科技部公告3项先进VOCs/恶臭治理技术

时间:2023-10-11

        亚德环保导读:日前,科技部印发了《国家绿色低碳先进技术成果目录》,共提及85项技术成果。其中大气污染治理相关15项,涉及工业烟气除尘脱硫脱硝及多污染物协同控制、重点行业挥发性有机物(VOCs)污染防治及回收、移动源污染控制等。

        近日,科技部印发了《国家绿色低碳先进技术成果目录》,目录包括水、气、固废、土壤、监测、节能六个领域的共85项技术成果。在大气污染治理领域的15项技术成果中,又可细分为工业烟气除尘脱硫脱硝及多污染物协同控制、重点行业挥发性有机物(VOCs)污染防治及回收、移动源污染控制等技术领域。今日梳理了其中3项针对不同环节、领域的VOCs及恶臭治理技术成果,分享给大家:

        地下污水处理厂恶臭生物治理技术

        技术原理:将各污染源的废气收集后集中送到生物滤池,废气经加湿除尘后,通过湿润、多孔和充满活性的微生物填料层,首先填料及生物膜对污染物进行吸附,然后填料内外附着的专性微生物对污染物进行吸收和降解,将污染物质分解成SO42-、NO3-、CO2、H2O等无毒无害的简单无机物。预洗池位于生物滤池的前端,预洗池内部配有喷淋系统,包括喷淋管道、喷嘴、接头、支撑件等。预洗池壳体侧面带有观察窗,便于观察和检修。预洗池主要用于去除气体中的颗粒物和可溶于水的成分,并调节气体的湿度和温度。同时,预洗池作为缓冲器,可降低高浓度污染负荷的峰值。生物滤池主要功能为使废气通过湿润、多孔和充满活性微生物的滤层,微生物细胞对废气物质进行吸附、吸收和降解。生物滤池是废气处理的核心工艺段,经净化处理后气体由排气管排出。

        主要创新点:(1)开发了兼具营养缓释性能并负载功能微生物的生物复合填料,拥有较高的孔隙率适合细菌生长,有良好的吸附性提升废气的传质效率,有较好的pH缓冲能力以维持微生物稳定的生长环境,有足够的强度保持填料层正常的物理特性和通透性。(2)针对地下污水处理厂污水及污泥处理过程中的VOCs及恶臭气体成分,筛选出高效专性苯系物降解菌、硫系物降解菌、短链烃降解菌等,并在此基础上研制出了高效复合功能菌剂。(3)针对化工行业有机废气中存在的大量难溶组分,研发出气液传质增溶技术,利用环糊精外部亲水内部疏水的特性,使得气相中的难溶解VOCs更易于突破气液传质阻力进入液相,进而被氧化分解,同时通过催化剂提升生化反应速率,从而缩短废气停留时间,减少生物滤池的占地面积,节省废气治理成本。(4)将物联网技术与恶臭及VOCs治理技术相结合,形成系统的智慧化运营模式。

        污染治理效果:排放气体浓度符合《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)要求,氨气、硫化氢去除率>98%,恶臭去除率>85%。

        低浓度复杂有机废气生物净化过程强化技术

        技术原理:研发了真(细)菌协同代谢复合菌剂等生物活性功能材料,净化单元的处理负荷提高2倍以上,装置体积减小40%以上。研制了两相板式生物净化装置,对正己烷、甲苯等低水溶性VOCs的传质单元数提高60%以上;构建了高能粒子氧化—生物耦合净化工艺,二氯甲烷、苯乙烯等难降解VOCs的去除负荷提高2倍左右,去除率从30%提升至95%以上。通过“材料—工艺—装备”创新,构建了完整的产业技术链,实现了低浓度复杂有机废气安全低碳净化。

        主要创新点:(1)发明真(细)菌协同代谢的复合菌剂,实现废气多污染组分的快速降解。选育疏水性污染物高效降解真菌,基于共代谢机理,突破菌间代谢差异效应,构建协同代谢的真—细菌功能菌群,典型污染物的比降解速率提升60%~120%;采用序列混菌培养模式,开发基于炭质载体的高密度混合发酵技术,制备了适合常温保存的功能菌和广谱菌群配合的复合菌剂,攻克了菌剂难以长效保存的技术难题,实现复合菌剂规模化生产应用,大幅缩短了净化装置启动时间。(2)剖析多孔介质流场特征,发明多层板式结构生物净化设备,突破现有单层结构污染负荷和生物量分布不均、填料层易堵塞及污染物降解互为抑制等瓶颈。采用交联负载技术,强化填料亲水性和高比表面积设计,开发了营养缓释功能复合填料和高生物固着力纹翼填料,解决了传统生物系统需额外添加营养、压降高及使用寿命短等技术难题。基于“双膜理论”与相似相溶原理,构建以非水相介质为“桥梁”和“储存库”的VOCs净化两相分配体系,发明生物相容性高、易回收的纳米磁性硅油,突破低水溶性污染物多相间传质限制,增强抗冲击负荷能力,攻克了硅油相无法循环利用的难题。(3)基于光化学反应第一定律和线性光源球面辐射(LSSE)模型,开发折流式光氧化反应装置,提出镧氮共掺杂的 TiO2纳米管催化剂制备的新方法,提高了光能活性粒子的利用率,强化了光氧化能效;揭示了微量O3通过抑制胞外多聚物的产生进而促进生物膜活性的内在规律,构建UV光氧化—生物净化耦合工艺体系,有效提升难降解组分生物降解速率,彻底消除单一UV光解产物、O3等对环境的二次污染。

        污染治理效果:以浙江某药厂生产车间综合废气和污水站臭气生物净化工程为例,处理后尾气中甲苯、四氢呋喃、氯仿的平均去除率分别为 99.5%、95.2%、99.7%。以实施的工程项目测算,年减排VOCs超过3万t。

        用于挥发性有机废气高效治理的疏水分子筛吸附剂

        技术原理:该技术针对生活/工业源分散式、中低浓度VOCs废气处理阻力降要求小、气量波动适应性好等要求,研究制备出整体蜂窝式以及转轮轻质分子筛材料,可适用于不同工况和条件,解决分子筛成型过程中易开裂、强度低、干燥速度慢、吸附性能变差等难题。

        主要创新点:(1)开发了高疏水性、大吸附容量的新型分子筛材料制备技术,解决了目前国产沸石分子筛吸附容量不高、吸附选择性差、吸附大分子能力有限、疏水性能达不到工程应用要求等问题,研发的分子筛产品在吸附性能上接近或达到美、日进口产品的水平。(2)开发了分子筛成型技术,解决了粘合剂配方、轻质材料制作、成型工艺设计、加热焙烧条件控制等方面的技术难题,攻克了基于沸石分子筛的吸附体制备工艺技术瓶颈,研发了接近或达到美、日进口产品技术水平的吸附体产品,打破国外技术和产品垄断。

        污染治理效果:以天津空客A320喷漆车间挥发性有机废气排放治理改造项目为例,VOCs 喷涂废气治理排放浓度已达到A级企业要求,TRVOC 排放浓度稳定低于 10mg/m3,远低于天津市《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB12/524-2020)对应排放限值50mg/m3。
 


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