CN105688631A - 一种羟基氧化除臭处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污染空气处理领域，尤其涉及一种羟基氧化除臭处理方法，其包括以下步骤：臭氧发生制备、臭氧水制备、臭氧水加压雾化、臭氧水喷洒除臭；所述臭氧水制备步骤制备得到浓度大于20ppm的臭氧水，经加压雾化使上一步骤得到的臭氧工作液以特定压力喷洒出来、使空间扩散液滴的半径小于等于0.04mm。本发明通过调整臭氧水雾喷洒前的压力及喷洒后的液滴表面能从而使被吸附的异味分子的立体构型发生改变、易于分解，从而消除臭气，无需调节臭氧水pH、无需使用催化剂，能环保、低成本地去除氨、硫化氢、硫醇等异味气体，高效经济。

Description

一种羟基氧化除臭处理方法及系统

技术领域

本发明涉及污染空气处理领域，尤其涉及一种羟基氧化除臭处理方法。

背景技术

恶臭已经成为当今世界七种典型公害中的一种，属于感觉公害，直接作用于人的嗅觉给人造成危害。我国城市生活固体废弃物年清运量约为1.4亿吨，在废弃物运输和填埋过程中的物理、化学及微生物学过程，产生了大量的恶臭、强刺激、易燃、易爆的复杂气体组份。在填埋场的转运、平铺、压实等作业过程中，垃圾也直接产生恶臭。

随着城市人们生活水平的提高，近年来生活固体废弃物组分也发生了变化，有机物垃圾数量逐渐不断增加，无机物垃圾数量逐渐下降，臭气浓度和臭气强度有逐渐扩大的趋势。

近年来，国内一些垃圾填埋场正逐渐被居民区包围，北京、南京、上海、广州和杭州等城市垃圾填埋场频繁发生恶臭扰民时间，恶臭的物质不仅可使人产生不快的厌恶感，而且许多恶臭物质还危害着人们的健康甚至生命，成为填埋场周边地区社会不稳定因素，严重制约了我国经济、社会和环境的可持续发展与和谐社会的建设进程，垃圾填埋场恶臭污染控制已迫在眉睫。因此寻求恶臭治理的方法、提供治理手段已刻不容缓。完善解决生活固体废弃物产生的臭味问题逐渐成为主要研究方向。

目前，对垃圾臭气处理的方法主要有生物降解法、等离子分解法、臭氧氧化法、活性炭吸附法等。其中CN101279101A公开了一种等离子除臭技术，利用高频强电场产生的等离子体将臭气分子分解，但该方法耗能大，超高压电场易造成电磁辐射，处理效率不高，且产生大量的一氧化氮和二氧化氮气体，造成二次污染。CN1351897A公开了一种生物技术脱除臭气中的二氧化硫、硫醇等物质，但该方法处理速度很慢，设备庞大，后处理困难，难以满足大批量垃圾处理要求。而活性炭吸附法效率不高，活性炭容易饱和，需要频繁地对活性炭进行再生处理，活性炭的再生时间较长、且相对比较麻烦和困难，活性炭使用寿命比较短，需经常更换活性炭，因此设备运行成本高。CN103977677A公开了一种催化氧化臭氧除臭系统，但其需要调节pH、还需要使用含有贵金属的复合催化剂，因此成本较高、步骤也繁琐，不适合大规模推广应用。

通过臭氧除臭的除臭系统不能氧化全部的有机臭味物质，且造价高、能耗高、体积大、重量重、运行费用高，且除臭效果、效率受季节、环境温度的影响，特别是高能耗已不符合国家倡导的节能降耗发展模式。

综上所述，在污染空气处理领域亟需提供一种通过调整臭氧水雾喷洒前的压力及喷洒后的液滴表面能从而使被吸附的异味分子的立体构型发生改变、易于分解、从而消除臭气、无需调节臭氧水pH、无需使用催化剂、能环保、低成本地去除氨、硫化氢、硫醇等异味气体、高效经济的羟基氧化除臭处理方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种通过调整臭氧水雾喷洒前的压力及喷洒后的液滴表面能从而使被吸附的异味分子的立体构型发生改变、易于分解、从而消除臭气、无需调节臭氧水pH、无需使用催化剂、能环保、低成本地去除氨、硫化氢、硫醇等异味气体、高效经济的羟基氧化除臭处理方法。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种羟基氧化除臭处理方法，具体包括如下步骤：

1)臭氧发生制备：空气制氧系统首先生产出氧气，经臭氧发生器将氧气转化成臭氧；

2)臭氧水制备：对水体进行净化、磁化及超声后，将臭氧通入经过净化、磁化及超声后的水体中，得到浓度大于20ppm的臭氧水；

3)臭氧水加压雾化：对步骤2)得到的臭氧水进行加压后通过雾化器，得到雾状臭氧工作液，所述雾状臭氧工作液液滴的半径小于等于0.04mm；

4)臭氧水喷洒除臭：使步骤3)得到的雾状臭氧工作液与需处理的臭气或含有臭气的空气接触，即可进行除臭。

进一步地，所述步骤1)中空气制氧系统包括空气冷干机、空气压缩机、压缩空气干燥机、分子筛制氧机、氧气流量计及连接上述设备的管路。

进一步地，所述步骤1)中空气冷干机的入口吸入空气，空气冷干机的出气口通过气管连接空气压缩机的进气口，空气压缩机的出气口通过气管连接压缩空气干燥机的进气口，压缩空气干燥机的出气口通过气管连接分子筛制氧机的进气口，分子筛制氧机的出气口与氧气流量计进气口相连；所述的进气干燥机和压缩空气干燥机内分别放置有干燥颗粒，所述的干燥颗粒为可反复使用的变色硅胶颗粒。

进一步地，所述步骤1)中臭氧发生器为电晕放电法臭氧发生器。

进一步地，所述步骤2)中水体经过膜过滤装置、磁化装置及超声装置后，将步骤1)制得的臭氧在压力为0.2-0.5MPa的压力下与处理后的水体接触，经水质探测器检测臭氧水浓度大于20ppm后进入下一步骤。

进一步地，所述步骤3)中通过加压装置对臭氧水加压压力为0.5-2MPa。

进一步地，所述步骤3)中所述雾化器为空气压缩式雾化器或高速离心雾化器。

进一步地，所述步骤4)中臭气包括氨、硫化氢、硫醇、二甲基硫、二氧化硫、甲硫醇、甲基硫。

进一步地，所述步骤2)中所述超声装置的超声频率为100-130KHz。

本发明的优点在于克服现有技术的不足，提供一种通过调整臭氧水雾喷洒前的压力及喷洒后的液滴表面能从而使被吸附的异味分子的立体构型发生改变、易于分解、从而消除臭气、无需调节臭氧水pH、无需使用催化剂、能环保、低成本地去除氨、硫化氢、硫醇等异味气体、高效经济的羟基氧化除臭处理方法。

本发明通过特定的条件将O₃溶解于水、并大大提高其溶解率，通过控制特定条件将臭氧水喷洒成雾状，并能达到扩散液滴的半径小于0.04mm，液滴形成巨大的表面能，平均每摩尔大于60千卡，这个数量级的能量是很多元素键能的1/3-1/2，足以使得被吸附的异味分子的立体构型发生改变，从而削弱、破坏臭气分子中的化学键，使得其不稳定性增加，因而容易分解或与其它分子进行化学反应。经过O₃的强氧化作用，臭气分子将分解为无味无毒的分子，例如水、无机盐等，从而消除臭气，分解后的氧气能使得空气清新。

本发明还付出了创造性的劳动，首创使用高浓度臭氧水加压雾化得到超高浓度、超小液滴半径的臭氧水雾，通过长期试验对步骤2)中超声条件及步骤3)中加压条件对臭氧水浓度、液滴半径的影响得出结论：步骤2)中超声频率增加、臭氧水浓度增大，至某值附近波动后超声频率增加、臭氧水浓度减小；在步骤3)中加压压力自大气压值上升，随压力值上升、液滴半径减小，后不再增加，而在某值附近波动后下降，然后再次上升反复以上波动。因此，步骤2)中超声条件与臭氧水浓度、步骤3)中加压条件与液滴半径之间并不存在线性规律。

具体实施方式

实施例1：

一种羟基氧化除臭处理方法，具体包括如下步骤：

1)臭氧发生制备：空气冷干机的入口吸入空气，空气冷干机的出气口通过气管连接空气压缩机的进气口，空气压缩机的出气口通过气管连接压缩空气干燥机的进气口，压缩空气干燥机的出气口通过气管连接分子筛制氧机的进气口，分子筛制氧机的出气口与氧气流量计进气口相连；所述的进气干燥机和压缩空气干燥机内分别放置有干燥颗粒，所述的干燥颗粒为可反复使用的变色硅胶颗粒；上述空气制氧系统生产出氧气后，经电晕放电法臭氧发生器将氧气转化成臭氧；

2)臭氧水制备：将水体通过膜过滤装置进行净化、通过磁化装置进行磁化及通过超声装置超声后，将臭氧在压力为0.2MPa的压力下通入经过净化、磁化及超声后的水体接触，经水质探测器检测臭氧水浓度大于20ppm后进入下一步骤；所述超声频率为100KHz；

3)臭氧水加压雾化：对步骤2)得到的臭氧水进行加压，加压压力为2MPa，在加压的条件下通过空气压缩式雾化器，得到雾状臭氧工作液，所述雾状臭氧工作液液滴的半径小于等于0.04mm；

4)臭氧水喷洒除臭：使步骤3)得到的雾状臭氧工作液与需处理的臭气或含有臭气的空气接触，即可进行除臭。

实施例2：

一种羟基氧化除臭处理方法，具体包括如下步骤：

1)臭氧发生制备：空气冷干机的入口吸入空气，空气冷干机的出气口通过气管连接空气压缩机的进气口，空气压缩机的出气口通过气管连接压缩空气干燥机的进气口，压缩空气干燥机的出气口通过气管连接分子筛制氧机的进气口，分子筛制氧机的出气口与氧气流量计进气口相连；所述的进气干燥机和压缩空气干燥机内分别放置有干燥颗粒，所述的干燥颗粒为可反复使用的变色硅胶颗粒；上述空气制氧系统生产出氧气后，经电晕放电法臭氧发生器将氧气转化成臭氧；

2)臭氧水制备：将水体通过膜过滤装置进行净化、通过磁化装置进行磁化及通过超声装置超声后，将臭氧在压力为0.6MPa的压力下通入经过净化、磁化及超声后的水体接触，经水质探测器检测臭氧水浓度为20ppm，进入下一步骤；所述超声频率为100KHz；

3)臭氧水加压雾化：对步骤2)得到的臭氧水进行加压，加压压力为3MPa，在加压的条件下通过空气压缩式雾化器，得到雾状臭氧工作液，所述雾状臭氧工作液液滴的半径大于0.06mm；

4)臭氧水喷洒除臭：使步骤3)得到的雾状臭氧工作液与需处理的臭气或含有臭气的空气接触，即可进行除臭。

对比例：

一种羟基氧化除臭处理方法，具体包括如下步骤：

1)臭氧发生制备：空气冷干机的入口吸入空气，空气冷干机的出气口通过气管连接空气压缩机的进气口，空气压缩机的出气口通过气管连接压缩空气干燥机的进气口，压缩空气干燥机的出气口通过气管连接分子筛制氧机的进气口，分子筛制氧机的出气口与氧气流量计进气口相连；所述的进气干燥机和压缩空气干燥机内分别放置有干燥颗粒，所述的干燥颗粒为可反复使用的变色硅胶颗粒；上述空气制氧系统生产出氧气后，经电晕放电法臭氧发生器将氧气转化成臭氧；

2)臭氧水制备：将水体通过膜过滤装置进行净化、通过磁化装置进行磁化后，将臭氧在压力为0.2MPa的压力下通入经过净化、磁化后的水体接触，经水质探测器检测臭氧水浓度为8ppm后进入下一步骤；

3)臭氧水加压雾化：将步骤2)得到的臭氧水通过空气压缩式雾化器，得到雾状臭氧工作液，所述雾状臭氧工作液液滴的半径大于0.8mm；

4)臭氧水喷洒除臭：使步骤3)得到的雾状臭氧工作液与需处理的臭气或含有臭气的空气接触，即可进行除臭。

实施例3：

选择一处垃圾处理场作为试验场地，随机选择三处相隔大于10米小于20米的点作为试验点进行除臭效率对比试验，下表为实施例1、2及对比例的羟基氧化除臭处理方法实施后10分钟的除臭效率对比试验数据：

由上表可以看出，本发明保护的技术方案其臭氧水雾液滴半径较小、表面能较大，因而可以极好的发挥臭氧的强氧化作用、并通过表面能释放使得臭气分子分解，通过本发明的技术方案还能够起到杀菌消毒、降尘的技术效果，经试验证明，本发明保护的技术方案的臭氧水在4ppm下能杀灭99.95％的金黄色葡萄球菌，臭氧溶液浓度为2ppm左右时，大肠杆菌和绿脓杆菌的杀菌率分别达到99.98％和100％，取得了预料不到的技术效果。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种羟基氧化除臭处理方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)臭氧发生制备：空气制氧系统首先生产出氧气，经臭氧发生器将氧气转化成臭氧；

2)臭氧水制备：对水体进行净化、磁化及超声后，将臭氧通入经过净化、磁化及超声后的水体中，得到浓度大于20ppm的臭氧水；

3)臭氧水加压雾化：对步骤2)得到的臭氧水进行加压后通过雾化器，得到雾状臭氧工作液，所述雾状臭氧工作液液滴的半径小于等于0.04mm；

4)臭氧水喷洒除臭：使步骤3)得到的雾状臭氧工作液与需处理的臭气或含有臭气的空气接触，即可进行除臭。

2.如权利要求1所述的一种羟基氧化除臭处理方法，其特征在于，所述步骤1)中空气制氧系统包括空气冷干机、空气压缩机、压缩空气干燥机、分子筛制氧机、氧气流量计及连接上述设备的管路。

3.如权利要求2所述的一种羟基氧化除臭处理方法，其特征在于，所述步骤1)中空气冷干机的入口吸入空气，空气冷干机的出气口通过气管连接空气压缩机的进气口，空气压缩机的出气口通过气管连接压缩空气干燥机的进气口，压缩空气干燥机的出气口通过气管连接分子筛制氧机的进气口，分子筛制氧机的出气口与氧气流量计进气口相连；所述的进气干燥机和压缩空气干燥机内分别放置有干燥颗粒，所述的干燥颗粒为可反复使用的变色硅胶颗粒。

4.如权利要求1所述的一种羟基氧化除臭处理方法，其特征在于，所述步骤1)中臭氧发生器为电晕放电法臭氧发生器。

5.如权利要求1所述的一种羟基氧化除臭处理方法，其特征在于，所述步骤2)中水体经过膜过滤装置、磁化装置及超声装置后，将步骤1)制得的臭氧在压力为0.2-0.5MPa的压力下与处理后的水体接触，经水质探测器检测臭氧水浓度大于20ppm后进入下一步骤。

6.如权利要求1所述的一种羟基氧化除臭处理方法，其特征在于，所述步骤3)中通过加压装置对臭氧水加压压力为0.5-2MPa。

7.如权利要求1所述的一种羟基氧化除臭处理方法，其特征在于，所述步骤3)中所述雾化器为空气压缩式雾化器或高速离心雾化器。

8.如权利要求1所述的一种羟基氧化除臭处理方法，其特征在于，所述步骤4)中臭气包括氨、硫化氢、硫醇、二甲基硫、二氧化硫、甲硫醇、甲基硫。