试论光催化氧化/吸收工艺处理垃圾焚烧发电厂恶臭废气

刘晴 唐小亮

1.扬州市高邮生态环境局 江苏扬州 225000

2.江苏国信高邮热电有限责任公司 江苏扬州 225000

目前技术条件支持下，针对发电厂恶臭废气的处理工艺以生物法、高级氧化法、吸附法为主，但在实际应用中均不同程度存在投资较高、效果不稳定等问题。为弥补现有处理方法存在的局限性，提高对垃圾焚烧发电厂恶臭废气的处理效果，有关研究人员提出了一种基于光催化氧化/吸收工艺的处理办法，此类技术具有无二次污染、效果确切、费用低廉等优势，备受研究人员的青睐。

1 工艺概况

1.1 废气性质

垃圾焚烧发电厂恶臭废气主要来源垃圾堆放以及垃圾焚烧环节，以硫醚、硫化氢、氨等难处理成分为主，废气产生后经收集管路进入处理系统中进行反应，系统处理量设计值为6000．0m³/h，性质及其排放标准如下表所示（见表1）。

表1 恶臭废气性质及其排放标准示意表

1.2 工艺流程

处理系统收集恶臭废气在水吸收塔中进行预处理反应，以去除水溶性物质以及粉尘杂质，其他降解难度大以及水溶性较差物质成分进入光催化氧化处理系统中参与分解反应，分解形成易溶性以及无机成分，经碱洗塔处理去除可溶物，并生成清洁气体，经引风机引导至排气筒排放。

1.3 工艺说明

本处理系统参与废气水洗环节以及碱洗环节废气均具有良好的水溶性特征，吸收过程以气相扩散控制为主，吸收速度快，同时结合对投资成本因素的考量，整套处理系统中碱洗塔以及水洗塔反应装置均改良为旋流板塔。

光化学反应装置主要包括三段反应环节，分别为除雾器段、光化学反应段、以及液体吸收段。其中，第一段可去除恶臭废气中的残留水分，第二段则通过光触媒以及紫外线灯装置的联合作用，经光化学反应生成强氧化性活性基团（如臭氧、羟基自由基等），以此种方式达到去除恶臭废气中硫化氢、氨等成分的目的，第三段则选用氢氧化钠融溶液对经预处理后恶臭废气进行喷淋处理，通过催化臭氧氧化反应的方式分解大量臭氧，一方面可形成羟基自由基等具有极强氧化性特征的物质，另一方面能够使恶臭废气的去除效果以及分解率得到强化[1]。

臭氧物质淬灭时间长，整套装置反应过程当中为了延长氧化自由基、臭氧等物质与恶臭废气的接触时间，避免周边环境受到次生臭氧污染的影响，考虑延长碱吸收塔反应装置与光化学反应器间连接管道，为恶臭废气反应提供时间支持。

经光化学反应干预后，恶臭废气得到充分氧化分解，生成大量无机气体且具有良好的水溶性特征，在此基础之上应用碱吸收塔对这部分物质进行吸收处理，以达到末端恶臭废气无害化处理的目的，符合排放标准[2]。

1.4 装置参数

整套处理系统中吸收塔装置包括碱吸收塔以及水吸收塔两个部分，标准工况下设计风量为6000．0m³/h，吸收塔均为旋流板塔，高度7500．0mm，风速设计为2．0m/s，塔体为PP材质，设备间风管壁厚8．0mm，设计正常运行状态下恶臭废气运行风速为6．0m/s，管径为 600．0mm。

吸收塔循环泵装置选用IHF氟塑料耐腐泵装置，为满足恶臭废气6000．0m³/s处理要求，设计标准工况下运行流量为25．0m³/h，功率为2．2kW，扬程为12．5m，配置数量为4台，按照一备一用投入运行。

光化学反应器装置选用SUS304不锈钢材质，装置尺寸为4000．0×1100．0×1100．0mm，工作功率为 6．0kW，恶臭废气停留时间为 2．0s。

2 经济效益

整套恶臭废气处理系统设计处理规模为6000．0m³/h，前期资金投入情况如下：设备装置费用68．0万元，运输安装费用7．0万元，前期设计费用8．1万元，设备调试及培训费用5．8万元，税收管理费用5．5万元，总费用为94．4万元。

处理系统投入正常运行后采用自动化运行模式，为满足设备装置日常管理需求，定员1人。处理系统正常运行期间主要费用包括电费、药剂费、以及人工费这三个部分。系统装置电耗按照360．0kW·h/d定额，单位电价为0．6元/（kW·h），核定日均电价为216元；设备装置运行期间药剂投入以氢氧化钠为主，核定日均费用为30元；人工费用为日均40元。故整套恶臭废气处理系统正常运行工况下运营费用为286元/d。

3 运营效果

经处理后气体在排气筒引导下直接排放至大气中，排放标准按照现行《恶臭污染物排放标准》二级标准控制，整套装置处理过程全程监测，排放气体中硫化氢排放浓度为18．6mg/m³，排放量为0．1kg/h；氨排放浓度为 13．4mg/m³，排放量为 0．11kg/h，标准工况风量为6000mg/m³；臭气浓度为296，符合排放标准[3]。

4 结语

目前多数垃圾焚烧发电厂在对收集垃圾进行分类以及无害化处理的基础之上通过焚烧的方式提供发电支持，但此过程中受到收集垃圾组分复杂，堆积时间长等一系列因素的影响，会产生具有极低嗅阈值以及气相污染严重的恶臭气体。为实现对恶臭气体的无害化排放，本文提出了一种基于光催化氧化/吸收工艺的垃圾焚烧发电厂恶臭废气处理方法，并就工艺流程、装置构成、经济效益以及运行效果等相关问题进行逐一分析与阐述，仅供参考。