烟道气生物脱硫厌氧段影响因素的研究.pdf

参考文献 [ 1] 刘振宇, 郑经堂, 王茂章. PAN 基活性炭纤维. 第 16 届炭-石墨材 料学术会议论文集. 1996. 221. [ 2] 贺福, 马谦中. 活性炭纤维工业的长足发展. 新型炭材料, 1992, 1 11 -13. [ 3] 王成杨, 冯丽萍, 何菲. 活性炭纤维的表面特性及其对有机蒸汽 的吸附研究. 炭素,1999, 4 4. [ 4] 杭士平. 空中有害物质的测定方法 第二版 . 北京 人民卫生出 版社, 1986 19 -20. [ 5] 杨娇兰, 赵炳成, 曹守仁. 活性炭纤维对 NO2气体动态吸附研究. 环境与健康杂志,1997, 14 3 111. [ 6] 赵炳成, 杨娇兰, 曹守仁. 活性炭纤维动态吸附 SO2、NO2和 NH3 气效率与影响因素的研究. 中国卫生工程学杂志, 1995, 4 4 156 -157. [ 7] 金毓荃, 马宁平, 金海青. 用活性炭纤维净化含苯系物废气工艺 过程的研究. 北京工业大学学报, 1997,23 4 109 -110. 作者通讯处 陶阳宇 210093 南京市汉口路 22 号 南京大学环境 学院科学楼 703 室 2006- 10-23 收稿 烟道气生物脱硫厌氧段影响因素的研究 ＊ 王敦球 闫井玲 鄢 丹 桂林工学院资源与环境工程系, 广西 桂林 541004 摘要 采用 UASB对烟道气生物脱硫厌氧段中的主要影响因素如水力停留时间、进水浓度和温度进行实验研究。 分 别从亚硫酸根去除效果和硫化物生成情况两方面考查对反应器运行效果的影响。 结果表明, 水力停留时间为36 h时, SRB对 SO2 - 3 的还原效果良好; 进水 SO2- 3 浓度范围在 500～ 800 mg L 时, SO2- 3 还原率在 88左右; 在实验考察的温度 范围内, 反应温度为 33 ℃时SO2 - 3 还原速率和硫化物产生量最大。 关键词 烟道气 生物脱硫 UASB 亚硫酸盐 ＊广西科学基金项目 桂科基 0575098 由于中国燃料结构以煤为主的特点 ,致使中国目 前大气污染仍以煤烟型污染为主。其中 ,尘和酸雨危 害最大,且污染程度还在加剧 。因此, 控制燃煤烟尘 的SO2,对改善大气污染状况至关重要。烟气脱硫技 术 FGD 是解决烟气排放污染的主要途径 [ 1] 。目前 技术上成熟 、经济上可行的 FGD 技术按脱硫剂和脱 硫产物的干湿形态分为湿法、半干法和干法。虽各有 其优点 ,但存在二次污染 、 脱硫成本高和产物出路难 销售等问题。针对目前存在的问题 ,许多专家学者提 出了物理生物相结合的治理方法。在此将用 UASB 对烟道气生物脱硫厌氧段进行影响因素和运行效果 研究 。 1 实验方法与材料 1. 1 实验材料 该试验为了保证在厌氧脱硫实验阶段减少硫化 氢气体的产生, 选取了在模拟烟道气含硫尾液时只考 虑含亚硫酸盐和硫酸盐,且 SO 2- 3 SO 2- 4约为 4 的情况 下进行研究 。用亚硫酸钠 、 硫酸镁和硫酸钾作为亚硫 酸盐和硫酸盐的来源, 按照 CODCr∶ N∶ P 200∶ 5∶ 1 [ 2] , 采用葡萄糖 、 尿素和 KH2PO4作为碳源 、 氮源和磷源 。 接种污泥取自桂林市七里店污水厂厌氧消化污 泥。试验装置为 UASB,容积为 12 L ,内设无级调速搅 拌器 ,外附温度可以调节的保温水层 。 2 实验结果及分析 一般认为,影响厌氧消化的因素可分为两大类 一类是基本因素 , 包括微生物量、基质 、 负荷 、 混合条 件、 营养比等; 另一类是环境因素, 包括温度、pH 、氧 化还原电位 、 抑制物及促进剂含量等 。该试验重点研 究了水力停留时间,SO 2- 3浓度 、 温度等因素对反应器 运行效果的影响 。 2. 1 水力停留时间对运行效果的影响 水力停留时间直接反映了基质与微生物之间的 平衡关系, 是生物反应器主要的控制参数 。当反应器 拥有的微生物量和生物活性一定时 ,要想获得希望的 运行效果, 水力停留时间必须控制在一定的限度内, 否则将会引起反应器运行效果恶化 。实验在进水浓 46 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 度为 500 mg L ,CODCr SO 2- 3≈2,温度控制在30 ℃左右 的条件下分别取停留时间为 48、36、 24 h。当系统稳 定运行后, 每天对系统进出水进行取样测试,SO 2- 3和 硫化物的影响见图 1 和图 2。 图 1 HRT 对亚硫酸根还原率的影响 图 2 不同 HRT 下硫化物的生成量 如图 1所示, 水力停留时间由 24 h 增加到 36 h 时, 亚硫酸盐的还原率也随之提高, 由 82提升到 88,但当水力停留时间从 36 h 提高至 48 h 时,亚硫 酸盐的还原率下降到 80。由图 2 可知 , 出水中硫 化物的含量跟亚硫酸盐的还原规律相符 ,水力停留时 间为 24、 36、 48 h 时生成的硫化物平均值分别为 155、 170、 151 mg L 。主要原因是 24 h 停留时间较短 ,亚硫 酸盐还未来得及被微生物充分吸收即随水带出,导致 处理效果不及 36 h; 而 48 h 停留时间过长, 营养物质 耗尽容易导致系统去除效果的恶化 ,加上 SO 2- 3本身 毒性 ,同时其还原的终产物 硫化物几乎对所有厌 氧细菌有抑制作用, 在上升流速较小的情况下在反应 器中停留时间加长会加大对硫酸盐还原菌的毒害作 用。故在该实验条件下, 最为适宜的水力停留时间在 36 h 左右 。 2. 2 浓度对运行效果的影响 在一定条件下, 进水亚硫酸根浓度影响着反应体 系中硫化物浓度 。图 3 和图 4 为反应器在进水 SO 2- 3 浓度为 500、800、1 000 mg L 时, 对 SO 2- 3去除效果以 及硫化物生成量的影响。 由图 3 可见 , 在进水 SO 2- 3浓度为 500 mg L 和 800 mg L ,反应随着进水 SO 2- 3浓度的提高, 反应体系 图 3 浓度对亚硫酸根还原率的影响 图 4 不同进水浓度对硫化物生成量的影响 中硫化物浓度上升,SO 2- 3去除效果在88; 当进水浓 度升高到1 000 mg L ,反应体系中 SO 2- 3去除率、硫化 物浓度均呈先上升 后下降趋势 , SO 2- 3去 除率在 55～ 70 之间, 硫化物浓度达到最高值 325 mg L 后 快速下降到 170 mg L 。这由于产生的硫化物对硫酸 盐还原菌具有毒害作用 [ 3] ,致使SO 2- 3去除效果下降。 是硫化物与细胞内色素中的铁和含铁物质结合,导致 电子传递系统失活。为保证 SO 2- 3去除率 85, 反 应器进水SO 2- 3浓度应控制在 800 mg L 以下 , 使反应 器内硫化物的浓度低于 310 mg L 。 2. 3 温度对运行效果的影响 根据有关文献 [ 4] ,当实验温度介于 31～ 35 ℃ 时 , 对SRB 活性影响不大,亚硫酸盐的还原是可行的; 当实 验温度介于 20～ 30 ℃时,SRB 生物活性受到一定的抑 制,从而影响亚硫酸盐的生物还原; 当实验温度高至 38 ℃ 时, 硫酸盐还原同样受到一定的抑制。本实验 中,进水 pH 为 8. 5,SO 2- 3浓度为500 mg L,水力停留时 间为36 h 时,温度对 SO 2- 3还原率的影响见图 5。 图 5 温度对亚硫酸根还原率的影响 结果显示 , 中温厌氧处理的温度在33 ℃左右时 处理效果比较理想 , 但温度在 40 ℃时 ,SO 2- 3还原能 47 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 图 6 温度对硫化物生成量的影响 力开始下降 。当温度在 26 ℃时, SO 2- 3还原率相对 33 ℃ 下降了 13。由图 6 可知 ,相应的硫化物量由 130 mg L 增加到 171 mg L , 然后下降为153 mg L。因 此,结合烟道气被碱吸收后的尾液温度较高的实际情 况及废水处理的经济性, 本实验温度控制在 33 ℃。 3 结论 1 HRT 是影响 UASB 反应器处理烟道气含硫废 碱液效果的因素之一 ,控制反应 HRT 为 36 h, 反应器 取得较好的运行效果 。 2 在一定的运行条件下 ,反应体系中硫化物的 浓度与进水的 SO 2- 3浓度密切相关。控制进水 SO 2- 3 浓度为 800 mg L 以下 ,反应体系中硫化物的浓度约 为310 mg L,SO 2- 3去除率可达 85以上 。 3 在进水 SO 2- 3浓度为 500 mg L , pH 8. 5 时, 控制反应器内温度为 33 ℃,SO 2- 3的还原率达到 89 左右 ,说明亚硫酸盐的还原是可行的 。 参考文献 [ 1] 薛菲, 石劲松. 烟气脱硫技术现状与发展建议. 江苏化工, 2001, 29 2 32 -35. [ 2] 张希衡等. 废水厌氧生物处理工程. 北京 中国环境科学出版社, 1996 307. [ 3] Reis MAM . Effect of Hydrogen Sulfide on Growth of Sulfate Reducing Bacteria . Biotech. Bioeng, 1992,40 593 -600. [ 4] Maree J P , Strydom W F . Biological Sulphate Removal from Industrial Effluents in an Up flow Packed Bed Reactor. Wat. Res. , 1987, 21 2 141 -146. 作者通讯处 王敦球 541004 广西桂林市建干路 12 号 桂林工学 院资环系 电话 0773 5896340 E -mail yanjingling1022126. com 2006- 12-27 收稿 简讯 2007年 6 月 22日召开“ 国家环保总局战略环境影响评价专家咨询委员会”的成立大会, 该会的成立是国家环保总局深入贯 彻落实科学发展观的又一重大举措, 在我国战略环评发展史上, 具有里程碑式的意义。 通过集中各领域专家学者的智慧和力量, 可以形成强大的学术和科技支撑, 从而在雄厚的理论和知识基础上, 全力推进战略环境影响评价, 使环境保护的理念和政策更深 入地融入经济社会发展综合决策, 为经济社会又好又快发展提供科学、全面、持久的保障。 ◇什么是战略环评 战略环评是指对政策、规划或计划及其替代方案可能产生的环境影响进行规范的、系统的综合评价, 并把评价结果应用于负 有公共责任的决策中。 它是为了针对项目环评的缺陷而提出的。 项目环评在控制和减少环境污染和生态破坏方面发挥了重要 作用, 但是其不足也日益明显 建设项目处于整个决策链 战略政策规划计划项目 的末端, 因此项目环评只能做修补性 的努力; 对单个项目的认可或否决, 并不能影响最初的决策和布局。 而环境问题在人们着手制定政策、规划和计划时就已经潜在 地产生了。 ◇战略环评在国外 1969年, 美国国家环境政策法第 102 条款规定 任何对环境有重大影响的各项提案、法律草案、建议报告以及其他重大联 邦行为须开展环境影响评价。 20 世纪 70 年代中期, 欧美一些国家开始把环评应用扩展到规划层次; 80年代初期, 又将环评提高到政策层次; 到 80 年代末, 战略环评开始得到世界范围的广泛接受。 在美国, 环保、能源、住房与城市发展、交通及林业等部门都积极参与战略环评, 20 世纪 80 年代仅环保局平均每年完成约 40 项战略环评。 20 世纪 90 年代初, 英国的 N. Lee、C. Wood 和 F. Walsh 等几位学者根据可持续发展战略的思想提出战略环评的概念。 加拿大在1990年以内阁指令的形式, 要求政府各部门在战略层次考虑环境因素, 进行严格的环评, 并成立了专门的环境 评价局。 1997年, 欧盟通过决议, 开始拟定战略环评指令, 该指令于 2001 年生效, 并于 2004 年 7 月在欧盟各成员国开始实施。 特别值 得注意的是, 意大利政府和其他 21 个大区政府在国家和地区法规中都明确规定了实施战略环评的要求。 意大利环境部为此还 专门成立了一个“战略环评处” , 负责制定战略环评的通用指南和工作方法, 监督各大区、省、市政府有关战略环评的要求与法令。 ◇ 国外战略环评范围 目前, 欧洲国家中战略环评主要集中于部门的和综合的政策、规划或计划。 部门规划中, 已涉及到农业、旅游、运输、能源、废 物管理、森林、矿物开采、水资源管理、政治决议和建设基金等诸多领域, 德国甚至还对其科研和技术计划实施了战略环评。 波兰 和爱沙尼亚在2000年初开始要求对全国性政策进行战略环评。 爱沙尼亚评价的是一项国家林业政策; 波兰评价的是国家运输 政策。 许多国家制定了一些部门战略环评程序, 如英国交通运输政策框架内的方法学程序, 瑞典土地利用规划中的程序等, 对战 略环评的实践起到了指导作用。 摘自“中国环境报” 48 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 relation between gas flow rate and decrease of gas pressure were investigated. The results showed that low concentration, low gas flow rate and low temperature were good for adsorption. The adsorption of CHCl3by ACFwasmainly physical adsorption. Improving filtrate speed of chloro led to a high decrease of gas pressure. Keywords activated carbon fiber, chloro and adsorption STUDY ONTHE ANAEROBIC INFLUENTIAL FACTORS OF FLUE GAS BIODESULFURIZATION Wang Dunqiu Yan Jingling Yan Dan 46 Abstract An experimental study on some main influentialfactors, such as reaction temperature, HRT and concentration in biological sulfate reduction system was done by using an UASB. The experiment investigated the effect on reactor from the changes of SO2 - 3 reduction rate and the value of sulfide. It is indicated that, when HRT being 36 h, the effect of degradation of SRB on the reduction rate of SO2- 3 are better; when the SO2 - 3 concentration is in the range of 500 mg L to 800 mg L, the SO2 - 3 reduction rate is about 88; within the temperature investigated, when reaction temperature being 33 ℃, the SO2- 3 reduction rate and the value of sulfide are the maximum. Keywords flue gas, biodesulfurization, UASB and sulphite THE NEW PROCESS OF UTILIZING THE RESOURCE FROM FLUE GAS DESULFURIZATION WITH PYROLUSITE PULPSun Jun Su Shijun Ding Sanglan et al 49 Abstract Research has been carried out on the process of producing electrolytic manganese, high -pure manganese carbonate and ammonium sulfate from the absorption offlue gas desulfurizationwith pyrolusite pulpwhichwasfirst set up by the researchers. Experiments have discovered the optimal flow and conditions of process and prepared electrolyticmanganese products thatmet the standardsofGB3418 -82 and high -pure manganese carbonate products that met the standards of GB10305, and ammonium sulfate can be recovered from the solution and be utilized further. The process achieved the intention of recovering sulfur resource and improving the extra value of pyrolusite comprehensive utilization and the results from the research provide a theoretical basis and design parameter for applying this technology to industry . Thisinvestigation shows the feasibility of a novel recycling approach to utilizing the resource from flue gas desulfurization with pyrolusite pulp. Keywords pyrolusite pulp, flue gas desulfurizaiton, absorption solution, electrolytic manganese, high -pure manganese carbonate and ammonium sulfate EXPERIMENTAL STUDY ON DEODORIZATION OF WASTEGAS FROM SEWAGE REUSE SYSTEM BY BIOFILTER TOWERSDai Xingchun Huang Minsheng Zhang Daofang et al 53 Abstract Experimental results of deodorization of wastegasfrom sewage reuse system by biofilter towers had been introduced in this paper. Within 92 seconds, these two biofilter towers could remove more than 80NH3and H2S. No. 1 tower inoculatedwith activated sludge could purify the wastegas to almost non -odorous extent, which may be attributed to zeolite adsorption and biological degradation. Only 37～ 51NOxcould be removed by biofilter towers, which meant enhanced purification s should be required. Keywords deodorization by biofliter towers, sewage reuse system and experimental study STUDY ONAPPLICATIONOFINTEGRATEDPROCESSOFSEWAGESLUDGEON CIRCULATING FLUIDIZED BED INCINERATIONYun Xiaoyin Lǜ Qinggang Na Yongjie et al 56 Abstract The volume of sewage sludge can be reduced and will become harmless, whose energy can be utilized by incineration of sewage sludge. In this paper, the integrated process of sewage sludge on circulating fluidized bed incineration is presented. The self-sustaining energy balance can be realized as the water fraction of sewage sludge is not more than 75. The 350 t d treatment capacity of sewage sludge is taken as an example for analysis. The process characteristic and techno -economy are presented. Keywords circulating fluidized bed, sewage sludge, integrative and incineration SETTLEMENT CALCULATION AND ANALYSIS OFAGING WASTE IN THE VERTICAL EXPANSION OF EXISTING LANDFILLWang Yanming Zhang Qianfei 59 Abstract Aiming to the specialty of settlement mechanism of aging municipal solid waste MSWduring the vertical expansion of existing landfills, the settlement of aging waste is classified into 3 parts primary consolidation settlement, secondary stress settlement, and degradation settlement. The calculation s of each settlement are studied, and the related parameters in the settlement ulas are discussed with the engineering case. Through calculation results, the settlement trend of aging waste due to the loadof new filling waste above it is analyzed and some useul conclusions are put forward to conduct the design of expansion engineering. Keywords municipal solid waste MSW, existing MSW landfill, vertical expansion, settlement calculation, secondary stress settlement and degradation settlement COMPARATIVE RESEARCH ON STANDARD FOR LEAKAGE PREVENTION STRUCTURES OF LANDFILLS SITES FOR DOMESTIC WASTES IN VARIOUS COUNTRIES Yang Liangbin Li Li LiuYuqiang et al 62 Abstract The leakage prevention structures of Domestic Waste Landfills in several countries such as the U. S. A, Germany and EU etc were studied, especially the regulations on structure, hydraulic conductivity and thickness of leakage prevention layer. Itwas investigated that the leakage prevention structures of 54 landfill sitesfor domestic wastes in China, andthe results showed that leakage prevention structureswere found designed 4 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 25,No. 4, Aug . , 2007