光催化氧化除臭技術(shù)在塑料廢氣處理中的應(yīng)用

塑料以其質(zhì)輕、強(qiáng)度高、易于加工、價格低廉等優(yōu)點，在人們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛應(yīng)用。塑料制品的產(chǎn)量及消耗量也逐年增加。2014年1—9月，我國塑料制品行業(yè)累計完成產(chǎn)量5339.5萬t，同比增長7.8%。然而，在塑料行業(yè)快速發(fā)展的同時，塑料生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問題也日漸嚴(yán)重。

塑料在高溫條件下受熱熔融后，一方面塑料聚合物受熱揮發(fā)出的游離烴類單體，另一方面各種塑料添加助劑受熱分解揮發(fā)產(chǎn)生有機(jī)污染物。塑料廢氣為含煙塵的高溫惡臭廢氣。目前，塑料廢氣治理技術(shù)有過濾法、吸收法、吸附法、低溫等離子體法、燃燒法、催化法等。催化法包括光催化氧化、臭氧催化氧化等技術(shù)，具有二次污染少、安全可靠、處理效率穩(wěn)定等優(yōu)點，是近年來發(fā)展起來的新興技術(shù)。

塑料產(chǎn)業(yè)是浙江沿海城市臺州市的民營經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，塑料加工制造給當(dāng)?shù)貛砹司薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益。臺州市椒江區(qū)有上百家廢塑料造粒加工企業(yè)。由于歷史原因，這些塑料企業(yè)處于居住-工業(yè)混雜區(qū)。塑料造粒產(chǎn)生的大量刺鼻惡臭廢氣，嚴(yán)重影響了周邊的環(huán)境空氣質(zhì)量，干擾周邊居民的生活和工作。廠區(qū)周邊居民投訴不斷。

塑料廢氣特性分析：

塑料廢氣污染物主要來源于塑料基料及輔料的混合料因受熱熔融而揮發(fā)或分解的化合物塑料廢氣為明顯可見的煙塵，高溫，有刺激性惡臭，眼睛及呼吸道有明顯刺激感。塑料廢氣的主要成分為丙烯、苯系物等烴類，以及油脂、煙塵等物質(zhì)。采集造粒線出氣口處廢氣，經(jīng)測定，塑料廢氣的平均臭氣濃度為5000(無量綱)左右。

工藝流程：

塑料廢氣為明顯可見的煙塵，高溫，有刺激性惡臭。為徹底解決塑料廢氣惡臭擾民問題，塑料惡臭廢氣需要被有效收集并徹底凈化處理，進(jìn)行深度治理。針對塑料造粒廢氣的特性，示范工程選擇采用“濕式噴淋吸收預(yù)處理+光催化氧化除臭”組合工藝。濕式噴淋吸收預(yù)處理對塑料廢氣進(jìn)行了降溫、塵預(yù)處理，以防止高溫降低強(qiáng)氧催化氧化效率，煙塵堵塞催化填料層。

在塑料造粒機(jī)的各臭氣產(chǎn)生點位置處設(shè)置集氣罩，收集塑料廢氣，風(fēng)機(jī)負(fù)壓引風(fēng)。收集得到的塑料廢氣通入強(qiáng)氧催化氧化處理系統(tǒng)。廢氣首先進(jìn)入一級濕式噴淋吸收預(yù)處理罐，經(jīng)降溫除塵后，進(jìn)入多級強(qiáng)氧催化氧化反應(yīng)罐，最后凈化尾氣通過5m排氣筒低空排放(當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求)。

工藝原理：

強(qiáng)氧催化氧化有機(jī)污染物的過程中，臭氧在有催化劑存在的情況下，可分解產(chǎn)生具有較高氧化還原電位的OH˙自由基。臭氧分子與催化劑表面含氧基團(tuán)通過氫鍵、靜電作用力等形成五元環(huán)，然后通過電子轉(zhuǎn)移的方式分解形成OH˙自由基。OH˙是一種氧化能力很強(qiáng)的自由基，具有較高的氧化還原電位，能迅速氧化廢水中的污染物而幾乎沒有選擇性。O3分子在高溫條件下容易轉(zhuǎn)化成O2，且煙氣中含塵，易堵塞催化反應(yīng)罐中的填料，因此，塑料廢氣需要進(jìn)行降溫除塵預(yù)處理。本工程采用一級水噴淋進(jìn)行預(yù)處理。經(jīng)預(yù)處理的廢氣，進(jìn)入強(qiáng)氧催化氧化反應(yīng)系統(tǒng)。強(qiáng)氧催化氧化的關(guān)鍵處理介質(zhì)是高濃度改性強(qiáng)氧水。反應(yīng)過程分為兩個階段：吸收接觸階段和催化氧化階段。

1)吸收接觸階段：經(jīng)預(yù)處理的廢氣從催化氧化罐底部進(jìn)入，與上部高速高壓向下噴淋的高濃度改性強(qiáng)氧水發(fā)生激烈的碰撞接觸。溶有大量O2/O3分子的強(qiáng)氧水在高壓高速下噴過程中形成氣泡。廢氣中的污染物分子“粘附”在強(qiáng)氧水的氣泡上或直接溶解于強(qiáng)氧水中，而得到凈化。未被強(qiáng)氧水吸收的污染物隨氣流繼續(xù)前進(jìn)。

2)催化氧化階段：強(qiáng)氧水中的O3分子在固定相催化填料表面分解產(chǎn)生大量OH˙。產(chǎn)生的OH˙與污染物分子發(fā)生一系列鏈?zhǔn)窖趸纸夥磻?yīng)。氧化反應(yīng)同時在液相和氣相中進(jìn)行：一部分污染物在強(qiáng)氧水中發(fā)生液相催化氧化反應(yīng);另一部分未被強(qiáng)氧水吸收的污染物與飄逸到氣相中的OH˙進(jìn)行接觸，并發(fā)生催化氧化反應(yīng)。最終廢氣中的污染物得到充分降解，凈化尾氣外排。強(qiáng)氧水又重新恢復(fù)了“吸收接觸”能力，繼續(xù)作為循環(huán)液去吸收接觸廢氣中的污染物。吸收接觸階段和催化氧化階段幾乎是同時進(jìn)行，相互促進(jìn)，相輔相成

光催化氧化技術(shù)處理塑料廢氣的治理工程，具有以下工藝特點：

1)系統(tǒng)集預(yù)處理系統(tǒng)、強(qiáng)氧源發(fā)生系統(tǒng)、強(qiáng)氧水制備系統(tǒng)、催化氧化反應(yīng)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等于一體，布局緊湊，占地面積小。目前，系統(tǒng)已實現(xiàn)成套化。

2)整套系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)施安裝在一個可以移動的底盤中，方便安裝管理。

3)系統(tǒng)采用自動化控制，整個系統(tǒng)操作為一鍵式操作，運行管理方便，安全可靠。

4)塑料廢氣含有煙塵，系統(tǒng)的循環(huán)液循環(huán)一段時間后，由于雜質(zhì)的積累需要定期外排。根據(jù)實際運行情況看，1套6000m3/h的強(qiáng)氧催化氧化成套系統(tǒng)的小時廢液排放量為120L/h。廢液的主要污染物質(zhì)為懸浮物和COD。經(jīng)測定，廢液的COD濃度為210mg/L。因此，系統(tǒng)外排的廢液經(jīng)過簡單的沉淀處理后，可以直接接入市政污水管網(wǎng)。由此可見，系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水污染易于控制，如果嚴(yán)格做到廢水納管，則不會對水環(huán)境造成明顯的影響。

5)風(fēng)機(jī)安裝在玻璃鋼隔音箱內(nèi)。系統(tǒng)運行噪音較低，幾乎不會對周邊環(huán)境造成明顯影響。

6)塑料廢氣屬于低濃惡臭廢氣(臭氣濃度在2000(無量綱)以下)，凈化系統(tǒng)出口廢氣的臭氣濃度在500(無量綱)以下，且有效削減率達(dá)到75%以上。這表明強(qiáng)氧催化氧化系統(tǒng)對塑料惡臭廢氣可以做到深度處理。

7)為期半年的試運行期間，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，無重大故障或檢修。這表明系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。

采用“濕式噴淋預(yù)處理+光催化氧化除臭”組合工藝，系統(tǒng)實現(xiàn)成套化、自動化，占地面積小，二次污染少，操作簡便，運行穩(wěn)定安全，對塑料廢氣的除臭效率較高。

來自：東莞市中仁環(huán)?？萍加邢薰?/span>