钢桶涂装废气的等离子生物组合脱臭工艺

杰富意金属容器（上海）有限公司

1.概要

中国已经实现了经济的快速发展。中国和美国、日本同样也面临着在经济发展的同时，对环境污染和公害排放的治理改善问题。

杰富意金属容器（上海）有限公司创建于1998年4月。 由于公司所在地属于有居民生活居住的“一般工业区”，为了不给公司周边居民生活环境造成一定的影响，公司在工厂建设初期对废气排放处理投入了相关设备，达到了国家对企业的环评要求。由于在钢桶涂装过程中遇到的恶臭问题还需要进一步改善, 公司在2007年9月开始对钢桶涂装生产线废气的等离子生物组合脱臭工艺进行了开发。2008年3月投入了涂装废气脱臭相关设备的使用之后,至今我公司没有受到一件因排放恶臭而导致周边居民和企业的投诉。

在国内钢桶行业，我公司是最早开发和利用了具有良好脱臭效果的等离子生物组合脱臭该项工艺技术。

2.臭气污染物排放限制

钢桶涂装生产线臭气污染物排放须参照国家“恶臭污染物排放GB14554-93”规定的排放限制标准执行。

表-1

3.主要臭气发生源

钢桶涂装生产线是臭气发生的主要来源。表-2.表示我公司涂装生产线上使用的溶剂性涂料状况。

表-2.

4.微生物脱臭法的选择理由

既知的废气处理脱臭有“微生物”,“直接燃烧”,“催化燃烧”,“活性碳”,“凝缩洗净”等方法。表-3.表示各种脱臭方法的比较。

表－3．

1）燃烧法容易造成二次废气排放不良影响。

2）活性炭、凝缩洗净法对涂装废气排放的脱臭处理能力有限。

表-4.表示脱臭设备投资费用和运行成本比较(1案例)

表－4．

1）催化燃烧脱臭是一种在技术上巳成熟的脱臭方法，现在被广泛采用。

2）微生物脱臭是近年来开发出的一种新型脱臭方法，在设备投资和运行成本上具有相对优势，并且操作方便。

根据表-3.和表-4.的调查比较结果，我公司最终选择了「微生物」脱臭法。

5.微生物脱臭塔担体利用的脱臭机理

图－1．

■涂装废气中的恶臭物质通过时，被担体上的水分溶解吸收。再通过在担体表面生存的微生物进行氧化分解之后排出。

■为了维持微生物生存所需要的水分补充，微生物脱臭塔内的喷水器间隔对担体层进行喷淋。水源是微生物脱臭塔下方水槽内含有菌种的循环水。

■担体利用微生物脱臭系统的特长

①维持管理方便、操作容易。

②维持管理费低。只要支付风机等动力费用即可。

④微生物脱臭塔充填容积；脱臭风量约15000ｍ3／Hr。

⑤微生物担体等２年更换１次。

■生物菌（酵母菌?yeasts）

①生存温度条件；冰点以上，冬天循环水槽需要加热。

②微生物菌饵料；涂装废气中的Ｃ、Ｎ、Ｐ等元素。定期添加粉状葡萄糖，补充微生物菌生存所需的Ｃ元素含量。

③定期用显微镜观察微生物菌的生存状?，如果出现微生物菌死亡现象，可向微生物塔水槽中投入干式菌种复活。

生物菌ＳＥＭ写真

生物菌ＳＥＭ写真（扩大）

6.等离子发生装置的作用

１）开始我们使用了冷却塔和微生物脱臭塔进行了试验。在试验中发现了微生物的死亡原因是和废气中的焦油成分存在有关。为了避免微生物的死亡现象发生，安装了等离子发生装置。

２）在高能电子和自由基强氧化等多重作用下，气体中的有机物分子链被断开，发生一系列氧化还原反应，使涂装废气中的焦油成分可被分解除去。

３）由于使用等离子发生装置会产生臭氧，对微生物的存活会造成一定的影响。在等离子发生装置的后端通过化学洗净装置处理后，消除了残留臭氧。

7.涂装废气脱臭设备构成

图－2．

1）废气脱臭处理量；入囗风量?15000ｍ3／Hr

2）臭气处理目标值；稀释倍数≤2000

微生物脱臭塔

化学洗净塔

等离子发生塔

冷却塔

■各装置的废气处理作用

１）冷却塔；将高温排放废气用喷淋散水法继续进行冷却处理（90℃→40℃）

２）等离子发生塔；在高能电子和自由基强氧化等多重作用下，废气中的有机物分子链被断开，发生一系列氧化还原反应，使涂装废气中的焦油成分被分解除去。

３）化学洗净塔；用ＮａＯＨ水溶液（ＰＨ?9～11）进行喷淋，除去残留化学分解物和臭氧。

４）微生物脱臭塔；微生物生存在直径100ｍｍ圆型的多孔合子装入的海绵担体里。利用生物降解工艺将废气中的可降解成分降解为含氧化合物，氮氧化合物，碳水化合物。再利用多孔质活性炭吸收废气中未被降解的成分。

8.涂装废气脱臭设备效果

2008年3月涂装废气脱臭设备投入使用后，我们对进入废气脱臭设备入口的臭气浓度和经脱臭设备处理后的臭气浓度进行了测试。根据测试结果确认， 经脱臭设备处理后的臭气浓度被降低到60%以上。   2013年3月臭气排放浓度测试平均值为1021，持续维持在臭气排放浓度标准（≤2000）以内。在工厂周围无恶臭感觉。

■臭气浓度测试结果

表－5．

9.结论

1.利用所开发的等离子生物组合脱臭技术、制作的设备投入使用后，涂装废气的恶臭问题得到了改善，经处理后的废气排放达到了国家规定恶臭污染物排放标准。  

２．定期观察微生物的生存状况，对等离子发生装置和生物脱臭塔进行维护保养，保证其正常运行。

３．等离子生物组合涂装废气脱臭设备在JFE金属容器集团浙江，江苏工厂得到了推广运用。

４.2008年12月我司和「生物脱臭设备」制造公司共同申请了发明专利。2009年6月发明专利公开、2013年6月发明专利取得。