Очистка вентиляционных выбросов

Устранение дурно пахнущих газов. Очень часто вентиля ционные выбросы содержат примеси дурно пахнущих веществ. Из неорганических соединений таковыми являются сероводород и сероуглерод; из органических очень широкий спектр соединений, в частности многие серосодержащие вещества. Особенно характерны дурно пахнущие выбросы для производств, относя щихся к переработке пищевых продуктов (мясо, рыбокомбинаты, заводы по производству рыбной муки и т. п.). Характерными для таких выбросов являются, во-первых, широкая гамма поступаю- щих в атмосферу дурно пахнущих химических веществ и, во- вторых, наличие больших объемов удаляемого воздуха и на этом фоне небольшие концентрации примесей (на уровне 0,1-2 г/м³).

В табл. 4.1 приведены основные характеристики вредных примесей, содержащихся в вентиляционных выбросах мясокомбинатов.

Из этой таблицы следует, что порог обоняния многих дурно пахнущих веществ (контаминантов) ниже, чем ПДК, что делает весьма неясным определение значений ПДК органолептически. Поэтому критерием очистки таких газов можно считать отсутствие запаха. Очистка низкоконцентрированных газовых смесей является весьма сложной задачей, и для ряда случаев удовлетворительного решения пока не найдено.

Характеристики вредных примесей мясокомбинатов

Большинство контаминантов можно эффективно дезодорировать методами озонирования в сочетании с абсорбцией, термокаталитическим дожиганием и некоторыми другими способами.

В установке «используется комбинация окисления примесей озоном с процессами хемосорбции. Этот аппарат использовался для очистки вентиляционных выбросов на Ленин- градском мясокомбинате. Общая эффективность достигала 93-100%. Результаты очистки представлены в табл. 4.2.

Табл. 4.2.

Каков механизм деодорирующего действия озона на пахучие вещества? Естественный ответ состоит в том, что озон реагирует с молекулами-контаминантами, образуя при этом другие непахучие вещества. Например:

Такая точка зрения рассматривается в работах А. П. Муракова руководителя инженерно-экологического бюро (ИЭБ) «Ре- докс-системы» (г. Иваново), много лет работающего над кругом проблем, связанных с воздействием озона на жидкие и газообразные выбросы, а также в работе американских исследователей Карла Небеля и Вилли Ленца.

А. П. Мураков предлагает следующую классификацию способов озонирования воздуха: сухой метод, когда воздух вентиляционного выброса обогащается озоном, а затем продукты окисления выбрасываются в окружающую среду или поглощаются жидкими или твердыми поглотителями; влажный метод, когда воздух озонируется в процессе обработки озонированной водой в камере орошения кондиционера или в скруббере. Этот метод наиболее целесообразен при химической очистке отхо- дящих газов и вентиляционных выбросов, загрязненных орга- ническими соединениями в концентрациях, превышающих ПДК в 10-20 раз. Весьма эффективен в этом случае не просто метод озонирования, но его сочетание с УФ-излучением. При этом, как уже неоднократно говорилось, в газе возникают гидроксильные радикалы, более сильные окислители, чем озон, причем эти радикалы, в отличие от озона, реагируют неселективно. Аналогично ультрафиолету действуют добавки перекиси водорода.

В табл. 4.3 (из доклада на 24-м семинаре МГУ в 2002 г.) приведены некоторые данные о степени очистки и удельных дозах окислителя в процессе газоочистки методами озонирования ряда примесей в воздухе. Данные, приведенные в табл. 4.3, необходимо рассматривать как иллюстративные, отвечающие конкретному эксперименту ИЭБ «Редокс-системы». Речь идет о том, что стоящие в третьем столбце величины «Отношение окислителя (например, озона) к окисляемому веществу» = 0,64 для сероводорода могут очень сильно меняться в зависимости от условий эксперимента (в первую очередь рН) и глубины протекания реакции.

Действительно, в ряде работ рассматриваются различные механизмы реакции озона и сероводорода:

40₃+H₂S → 3H₂SO₄
O₃+H₂S → H₂O+SO₂
O₃+H₂S → H₂O+S+O₂
O₃+3H₂S → 3H₂O+3S

Отношение О_з/H₂S в этих реакциях меняется от 1,88 до 0,47. Наконец, в работах утверждается, что сероводород окисляется озоном до промежуточных соединений, а окончательное окисление идет за счет кислорода воздуха. В табл. 4.3 стехиометрическое соотношение O₃/ H₂S составляет 0,64. Это не сильно отличается от значения 0.47; однако очевидно, что доза озона, необходимая для окисления H₂S может быть установлена только на основе экспериментальных исследований.

Такое различие в дозах окислителя существует для взаимо- действия весьма простой молекулы H₂S с озоном. Если же речь идет о такой сложной молекуле, как, например, фенол там стехиометрическое соотношение может меняться больше чем на порядок.

Простая картина деодорирования пахучих веществ озоном за счет разрушения этих веществ вступает в противоречие с некоторыми данными по взаимодействию озона и сероводорода в газовой фазе. Достаточно детально очистка воздуха применительно к выбросам сероводорода разбирается в фундаментальной статье Ханна. Он отмечает, что проблема деодорирования тщательно рассматривалась ранее на ХІ конгрессе ІОА в Вашингтоне в 1975 г. В одном из докладов на эту тему сообщается, что была проведена модернизация 12 станций по очистке сточных вод на предмет деодорации газовых выбросов с помощью озона. У авторов этой работы отмечались проблемы с надежностью озонаторного оборудования, тем не менее полученные данные рассматриваются как весьма успешные. Ханн и коллеги ставили своей целью разобраться в самом механизме деодорирования. По их мнению, предположение, что сам процесс деодорирования это разрушение пахучего вещества при быстрой реакции окисли теля и контаминанта, реализуется лишь в жидкой фазе. Ханн, ссылаясь на ряд предшествующих работ, считает, что реакция O₃ и H₂S имеет вид O₃ + H₂S -> H₂O + SO_2, что соответствует стехиометрии O₃ / H₂S = 1,41 мг/мг. Экспериментируя на опытно-промышленной установке, К. Таггль при варьировании параметров газоочистки (начальные концентрации озона 10, 50, 250, 500, 1000 и 2000 ррт. O₃ / H₂S (мг/мг) = =0,5; 1,0; 2,0; 5,0; T ^ 0 = 38 76 и 125 deg * C ) установил, что при O₃ / H₂S = 1, 0 и Т⁰= 38 ⁰C только 37% H₂S окисляется за время 60 с. По данным Боллики, который изучал реакцию O₃ + H₂Ѕ на реальных вентиляционных установках, время жизни сероводорода 100 с.

Наиболее убедительно, по мнению Ханна, общепринятая «химическая» точка зрения на механизм деодорации опровергается весьма старой работой Вильяма, когда озон использовался для улучшения запахов в помещениях, где много людей (театры, классы в школе и т. п.).

Выводы этой работы сводятся к следующему.

1. Озон в концентрации 0,015 ppm (~0.3 ПДК), что чуть выше порога обоняния, существенно ослабляет запах.

2. Действие озона на запах происходит не вследствие окисления пахучих веществ, но вследствие специфического действия на рецепторы запаха в носу человека. Озон маскирует запах. Ин- тересно, что это утверждение прямо противоположно заявлению Небеля [242] «Озон не маскирует, а именно уничтожает запах».

Как обстоит дело в реальности?

Вероятно, действуют оба фактора. Воздействие озона на обоняние давно установленный факт. Индивидуальные реакции озона с пахучими веществами также известны; определены скорости их взаимодействия и, вероятно, исчезновение или ослабление запаха при действии озона определяется совокупностью факторов.

Автор книги "Теория и практика получения и применения озона"
В.В. Лунин, Самойлович, В.Г., С.Н. Ткаченко, И.С. Ткаченко

По вопросам и предложениям свяжитесь с нами любым удобным способом

Телефон: 8 (800) 775-28-45
E-mail: info@ozonbox.pro
Соцсети: Вконтакте | Rutube