．1求废气燃烧后的烟气成分比例
根据下列反应方程式进行计算，部分计算结果见表2。C7H8+9O2=7CO2+4H2OC4H8O+6O2=4CO2+4H2O2C3H6O+9O2=6CO2+6H2O
3．2求废气燃烧温度
根据废气燃烧后生成的烟气成分制定焓温表［2］，见表3。废气燃烧每小时产生的热量为:62．5×42257+125×34612+62．5×23220=8418870(kJ/h)我们发现有机成分燃尽产生的热量只能使烟气升高约138℃。这时蓄热塔的作用开始体现。塔内蓄热体由带孔陶瓷砖组成，蓄热塔分为A、B两区。在系统启动时先采用轻油辅助燃烧将陶瓷加热，废气通过陶瓷砖的孔洞吸收了砖的热量之后，温度升高至设定的712℃。废气在这个温度下自燃，释放出热量，使烟气温度达到目标值850℃。分解后的高温烟气从B区蓄热体经过，将热量传给B区的陶瓷砖，自身温度降至170℃并排放。随着辅助燃烧器的关闭，A区温度由于有废气的冷却作用，不断降温;而B区温度逐渐升高，系统排放温度也逐渐升高。当排放温度超出设定值180℃时，烟气切换阀动作，废气改从B区进、A区出，形成稳定循环的工作状态。
3．3求蓄热陶瓷的理论用量
可以发现，蓄热体可灵活转换的热量应有能力把烟气从160℃加热到712℃。查焓温表可得到此部分热量为35253MJ/h。作为相互传热的陶瓷与烟气，两者的参数一直在变化，每个切换周期内不同时段的传热率也一直变化。为了便于计算，首先要设定切换频率，并假设温度区间参考计算。该项目切换周期设定2min，2min的时间内传热量应为1172MJ。蓄热砖的参考温差取340℃，陶瓷比热0.84kJ/kg•℃，计算可得单区蓄热砖的理论最小重量为4104kg。
3．4节能计算
烟气排放的热损失通过热力计算可得1214MJ/h，散热损失根据锅炉的经验定为1．3%。则损失的热量总计为1323MJ/h，可用热量为7091MJ/h。余热的利用方式为:从A、B两蓄热区的炉膛空间内，将高温烟气引出，带余热利用设备。根据焓温关系反算可得，高温烟气的引出量为7150m3/h(标态)。由此可知，该RTO系统在稳定工作状态下，可回收的热量是7091MJ/h。
4余热利用
根据热力计算，可从炉膛引出加以利用的最大烟气量是7150m3/h(标态)，最高温度是850℃。炉膛内部压力约为2000Pa。烟气含尘量极少，属于洁净烟气。要将余热烟气中的热量转化为导热油的热量返还回车间的散热片，需要一台余热有机热载体炉。烟气的条件很好，所以锅炉可选的结构也有很多种，该项目选择的结构为翅片管错列布置形成的管束，烟气横向冲刷管束传热，卧式布置。在余热炉烟气出口安装调节风门，调节通过的烟气量。采用炉膛温度信号控制，保证炉膛内的温度满足有机成分氧化分解的要求并最大限度地供应热能，回收利用。
5控制系统
5．1炉膛温度自动调节
炉膛温度的控制是整个控制系统的关键，是废气得到充分处理的保证，而且温度的变化与多种因素有关。
(1)炉膛温度与废气浓度的关系
当废气有机成分浓度降低时，有机成分分解获得的热能降低，直接导致炉膛温度降低，可设定炉膛低温值，减小去余热锅炉的烟气量。当调节风门全关时，炉膛温度仍然低于设定值，需开启辅助燃烧器。此情况说明废气分解产生的热量已经低于系统自身的散热损失与排烟损失的总和。如果废气浓度大于设计浓度，炉膛温度会超高，可增大余热引出的烟气量调节。增大的烟气量视热载体温度需求而定。必要时做紧急排放，将一部分炉膛烟气直接排放到烟囱来降低温度。
(2)炉膛温度与余热利用的关系
过量引出炉膛烟气会导致炉膛温度降低，可通过调节风门控制。
(3)炉膛温度与废气量的关系
项目是根据系统的最大处理量来设计的，所以常遇到废气量低于设计值的情况。处理方法与废气浓度降低的方法相同。
(4)炉膛温度与蓄热体切换频率的关系
一般来讲蓄热体的质量都有较大余量，切换频率可以降低，可以维持较稳定的炉膛温度。当设计的蓄热体质量偏小时，只有提高切换频率才能提高炉膛温度的稳定性。如果切换频率与蓄热体质量不协调，很可能造成快速降温甚至熄火的情况。
5．2系统风机自动调速
系统风机将生产线废气吸入风机，然后鼓入蓄热体进入炉膛。风机变频控制，根据废气量进行调节，并满足炉膛的压力足够克服蓄热体对烟气的阻力的要求。
5．3智能报警
炉膛设置关键点的温度控制与报警;蓄热段设置多个位置的温度传感器，实时监控报警;炉膛低压报警与差压控制。
5．4相关标准
余热有机热载体炉的控制需符合《锅炉安全技术监察规程》，辅助燃烧器及系统符合相关国家标准即可。
6总结
根据现场实际的使用情况，烟囱进烟处有机物的浓度小于50mg/m3(标态)，达到国家排放标准要求;废气的处理效率达到了99%。该系统的技术核心在于蓄热体与烟气的热量转换、燃烧的控制与烟气的往复切换，涉及到了燃烧学、传热学、流体力学等基础知识。整个RTO的技术并没有超出我们熟知的锅炉基础知识，但通过一些新颖的结构、部件及系统的配合，达到了理想的效果。当然RTO也有很多其他的变化值得我们钻研。
参考文献：
［1］徐旭常．周力行．燃烧技术手册［M］．北京:化学工业出版社，2008．
有机废气处理范文第2篇
【关键词】生物膜法；有机废气；处理
有机废气是石油化工、橡胶、塑料、涂料、印刷、制药、电缆等众多行业生产加工过程中所产生的废气。有机废气的组成随行业不同有很大的变化，通常含有烃类、醛类、醇类、酸类、酮类、胺类等，此外还有含氮、硫、磷及卤素的有机化合物。有机废气中多含有毒性污染物质，很大一部分是挥发性有机物（VOCs），具有恶臭和对人体健康有害，一些成分如苯并芘、多环芳烃等能直接致癌[1]。治理有机废气已受到许多国家的重视并将其列入环保法规，联合国也早在1991年通过了《有关VOCs跨国大气污染议定书》。我国也在最近颁布的一些国家标准中对VOCs排放或含量作出了限制，如GB 21902-2008《合成革与人造革工业污染物排放标准》、GB 24409-2009《汽车涂料中有害物质限量》等。可见，治理有机废气已成为继治理粉尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物之后又一项环保治理工作的重点，研究有机废气的治理技术有迫切的现实需求。
1.有机废气处理技术发展概况
目前，有机废气的处理技术大致发展为两类：分解消除和浓缩回收。分解消除是利用光、电、热、等离子以及微生物等作用将有机物转化为二氧化碳和水。浓缩回收则是采用吸收、吸附、冷凝及膜分离等方式将有机物浓缩回收后再利用。
分解消除主要处理没有回收利用价值的有机废气，其技术包括直接燃烧法、催化燃烧法、电晕法、等离子法和生物法等。浓缩回收用于处理浓度较高且有回收利用价值的有机废气，其技术有吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离法等。
处理没有回收价值的有机废气，如恶臭气体，采用催化燃烧法虽然净化比较彻底，但成本比较高，同时也存在二次污染的问题；电晕法、等离子法等技术有比较好的应用前景，但是实用方面还有一些距离；生物法节能、运行费用低、很少形成二次污染，处理低浓度有机废气（
生物法主要包括生物过滤法、生物洗涤法和生物滴滤法三种型式，其中生物过滤法与生物滴滤法主要通过填料表面生物膜中的微生物净化有机废气，所以这两种方法被合称为生物膜法[3]。
2.生物膜法处理有机废气的机理和工艺型式特点
2.1处理机理
生物膜法处理有机废气的机理最早是荷兰人Ottengraf提出的吸收-生物膜理论，该理论将有机废气的处理过程分成3个步骤：⑴有机废气中的污染物通过扩散由气膜进入液膜；⑵溶解于液膜中的有机物利用浓度差扩散到生物膜，并被微生物捕获和吸收；⑶微生物通过代谢作用将有机污染物分解并转化为无害的二氧化碳和水。
后来孙珮石等人注意到一些不溶于水或微溶于水的有机物，如甲苯等很难用液膜扩散的方法进行解释，故对该理论进行了改进，提出了吸附-生物膜理论，并根据处理低浓度甲苯废气的试验建立了动力学模式[4]。吸附-生物膜理论要点是：⑴有机废气中的污染物通过扩散到达气膜后吸附到润湿的生物膜表面；⑵有机物被微生物捕获和吸收；⑶微生物将有机污染物分解并最终转化为二氧化碳和水。
2.2 主要工艺型式
生物膜法的两种工艺型式各有所长和不足，其特点见表1。
表1 生物膜法主要工艺型式特点
工艺型式 应用范围[5] 适用废气条件 优势 劣势
生物过滤法 进气浓度
生物滴滤法 进气浓度
⒈生物过滤法。工艺流程是：有机废气增湿器生物滤池净化气体排放。主要设备是增湿器和生物滤池，有机废气在增湿器中润湿，然后进入生物滤池。生物滤池里有附着生物膜的填料层，液相基本上是静止的或以微速流动，可根据需要补充水分、养分或调整pH值，但必须保证气体连贯通过滤池。填料可以是堆肥、土壤、塑料滤料、陶瓷滤料、粒状活性炭、泥炭等，填料厚度一般1m左右，面积由所设计的处理效果和气体流量决定。
⒉生物滴滤法。气相流程是：有机废气生物滴滤塔净化气体排放；液相流程是：循环液生物滴滤塔循环液贮槽生物滴滤塔（循环）。生物滴滤塔的结构与生物滤池类似，不同的是循环液由上方喷淋而下，流过里面的填料层。有机废气一般由塔底进入，穿过填料层后从顶部排出。由于生物滴滤塔填料孔隙比生物滤池多，所以气体通过床层的阻力较小。由于液相流动而便于控制反应条件，如pH值、营养物浓度等；而且填料的单位体积微生物浓度较高，其处理高负荷有机废气的效果比生物过滤法强。
3.影响生物膜法处理有机废气主要设计和工艺参数
3.1填料
有机废气处理范文第3篇
关键词：有机废气；催化燃烧；印刷
中图分类号：TQ314
文献标识码：A
文章编号：1674-9944(2011)11-0125-03
1引言
随着社会的发展,物质文明和生活水平的提高,环境保护意识的增强,有机废气的排放造成的环境污染及其对人体健康的严重危害越来越成为各级政府和的焦点。在工业生产以及日常生活中会产生各种各样的有机废气,这些有机废气不仅会造成大气污染,危害人体健康,而且还会造成资源的浪费。如在塑料印刷过程中,随着油墨的干燥会排放出大量的混合溶剂废气；覆膜过程中会排出大量的乙酸乙酯等废气。有机废气是有毒、有害的气体,它的释放在空气中不仅会造成严重的环境污染,而且人体若长期接触或吸入,将会给神经系统及造血功能带来严重危害,甚至引发癌变及其他严重疾病直至死亡［1］。
通常有机废气指甲醛、苯、甲苯、二甲苯等苯系物、丙酮丁酮、乙酸乙酯、油雾、糠醛、苯乙烯、丙烯酸、树脂、添加剂、漆雾、天那水等含碳氢氧等有机物。
有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。有机废气的处理方法主要有两类:一类是回收法,另一类是消除法。回收法主要有炭吸附、变压吸附、吸收法、冷凝法及膜分离技术；一般回收法是通过物理方法,改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机废气。消除法有直接燃烧、热氧化、催化燃烧、生物氧化、等离子体法、紫外光催化氧化法及其集成技术；消除法主要是通过化学或生化反应,用热、光、催化剂和微生物将有机废气转变成为CO2和水等无毒害的无机小分子化合物［2］。
吸附法是利用某些具有吸附能力的物质如活性炭、硅胶、沸石分子筛、活性氧化铝等吸附有害成分而达到消除有害污染的目的。吸附法适用于几乎所有的废气,一般是中低浓度的废气；吸附效果取决于吸附剂性质、废气种类和吸附系统的操作温度、湿度、压力等因素,具有去除效率高的优点,从而使其
收稿日期：2011-11-11
作者简介：张立艳（1975―），女,天津人,工程师,主要从事环评及清洁生产的研究工作。
Study on Effectiveness of Selenium Characteristics in Soil and Its
Influencing Factors
Jiang Lei
（Guang Dong Nonferrous Metals Eengineering Inverstigation Design Institute,Guangzhou 510080,China）
Abstract:Selenium is a necessary trace element for the health of people.As an essential microelement,Selenium has been gradually known by people in recent years,and it is also attracted public attention to the scientists.This paper reviews progress in the studies of forms and bioavailability of selenium(Se) in soil,and discusses the distribution of different forms of Se in soil,and the relationship between the effectiveness of Se and the physical and chemical properties,soil pH,chemical and mineralogical composition and oxidation-reduction status.
Key words:selenium;the form of selenium;available state
成为去除废气较为常用的方法,但存在投资后运行费用较高且有产生二次污染的缺陷。
燃烧法是消除法中的一种,是利用有机废气易燃烧性质进行处理的。其中直接燃烧法,又称火焰燃烧法,它是把可燃的有机废气当作燃料来燃烧的一种方法。该法适合处理高浓度有机废气,燃烧温度控制在1 100℃以上,去除效率达95％以上。催化燃烧法处理有机废气的原理是利用废气中污染物可以燃烧的特性,将污染物中含碳氢的化合物经活性炭吸附浓缩后,在催化剂和较低温度下进行氧化分解,使其转化为二氧化碳和水蒸气,再经过吸收等净化措施,将有害气体彻底转化为无害气体的一种净化方法。
2案例中有机废气的排放现状
天津顶正印刷包材有限公司属于印刷包装材料行业,主要生产方便面盖材、卷材、日化自立袋、蒸/水煮袋、瓶/水标等产品,年设计生产能力27万R/S。该行业能源消耗高,使用和排放了有毒有害物质,有机废气排放量较高。
印刷包装行业有机废气的排放主要是在印刷过程中产生的,所以对于重点区域――印刷车间的废气排放进行调查和监测,得到其有机废气的排放情况,见表1~表3。
根据现场实际调查厂区东侧印刷一车间有机废气排放污染源现状为印刷一车间有机废气排放污染源没有处理装置;印刷一车间有机废气排放污染源有2个排放口属于有组织排放,3个排放口属于无组织排放;印刷一车间有机废气排放污染源所有排放口均超标排放;依据排放废气的实际现状,印刷一车间总处理量为131 568m3/h。
3催化燃烧法处理有机废气的过程
3.1处理思路
本处理方法是依据“有机废气用蜂窝状活性炭吸附浓缩-脱附再生-催化燃烧的工艺流程”而设计的,采取单气路工作方式,由四个活性炭吸附床,一个催化燃烧床（辅之低压风机、阀门等构成）。其工作流程是:将有机废气经预处理除去粉尘、颗粒状物质后,送入蜂窝状活性炭吸附床吸附,当吸附达到饱和时,停止吸附操作,该炭床再用热空气流将有机物从蜂窝状活性炭上脱附下来使其再生,热空气流携带有机废气进入催化燃烧床自行燃烧,以CO2与H2O排出。在解吸脱附时,本吸附床停止吸附工作。
当有机废气的浓度达到2 000×10-6以上时,废气在催化床内可维持自然,不用外加热。燃烧后的尾气一部分排往大气,一部分送往吸附床,用于蜂窝状活性炭的脱附再生。这样可以满足燃烧和脱附所需热能,从而大大节省能耗。该工程既适合于连续工作,也适合于间断工况下使用。
当某个吸附床吸附饱和需要脱附再生时,PLC程序自动切换到备用吸附床进行吸附工作,这样,可以保证生产需要的连续性。吸附风机有变频器进行自行调节。单台吸附器每次脱付需要4~5h。
燃烧法处理有机废气的工艺流程见图1。
图1FCJ有机废气净化装置流程
注:1.吸附床；2.催化燃烧室;3.脱附风机；4.补冷风机
3.2设计规模的确定
根据实际处理风量,处理63 548m2/h风量为2台吸附设备,共用1套脱附催化解析装置；处理28 080m2/h风量为1台吸附设备；处理40 000m2/h风量为1台吸附设备；活性炭的再生采用催化燃烧脱附。排气温度为29.1~47.0℃；进气浓度为TVOC(150~620)×10-6,按平均浓度400×10-6计；净化效率为蜂窝状活性炭吸附能力≥95%；贵金属催化剂催化效率≥98%；有机废气净化率≥98%；烟囱排放高度为20m；排放浓度为净化后废气排放浓度及排放速率达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中的新污染源的二级排放要求（甲苯≤40mg/m3,非甲烷总烃≤120等）；净化设备阻力≤1 200Pa（表4）。
4有机废气处理效果
催化燃烧治理废气净化效率高,且不会产生二次污染,项目实施后其净化效率为苯>96%,甲苯>98,二甲苯>99%,臭气>92%。
表5项目实施后印刷车间部分有机废气排放口各种溶剂浓度
位置设备名称排放口编号VOC浓度/×10-6甲醇190异丙醇丁酮乙酸乙酯甲苯40
印刷车间Y10主排138.41.42.05.912.2
印刷车间Y10底排144.512019.51.53.97.5
印刷车间Y07备版排风A13.30.20.10.41.32.5
印刷车间Y07底排A22.70.40.92.44.2
印刷车间Y07主排B15.30.50.92.44.3
均值4.860.14.41.13.26.1
注:该净化效率经中国环境科学研究院大气环境研究所检测。
2011年11月绿色科技第11期
参考文献：
［1］
有机废气处理范文第4篇
关键词：堆肥，保氮，有机废弃物，全过程
中图分类号：S963.91 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150935013
引言
高温好氧堆肥是世界各国资源化利用厨余垃圾、市政污泥以及畜禽粪便等固体有机废物最重要途径之一。然而，高达77%的氮素损失量是高温好氧堆肥过程中的一个重要的限制性问题[1]，氮素损失不仅降低了堆肥产品的养分价值，还可能成为影响区域大气氮沉降和酸雨的重要污染源[2]。NH3是堆肥恶臭的主
要成分，它不仅是一种重要的酸雨催化物质，其溶于水后对堆肥设备也具有一定的腐蚀性；氮素是植物生长所需要的大量元素，堆肥过程中的氮素的损失直接导致堆肥品质的下降，影响其农业利用价值。
1 堆肥原料调控
1.1 调节堆料C/N比
碳和氮是微生物细胞合成和新陈代谢等生命活动中最重要的2种营养元素。堆肥过程中，C/N对于堆体有机质降解速率具有重要的影响，一般堆肥起始C/ N 调至25～35 之间，若C/ N过高，超过40，则堆体中可供消耗的碳元素多，氮素养料相对缺乏，微生物活动受到抑制，降解速率慢，发酵延长；若C/N过低，小于20，则可供消耗的碳元素少，氮素相对过剩，氮极易转变成氨态氮而挥发，导致氮素大量损失。因此，高氮元素含量堆体对于堆肥保氮极为不利。贺琪[7]等以鸡粪和小麦秸秆为原料进行堆肥实验，研究堆肥过程中各种形态氮素的转化和损失，结果显示，当堆体C/ N 分别为12.4、17.4、31.2、35.2时，氮素损失率分别为58.7%、60.2%、37.7%、23.3%，表明堆肥C/ N 越低，氮素损失越高[3]。叶素萍等通过猪粪和锯末联合堆肥也得到了类似的结论，并指出适合堆肥的C/N质量比为25～35。因此，不少研究者试图通过增加C/N降低堆肥氮素损失。Mahimairaja等]在畜禽粪便堆肥时，通过加入富C物质（秸杆和泥炭）使NH3损失分别降低33.5%和25.8%[4-5]。
1.2 控制堆料含水率
含水率是一个重要的堆肥控制参数，它可以通过多种方式影响堆肥氮素的损失：通过对堆肥温度的影响进而影响氮素损失。堆肥物料含水率过高，堆体升温慢，抑制NH3快速挥发；通过影响堆肥发酵方式进而影响氮素损失。当堆肥物料含水率过高时，堆体中某些区域存在厌氧核，增加了NOx产生的机率，但同时堆体厌氧发酵会产生有机酸，降低堆体pH，减少NH3挥发；通过影响渗滤液产生量进而影响氮素损失。堆肥物料含水率较高时，在其他工艺条件不变的情况下，渗出液产生量大，增大了渗出液带出的氮素损失。因此，在堆肥过程中，调节含水率时应综合考虑上述各因素，以减少氮素损失。
1.3 添加化学、物理试剂
在堆肥过程中引起氮素损失的主要原因是微生物将有机态氮分解为无机铵根离子，在高温和偏碱性环境条件下生成大量的游离NH3，当浓度持续升高时，形成大量的氨挥发。因此，添加相应的物理、化学试剂，降低堆肥物料中NH3浓度，可以有效抑制NH3挥发，降低氮素损失。常用的物理、化学试剂有2种类型，通过与NH3的化学反应降低NH3浓度，从而抑制NH3挥发，固定氮素。例如弱有机酸、过磷酸钙、金属盐类、含硫化合物等；通过吸附作用将NH3滞留在堆体中，减少NH3挥发，达到保氮目的，例如沸石、锯末、膨润土等。
在通过化学反应试剂降低NH3挥发的研究中，王敦球等发现，通过往堆肥物料中添加竹醋酸，可减少12.5%的氮损失。李国学等的研究也显示，堆肥过程中磷酸和氧化镁等物质的添加可以使氮素损失减低至40%；通过添加Ca 和Mg 盐，Witte等发现，鸡粪好氧降解过程中NH3挥发量量显著降低，进一步分析显示，在降低 NH3挥发能力上，MgCl2 效果最好，CaCl2 次之，MgSO4 影响最小；在各种用来降低NH3挥发的弱酸和金属盐中，过磷酸钙是一种很重要的调节剂，其成分中无论是磷酸钙、石膏还是游离酸都能将易挥发的NH4+-N 转化为比较稳定的酸性铵或硫酸铵，减少氮素损失，吴银宝等通过猪粪堆肥臭气产生与调控的研究发现，在猪粪堆肥过程中，添加1.5%的过磷酸钙添， 不仅可以降低堆肥的pH 值， 使挥发NH3浓度降低， 而且可以促进NH4+-N 向其它形式的氮转变，提高保氮效果。不过，由于微生物活动的环境pH是有一定范围的，因此，物料pH的调节区域有限，否则影响堆肥进程，此外，部分金属盐类固氮剂的使用，可能会增加堆肥应用的重金属环境污染风险。
1.4 接种微生物菌剂
堆肥过程中，微生物在氮类物质降解、NH4+-N 利用方面起至关重要的作用，因此可以通过接种能吸收、利用或转化NH4+-N 的微生物，促进NH4+-N的转化，将其转化为微生物氮或硝酸盐类，减少挥发性损失，目前国内外这方面已有大量研究。张陇利等的研究显示，污泥堆肥过程中复合微生物菌剂的加入，不仅促进了堆肥腐熟，增加堆体水分散失量，而且减少堆肥过程中氮素的损失。石春芝等人的研究表明，垃圾堆肥混合接种自生固氮菌和纤维素分解菌后，在固氮菌的作用下堆肥的含氮量得到提高，纤维素分解菌对固氮菌的生长有一定协同效应。国外Kostov和.Lynch以堆腐的锯末作为载体接种微生物，研究了接种纤维素降解菌头孢霉属和巴西固氮螺菌的锯末堆肥过程，试验结果显示，接种后堆肥过程中水溶性氨态氮的转化和水溶性有机氮的形成都有明显改善，保氮效果显著。Tiquia等人研究了接种商业菌剂对猪粪堆肥的影响，试验结果表明，堆肥初期接种组与对照组NH4+-N变化不大，但堆肥后期时接种商业菌剂的堆体中NH4+-N迅速下降，而对照组NH4+-N几乎保持不变，当堆肥进行到40d时，接种组NO3--N上升到1.35 mg/（g垃圾）；而未接种组的NO3--N则为0.95 mg/（g垃圾），接种商业菌剂有效促进了堆肥过程中NH4+-N 向NO3--N的转化。由于NH4+-N 主要产生在高温期，因此堆肥过程中所接种微生物菌剂物必须耐高温，同时不应特别强化NH4+-N向NO3--N 的转化， 因为NO3--N含量上升会增加堆肥污染地下水的危险，影响堆肥的应用。
2 堆肥过程控制
2.1 供氧调节
一般而言，好气条件可产生较多的NH3，而H2S 等酸性气体产生量较少；厌氧条件下则正相反：当堆体通风条件差，有机废弃物进行厌氧酵解时，将产生大量的脂肪酸、羧酸等酸性物质，使物料pH不断下降，有利于氮素的保存。王天光等的研究显示，有机废弃物进行厌氧发酵时，最大氮素损失仅有11.2%。不足的是，有机废弃物在厌氧条件下发酵虽然有利于氮素的保存，但厌氧的处理量没有好氧的处理量大，如何充分利用厌氧发酵过程中产生的各种酸性物质，并结合好氧堆肥发酵快速的优势，是一个值得考虑的快速堆肥保氮方法。通风方式也对氨气挥发具有重要影响，已有研究表明，正压通风、负压通风、翻堆条件下的氮损失分别为5%、11% 和18%；Sánchez-Monedero等研究了时间-温度联合控制通风方式对堆肥保氮的影响，结果显示，由于通风使得堆体温度变低，NH4+-N溶于水蒸气中而存留在堆料中，减少了因氨挥发造成的氮损失； Elwell等研究发现，采用间歇式通风方式对猪粪堆肥通风供氧时，氨的挥发量仅为连续式通风的5%。上述研究结果表明，通过优化堆肥通风技术，可显著减少氮素的损失，此外，适当的通风量还可以调节堆体温度，在减少氨气挥发的同时促进硝化作用和抑制反硝化的进行，从而减少因NOx挥发而发生的氮素损失。
2.2 温度控制
堆肥过程中NH3挥发的一个重要原因是堆体的高温，此外，高温也是抑制硝化细菌将NH4+-N转化为NO3--N一个重要因素。因此，温度越高，氨挥发量越大。李吉进等研究表明，温度与鸡粪氮素损失呈显著性正相关（ r = 0. 98 ）。曹喜涛等分别测定了鸡粪堆肥时30℃和50℃时NH3的挥发量，结果表明，50℃下氨挥发强度明显高于30℃。因此，在有机废弃物的堆肥过程中，降低堆体温度，可以有效降低氮素损失。然而，为了达到无害化要求，堆体需要在一定的高温下保持一段时间，以杀灭其中的有害病原菌和杂草种子，我国粪便无害化卫生标准要求堆肥温度应在55℃条件下保持3d以上，因此，在保证堆肥无害化的前提下，有效控制堆体温度，可以达到保氮的目的。
3 堆肥末端控制
在堆肥过程中，对于经过上述各种措施控制还不能消除的氨挥发或含氮渗出液，可以通过各种末端控制措施加以循环利用，如将一次发酵堆肥尾气通过后腐熟物料，利用后腐熟物料的吸附作用和其中硝化细菌的硝化作用，将尾气NH3回收利用；将渗出液用以堆肥二次发酵补水，充分利用其中的各种氮素，以提供堆肥的资源化水平。陆日明等利用堆肥作为生物滤池的填料，将鸡粪堆肥尾气中的氨进行吸收利用，结果显示，在进气氨浓度为115～1600 mg.m-3，气体停留时间为52.6 s的情况下，填料层的高度分别为20、40、60 cm的3个生物滤池对氨的累积去除率分别为73. 47%、85. 95%、94. 47%。刘强等通过生物滤池净化城市生活垃圾BMT发酵恶臭气体的研究发现，堆肥尾气经过生物滤池，虽然滤池填料中的总氮、总磷、总碳以及有机质含量没有发生明显的变化，但填料中水溶性总氮的含量却增加了53.7% 。生物滤池吸收是一个重要的含氮尾气利用途径，但其填充材料的选择对于吸收效果具有重要的影响，应注意选择。
4 结束语
在有机废弃物堆肥过程中，降低氮素损失应从堆肥全过程调控进行。但是，在实际控制过程中，有的保氮技术可能不利于堆肥的无害化，或者引入重金属污染物，甚至引起堆肥的生物安全问题，因此，在堆肥保氮的同时，应充分考虑上述问题，将堆肥技术的无害化和资源化有机结合起来，否则在达到堆肥保氮目的的同时又引入了新的环境污染问题。
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有机废气处理范文第5篇
关键词：铀；放射性废水；处理方法
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）07-009-03
随着国民经济的快速发展，社会对能源的需求越来越大，能源安全问题日渐突显出来，成为了当前世界各国共同面临的难题。为了解决这一问题，适应日益增长的经济对能源的依赖和需要，各国大力发展新型能源，如：核能、风能、水能、潮汐能、太阳能、生物能等。在这些新型能源中，核能被广泛的利用，给我们带来了新的现实途径和新的希望，但是也产生了大量的放射性废物，放射性废水的处理问题是放射性废物处理研究的重要问题之一。
一、含铀放射性废水的介绍
1、铀元素简介
铀，英文名称Uranium，元素符号U，原子序数为92，密度为19.050 g/cm3，熔沸点各为1132 ℃、3818 ℃，外层电子排布为[Rn]5f36dl7s2，具有4种氧化态，分别为：+6、+4、+3、+5，其中前面两种价态的铀的化合物化学性质稳定性能要比后面两种价态的好，是一种具有良好的延展性的银白色的金属。主要以三种同位素的方式存在与自然界中，分别为：238U、235U、234U，这三种同位素共同组成了天然铀，具有强度非常大的放射性，放射性存在于所有铀的同位素中，不同的同位素具有不同的半衰期，但是都具有一个共同的特点，周期非常长，从数亿年到数十亿年不等。通过衰变的方式，铀能够转变成另外一种元素，在衰变的过程中，伴随着三种射线的产生，分别是α、β、γ射线，而且这是一个自发的反应。铀是一种极其重要的、具有战略意义的能源物资，广泛地应用到科研、农业、工业、医疗、国防等领域。
2、含铀放射性废水的来源、分类
放射性废水的来源有着非常广泛的途径，有以下途径：铀矿山开采过程中产生的废水、矿山废水、反应堆产生的废水、核电站运行产生的废水、实验室科研产生的废水、铀水冶过程中产生的废水、核燃料制作过程中产生的废水、核燃料后处理产生的废水、各种核武器试验产生的废水、异常事故产生的废水。按照放射性活度的高低分类是目前比较广泛的放射性废水分类方式之一，该分类方法是按照水体中放射性浓度Av来分类的，照此方法，可将含铀放射性废水分为以下三大类：
3、含铀放射性废水的特点、危害
放射性废水中铀浓度跟废水来源途径有着紧密的联系，来源途径的不同直接导致了水体中铀浓度的差异，在此需要说明的是，尽管水体中浓度铀浓度存在差异，但是铀在废水中存在的形态却是大同小异，铀存在的形式绝大部分是以Ⅵ、Ⅳ两种化合价态体现的。Ⅳ价态的的铀在溶液中比较溶液与无机碳反生化学反应，最终沉淀下来，但是Ⅵ价态的的铀（存在于溶液中大多数是以UO22+形式），在溶液中，能较好的以离子的形式存在，因而在一定程度上造成了去除的困难，大多数的去除铀研究工作都是围绕着Ⅵ价态的的铀及其化合物进行开展的[1]。含铀放射性废水的特点有[2-10]：（1）铀主要是以Ⅵ、Ⅳ两种化合价态与其他离子、化合物等物质共存于放射性废水中；（2）放射性废水中不只是含有铀一种放射性核素，还有其他天然的放射性核素存在，如：镭、钍、铅等，这些元素的半衰期T1/2非常的长，但是废水的比活度相对来说要比较的低；（3）从产生之初，就开始不断向周围环境辐射，产生放射性，从不间断；（4）废水中铀元素的放射性活度不能通过自然的阳光、温度等方式来改变，放射性是其固有的属性，意图用任何物理或者化学的方法来改变其放射性都是徒劳无功的；（5）废水中的放射性在生物体内会有累积效应，通过电离辐射的方式来发射射线；（6）组成放射性废水的成分及其的复杂，除了天然放射性核素的存在之外，很多其他的化学有害物质也经常在废水中被发现。
含铀放射性废水对我们身处的环境有着非常大的潜在的危害，如果不加以治理就直接排放的话，危害极其的严重，后果将不堪设想。其能够通过各种方式进入到水体中，将破坏水中的酸碱平衡，水系中的各种生物体都需要适宜的pH才能比较好的生存，一旦打破了这种平衡，很多生物体将面临死亡的威胁；另外，影响水系中动植物的生长，进入到水系中的动植物体，然后通过食物链最终进入到人体内。放射性废水可以通过很多途径来对我们人体造成伤害[11-13]，例如：直接照射、呼吸道吸入、皮肤、直接接触、遗传、食物链等，作用的方式有两种，一种是内照射，另外一种是外照射。铀衰变时产生的射线照射到人体身上，由于其电离和贯穿的作用，使得细胞内原子和分子发生电离，一旦分子出现了解离现象，人体内正常的细胞会遭受到破坏，导致功能紊乱，人体可能出现异常情况。辐照损伤具有远期效应、躯体效应及遗传效应，放射性废水的危害不言而喻，因此，放射性废水的处理是非常有必要的，已经到了刻不容缓的地步了，人们随着环保意识的觉醒也比较关注放射性废水处理方面的问题。
二、含铀放射性废水的处理方法
如果在含铀放射性废水的处理过程中，我们采取的措施像对待处理一般的工业废水一样，意图用物理、化学或者生物的方法将其轻而易举的分解破坏从而达到处理的效果，那就大错特错了，要知道放射性是核素铀的固有属性，常规的物理、化学及生物方法都不能将其分解破坏，从本质上而言，只有自然衰变才是彻底消除放射性的根本途径，这也指导了我们在放射性废水处理的实际过程中可以采用贮存和扩散两种处理方式，贮存是将大体积的放射性废液通过一系列合适的方法浓缩成小体积的废物，然后储存起来；扩散是将放射性小于最大允许排放标准的废液，直接排放到所处的环境中去，利用环境中的条件来对其扩散稀释，最终达到无害化处理。针对放射废水处理的的方法有很多，总结归纳起来，比较常用有以下几种方法：
1、化学沉淀法[14-15]
化学沉淀法在中低放射性废水的处理领域得到了广泛的应用，绝大部分的原子能机构部门都是使用该方法处理的，通过在放射性废水中加入一些絮凝剂，搅拌使得加入的絮凝剂能够更好的在水中水解生产大量的胶体颗粒，胶体颗粒通过相互作用再形成大量的具有絮凝沉降性能的絮凝体，从而使得废水中放射性核素在絮凝剂的作用下得以去除。该方法处理起来相对比较简单，成分也比较的低，而且对放射性核素去除能够取得比较好的效果。
2、蒸发浓缩法[16-17]
该方法利用的是放射性核素在废水中受热性能稳定，不易挥发这一特点，放射性废水通过蒸发浓缩法处理以后，能够取得比较好的浓缩、净化效果。具体操作就是通过加热蒸发器中的放射性废液，废水中的水分以水蒸气的形式排出，由于废液中的放射性核素不挥发，绝大部分依然存在于蒸发残余的废液中，排出的水蒸气通过冷凝后最终恢复到液态，此时水中放射性核素的含有量极低，能够达到直接排放的标准，蒸发残余的废液再通过其他方法处理。该方法能够取得比较高的去污因数，在这方面要优越于其他方面，而且最终蒸发残液剩余量不多。
3、离子交换法[18]
离子交换法利用的是在离子能够在固液两相界面之间发生交换反应，而且该方法具有等当量交换、可逆等特点，在废水中大部分的放射性核素都是以离子状态的形式存在的，其中以阳离子居多，放射性废水采用离子交换法处理后取得的净化效率比较高。离子交换剂有很多，比较常用的有两大类：无机离子交换剂和有机离子交换剂，两类离子交换剂使用都比较的广泛。蒙脱土、高岭土、膨润土、凝灰岩、分子筛等都是比较常见的无机离子交换剂，阴离子、阳离子两种交换树脂都是比较常见的有机离子交换剂。该方法能够取得比较好的净化处理效果，而且设备简单。
4、膜处理法[19-20]
膜处理法实现废水中混合物的分离利用的是膜的选择性透过性能，这种方法比较新颖、技术要求比较高，该方法采用的设备简单，人员操作起来不会很麻烦，能够适应于多种复杂体系下，在使用的过程中物料不会发生相态的改变，对能源的消耗不大，因而，认为是一种最有发展潜力的技术，被大多数人看好，广泛的用于放射性废水的处理。
5、萃取法[21]
萃取法利用废水中放射性核素在所使用的有机溶剂中有较大的溶解度，通过使用一种或一种以上溶剂，将核素从废水中提取出来，实现核素在废除中的分离，达到处理效果。
6、吸附法[22]
吸附法是一种非常传统的重要的放射性废水处理方法，该方法在很多领域都被广泛的应用，在处理放射性废液的过程中，利用具有吸附性能的多孔性的固体来作为吸附剂，通过固液两相界面之间物质相接触来吸附废水中放射性核素，吸附剂必须具备有一定的活性。
三、结论
含铀放射性废水的来源广泛，特点显著，危害严重，处理方法较常用到的方法有：化学沉淀法、蒸发浓缩法、离子交换法、蒸发法、膜分离法、萃取法和吸附法。
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