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塑料鲍尔环和阶梯环对H₂S废气净化效果

点击次数:  更新时间:2020/5/18    

  恶臭污染已成为全球性环境公害之一,生物滴滤法净化恶臭气体具有净化效率高、操作简便、处理成本低、可避免二次污染等优点而成为世界各国近十年来研究的重点,而塑料鲍尔环/阶梯环填料的特性是决定其处理效果的关键因素之一。


  科源环保为您介绍分别以装有塑料鲍尔环/阶梯环两种填料的生物滴滤塔,来进行对比研究,对于净化含H₂S恶臭气体的生物滴滤塔,应选用具有结构合理、比表面积大、空隙率大、堆积重量轻、湿填料因子小、化学性质稳定以及高性价比等性质的填料。文中以塑料鲍尔环和阶梯环作为填料进行了净化H₂S废气的对比试验研究,旨在寻求合理的填料结构和控制条件。


  塑料鲍尔环和阶梯环填料的基本物理性质


  塑料鲍尔环为外径与高度相等的圆环,在侧壁上开出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,各舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表面的利用率,气流阻力小,液体分布均匀。


  塑料阶梯环与鲍尔环相比,其高度减少了一半,并在一端增加了一个锥形翻边。


  1.1两种填料比较


  填料是生物滴滤塔的重要组成部分,填料塔操作性能的好坏,直接与所选用的填料有关。经研究采用了塑料鲍尔环和阶梯环两种填料。所用填料性能的参数见表1

塑料鲍尔环和阶梯环填料

  1.2试验系统和试验方法试验装置


  试验系统流程如图1所示。两个生物滴滤塔a,b均由有机玻璃管制成,尺寸完全相同,内径为80mm,总高为450mm,分为两层,下层填料高为100mm,上层填料高为150 mm;a号塔内的填料为塑料鲍尔环,b号塔内的填料为塑料阶梯环,均呈乱堆填放,可通过阀门控制实现a,b塔的串并联使用。

塑料鲍尔环和阶梯环实验装置

  H₂S气体由Na₂S和H₂SO₄溶液反应制得。系统运行采用气液逆流操作。液体由液泵打到塔顶均匀向下喷淋,H₂S废气由塔底进入滴滤塔,在上升的过程中H₂S被填料上的生物膜去除,净化后的气体经塔顶排出。


  2、试验方法


  2.1系统测试方法


  通过调节Na₂S和H₂SO₄溶液的浓度和滴速来改变H₂S的产生量,同时调节气体流量计以改变混合气体的流量,从而控制进气浓度,具体的混合气体浓度以实际检测(采用亚甲基蓝比色法[2])为准。


  2.2试验内容


  从西安市北石桥污水处理厂曝气池取活性污泥混合液10L,每天定量投加营养液和Na₂S,持续曝气,培养驯化同步进行。驯化成功后,采用先浸泡后循环喷淋的方式进行填料的挂膜。


  本实验两个填料塔均采用在5种不同的气速11.94m/h,17.91m/h,23.88m/h,29.85m/h和35.82m/h下,以及在浓度范围为0mg/m3~1000mg/m3的条件下,检测填料塔进出口的H₂S浓度;计算其负荷和去除效率,找出最佳气速;在最佳气速下,比较两个填料塔的去除效率。


  3、试验结果分析


  对于两种填料,生物膜在其表面形成所需的时间相差不多,共历时13d,但观察得出b号塔中的塑料阶梯环形成的生物膜比a号塔中的塑料鲍尔环较为均匀。当a号和b号塔在不同气速下,不同入口H₂S负荷对应的净化效率见图2。

塑料鲍尔环和阶梯环去废气实验

  由图2可以看出在气速为11.94m/h时,两塔对H₂S的去除效率都较高,因此选11.94m/h为系统运行气速,进行两塔去除效率的比较,结果如图3所示。

气速为11.94m/h时,两塔对H₂S的去除效率

  两个塔的去除效率均随入口H₂S负荷的增加而下降,但b号塔总比a号塔的去除效率要高,说明用阶梯环作为填料的滴滤塔对H₂S的去除效果比鲍尔环要好。由于要去除的混合气体中H₂S为腐蚀性气体,因而选用了耐腐蚀性好、造价低的塑料鲍尔环、阶梯环两种填料。


  塑料阶梯环优势:


  1)结构优越,由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短,减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度,而且使填料之间以线接触为主变成以点接触为主,这样不但增加了填料间的空隙,同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点,可以促进液膜的表面更新,有利于传质效率的提高。


  2)比表面积大,堆积个数多。所提供的气液传质面积较大,生物膜附着的面积也就较大。


  3)堆积重量小,对滤塔内的支撑板压力较小,且填料不易被压实。

塑料阶梯优势

  塑料鲍尔环优势:


  1)空隙率大。气体通过的能力较大且压降较低;


  2)干填料因子小。由于填料材质为塑料,干、湿填料因子相差不大,即鲍尔环的填料因子也较小,表明其流动阻力较小。


  在该实验中填料的结构、比表面积和堆积重量相对空隙率和湿填料因子对填料性质的影响更为显著,塑料阶梯环比塑料鲍尔环更适合作为生物滴滤塔的填料,且在气速为11.94 m/h的条件下,当入口负荷小于13.85 g/m3时,滴滤塔的去除效率可以达到91.92%。

塑料鲍尔环优势

  科源环保总结


  1)用塑料阶梯环作为填料的滴滤塔对H2S的去除效果比鲍尔环要好,说明阶梯环比鲍尔环更为优越。


  2)塑料阶梯环在气速为11.94m/h的条件下,当入口负荷小于13.85 g/m3时,滴滤塔的去除效率可以达到91.92%。


  3)对于净化含H2 S恶臭气体的生物滴滤塔,应选用具有结构合理、比表面积大、空隙率大、堆积重量轻、湿填料因子小、化学性质稳定以及价格便宜等性质的填料。


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