CN105536457B - 一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法 - Google Patents

一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法，特点是包括冷凝、气液分离、污水处理、脉冲强光处理、低温等离子体、活性贝壳粉吸附等工序，其中冷凝工序包括多级冷凝系统和水循环系统；分离工序通过气水分离器完成；污水处理工序采用微生物处理的方法进行净化；臭气净化工序包括脉冲强光处理过程，低温等离子体处理过程，活性贝壳粉吸附过程，优点是全面彻底的脱除鱼粉加工中产生的高温高湿高浓度恶臭气体，实现气体的达标排放，具有处理量大，净化效率高，能耗低，二次污染少，过程简单，成本低的特点。

Description

一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法
技术领域
本发明属于废气净化技术领域，尤其是涉及一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法。
背景技术
鱼粉是利用水产品加工下脚料或低值无食用价值的水产原料，经蒸煮、压榨、干燥等加工工序而制成的产品。受腐败变质原料的影响，在蒸煮、压榨、干燥等工序中在高温作用，会释放出大量如尸胺、腐胺、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、硫化氢等挥发性恶臭且有毒物质。若鱼粉加工恶臭气体的直接排放严重危害周围居民的正常工作和生活。
同时，与化工、农业工程中的恶臭气体相比，具有成份复杂（含醛、酮、酸、醇、醚、烯、烃、胺等有机物上百种）、气量大（每加工1吨鱼粉产生4500 m3-5000m3的恶臭气体）、浓度高（主要恶臭物浓度达国家恶臭污染物最高排放标准的上千倍）、温湿度高（恶臭气体温湿度分别高达110℃-150℃、95%-98%）、腐败性强（恶臭气体含大量如硫化氢、氨等水溶液中较强酸碱性的无机物）、毒性强（部分臭气如硫化氢、甲硫醇等有毒有害），使得鱼粉加工中恶臭气体的脱除非常困难。
目前鱼粉恶臭气体治理方法主要有：掩蔽法、水淋法、燃烧法、化学氧化法、吸附法、生物法。但是，掩蔽法虽然经济、简便，却不适合有毒恶臭气体的去除；水淋法可除去水溶性恶臭气体，但不溶性臭气难以脱除；燃烧法包括水淋燃烧法和催化燃烧法，适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体，虽然净化效率比较高，但是易造成设备腐蚀和二次污染，消耗燃料，成本高；化学氧化法技术成熟，操作稳定，费用高；吸附法适用于低浓度且不含颗粒的废气，不适合鱼粉生产；生物法是利用微生物降解恶臭气体的方法，对水溶性可生物降解的气体污染物有较好的脱除效果，但是操作过程不易控制，运行成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效脱除大流量高温高湿的恶臭气体的处理量大，无二次污染，成本低的鱼粉加工中恶臭气体的处理方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法，将鱼粉加工中恶臭气体依次经冷凝工序以及气液分离工序后得到污水和废气，污水经污水处理池处理工序即可，废气依次经脉冲强光处理装置、低温等离子体处理和活性贝壳粉吸附处理即可。
所述的冷凝工序包括多级间接冷凝器、凉水塔、循环泵依次连接形成的冷凝系统。鱼粉加工过程中产生的高温高湿恶臭气体通过多级间接冷凝器冷凝，将水蒸汽冷凝，同时部分水溶性恶臭气体溶入冷凝水中。此处理一方面使后道工序的臭气处理量下降了90%以上，同时因部分水溶性恶臭气体溶入冷凝水中使得臭气浓度大大下降。冷凝器采用自来水为工质，在控制冷凝废水温度在40℃以下的同时，工质冷却水水温升高5℃-10℃。为节约为资源，降低生产成本，本发明同时利用凉水塔使冷却水实现循环利用。
所述的气液分离工序通过气水分离器完成。
所述的污水处理池处理工序采用微生物法进行污水处理。在冷凝过程中，部分具有水溶性的臭气成分溶解在水中，经过气水分离器进入到污水处理池进行净化。
所述的脉冲强光处理装置包括触发器、惰性气体灯、储能电容、充电电路、调压器，其中脉冲强光波长范围为200nm～1mm，主要吸收峰在400nm～500nm范围，闪照次数6～8次，脉冲宽度1 us～10us，光照强度0.5 KJ/cm2～10KJ/cm2。所述脉冲强光处理工序是一种利用瞬间放电的脉冲工程技术和特殊的惰性气体灯管，以脉冲形式激发强烈的白光，瞬时、高强度的脉冲光能量虽不能电离有机恶臭物，但在-C=N-、-C=O-等双键上积聚部分能量；同时氢键、疏水键等弱键快速断裂，使有机恶臭分子形成单体结构。上述二作用解决了单纯采取低温等离子体处理恶臭气体时，因分子间的团聚或分子结构过大而造成处理不彻底的缺陷。特别是对吲哚、酸类等-C=N-、-C=O-键且分子量较大的物质，单纯采取低温等离子体处理无法实现废气的排放达标。
所述的低温等离子体处理过程采用双介质阻挡低温等离子控制器，所述的双介质阻挡低温等离子器控制的参数为：频率5 KHz～20KHz，电压5 kv～50kv，停留时间0.1 s～1.0s。
所述的双介质阻挡低温等离子控制器包括反应器外壳和双介质阻挡电极，双介质阻挡电极具体结构为：反应器放电区域长度为150mm，单边放电间隙为3.5mm，介质为石英和陶瓷，分别采用外径25mm、内径20mm石英管和外径13mm、内径8mm陶瓷管，进出气口直径为6mm。恶臭气体从低温等离子体反应器的进气口进入介质阻挡放电空间，通过调节系统的峰值电压、放电频率、气体停留时间控制恶臭气体的脱除效果。当恶臭气体进入放电空间时，在两极施加的电压作用下，放电间隙中的自由电子就会获得高能量，激发气体中的分子、原子发生电离，当间隙场强达到气体的击穿场强时，气体被击穿，产生介质放电。电介质在放电过程中起到储能作用，有效避免了在放电空间中形成火花放电和弧光放电；同时，电介质还具有镇流作用，使微放电均匀稳定的分布在整个放电间隙，从而获得大气压下的大体积的低温等离子体；另外，双介质阻挡放电由于电极不直接与恶臭气体接触，放电温度低，可有效避免电极的腐蚀问题，且不易造成易燃易爆问题。
所述的活性贝壳粉吸附处理过程采用活性贝壳粉，所述的性贝壳粉以天然牡蛎或贻贝的贝壳为主要原料，经过950℃～1050℃的高温煅烧而成。除去贝壳中的蛋白等有机物，同时形成多孔性，具有强列的吸附有机、无机小分子性能。利用活性贝壳粉高吸附能力将低温等离子体处理后产生的氮氧物、一氧化碳、三氧化硫、二氧化硫等小分子废气物质吸附，确保排放的废气达标。本发明用活性贝壳替代传统的活性炭，具有来源丰富、成本低廉（每吨活性贝壳成本是活性炭的三分之一）、吸附性能强（吸附性能与活性相当）、再生方便（加热至200℃以上即可解吸，或通入蒸汽处理）、使用寿命长（可再生20次以上）等优点。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法，根据鱼粉加工过程中产生的恶臭气体特点，选择高效节能的低温等离子体技术与脉冲强光技术相结合，解决了单独的低温等离子体技术对于大分子恶臭气体物质处理不彻底的问题。在其它工艺和放电参数相同的条件下，分别用低温等离子体技术和脉冲强光结合低温等离子体技术对恶臭气体进行处理，其处理效果如表1所示：
本发明工艺联合脉冲强光、低温等离子体新技术和传统的冷凝、吸附法，通过合理控制工艺参数，有效脱除大流量高温高湿的恶臭气体，并且在脱除效果达标的前提下，实现较低的能量消耗，具有处理量大，无二次污染，成本低的特点，适用于工业化生产。
表1 恶臭气体处理效果
其中N表示未检出。
附图说明
图1为本发明鱼粉加工中恶臭气体的处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
具体实施例一
一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法，如图1所示，将鱼粉加工中恶臭气体依次经冷凝工序以及气液分离工序后得到污水和废气，污水经污水处理池处理工序即可，废气依次经脉冲强光处理装置、低温等离子体处理和活性贝壳粉吸附处理即可。
在此具体实施例中，冷凝工序包括多级间接冷凝器、凉水塔、循环泵依次连接形成的冷凝系统。气液分离工序通过气水分离器完成。污水处理池处理工序采用微生物法进行污水处理。所述的脉冲强光处理装置包括触发器、惰性气体灯、储能电容、充电电路、调压器，其中脉冲强光波长范围为200nm～1mm，主要吸收峰在400nm～500nm范围，闪照次数6～8次，脉冲宽度1 us～10us，光照强度0.5 KJ/cm2～10KJ/cm2。所述的低温等离子体处理过程采用双介质阻挡低温等离子控制器，所述的双介质阻挡低温等离子器控制的参数为：频率5KHz～20KHz，电压5kv～50kv，停留时间0.1s～1.0s。
在此具体实施例中，双介质阻挡低温等离子控制器包括反应器外壳和双介质阻挡电极，双介质阻挡单电极具体结构为：反应器放电区域长度为150mm，单边放电间隙为3.5mm，介质为石英和陶瓷，分别采用外径25mm、内径20mm石英管和外径13mm、内径8mm陶瓷管，进出气口直径为6mm。活性贝壳粉吸附处理过程采用活性贝壳粉，所述的活性性贝壳粉以天然牡蛎或贻贝的贝壳为主要原料，经过950℃～1050℃的高温煅烧而成。
具体实施例二
鱼粉加工原料在35℃的恶劣环境条件下堆积48h后，其T-VBN值可达277mg/100g。在加工鱼粉过程中会产生大量的高浓度恶臭气体。恶臭气体经过管道收集运输至多级间接冷凝器，经过间接冷凝后温度迅速降低至35℃左右。
其中，高湿恶臭气体中的大部分水汽凝结成水，并且部分具有水溶特性的臭气成分溶解在水中，经过气水分离器流入污水处理池。废水利用微生物法进行净化处理。
经气水分离后的恶臭气体通过管道运输到脉冲强光处理系统，调节脉冲宽度5μs，闪照次数为7次，光照强度6KJ/cm2。调节低温等离子体设备的峰值电压10.6kv，放电频率频率8.72KHz，并通过调节阀门和转子流量计将恶臭气体在反应器中的处理时间控制在0.28s。气体通过低温等离子体设备的进气口进入放电空间，经过复杂的物理化学反应过程对恶臭气体进行脱除。
低温等离子体系统降解后的产物通过活性贝壳粉填充塔（气体流速0.4m/s，塔高3m）被进一步吸附，使得最终排放的恶臭气体浓度极低（表1），达到了国家恶臭气体排放标准的一级厂界标准，且副产物中CO未检出，NOX＜0.1mg/m3，SO2＜0.1mg/m3，远低于国家大气污染物排放标准值。
上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法，其特征在于：将鱼粉加工中恶臭气体依次经冷凝工序以及气液分离工序后得到污水和废气，污水经污水处理池处理工序即可，废气依次经脉冲强光处理装置、低温等离子体处理和活性贝壳粉吸附处理即可，所述的冷凝工序包括多级间接冷凝器、凉水塔、循环泵依次连接形成的冷凝系统，所述的脉冲强光处理装置包括触发器、惰性气体灯、储能电容、充电电路、调压器，其中脉冲强光波长范围为200nm～1mm，主要吸收峰在400nm～500nm范围，闪照次数6～8次，脉冲宽度1us～10us，光照强度0.5KJ/cm2～10KJ/cm2，所述的低温等离子体处理过程采用双介质阻挡低温等离子控制器，所述的双介质阻挡低温等离子器控制的参数为：频率5KHz～20KHz，电压5kv～50kv，停留时间0.1s～1.0s。
2.根据权利要求1所述的一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法，其特征在于：所述的气液分离工序通过气水分离器完成。
3.根据权利要求1所述的一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法，其特征在于：所述的污水处理池处理工序采用微生物法进行污水处理。
4.根据权利要求1所述的一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法，其特征在于：所述的双介质阻挡低温等离子控制器包括反应器外壳和双介质阻挡电极，双介质阻挡电极具体结构为：反应器放电区域长度为150mm，单边放电间隙为3.5mm，介质为石英和陶瓷，分别采用外径25mm、内径20mm石英管和外径13mm、内径8mm陶瓷管，进出气口直径为6mm。
5.根据权利要求1所述的一种鱼粉加工中恶臭气体的处理方法，其特征在于：所述的活性贝壳粉吸附处理过程采用活性贝壳粉，所述的性贝壳粉以天然牡蛎或贻贝的贝壳为主要原料，经过950℃～1050℃的高温煅烧而成。
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