биофилтрация
Какво е това?
Потокът отпадъчни газове преминава през слой от органичен материал (като торф, вереск, компост, кореново дърво, кора от дърво, иглолистна дървесина и различни комбинации) или някакъв инертен материал (като глина, активен въглен и полиуретан). Тук той се биологично окислява от естествени микроорганизми във въглероден диоксид, вода, неорганични соли и биомаса.
Фигура 1. Схема на система за биофилтрация
Биофилтрите могат да бъдат разделени на:
An затворен биофилтър се състои от слой материал, поддържащ подходяща микробна популация и поставен под разпределителна система, която подава замърсения поток отработени газове към филтъра равномерно. Газовият поток се изтегля към филтъра чрез електрически вентилатори. Газовият поток е отгоре надолу или обратно. Духалката, вентилационната система и строителните материали за биофилтър трябва да сведат до минимум ефектите от корозивни отпадъчни газове, излишък от кондензат и прах/утайка.
По-голямата част от работещите биофилтри са филтри с отворен слой, които са по-евтини от затворените биофилтри, но като цяло са по-малко ефективни.
- Отворени биофилтри;
- Затворени биофилтри.
An затворен биофилтър се състои от слой материал, поддържащ подходяща микробна популация и поставен под разпределителна система, която подава замърсения поток отработени газове към филтъра равномерно. Газовият поток се изтегля към филтъра чрез електрически вентилатори. Газовият поток е отгоре надолу или обратно. Духалката, вентилационната система и строителните материали за биофилтър трябва да сведат до минимум ефектите от корозивни отпадъчни газове, излишък от кондензат и прах/утайка.
По-голямата част от работещите биофилтри са филтри с отворен слой, които са по-евтини от затворените биофилтри, но като цяло са по-малко ефективни.
Проектиране, поддръжка и ефективност
Микроорганизмите са затворени в неподвижно легло. Височината на филтриращия материал е между 0.5 м и 1.5 м, с максимум два до три слоя. Специфичното натоварване на филтърния слой е между 100 и 500 Nm3/ч на м2 на филтърната повърхност.
Параметри като pH на биофилтър, съдържание на влага (необходима е относителна влажност на газ от около 95% и повече) и температурите на входящия газ влияят върху капацитета за отстраняване на миризми.
Балансът на влагата се регулира от предварително свързан овлажнител или газов скрубер, понякога в комбинация с овлажняване на филтриращия материал. Относителната влажност на филтриращия материал трябва да бъде под 60%, за да се избегне запушване. Овлажняващото устройство се нуждае от защита срещу замръзване в райони, където температурите са значително под 0 ° C.
За нанасяне върху топли потоци отпадъчни газове (> 35 ºC) е необходимо охлаждане чрез смесване с въздух или чрез въвеждане на газов скрубер или топлообменник. Мокрото измиване може да се приложи като предварителна обработка с цел намаляване на прекомерното съдържание на частици, концентрацията на миризма на входа и количеството замърсители, неподходящи за биофилтрация.
Времето на престой, за да се позволи ефективно намаляване, зависи от концентрацията на входа. Като груб ориентир трябва да се предвиди минимално време на престой от 30 s до 45 s.
За някои миризливи съединения (напр. Меркаптани, Н2S), ефективността на намаляване на емисиите от 75% е минимум. Използването на скрубер и биофилтър в комбинация може да увеличи производителността. За други миризливи съединения ефективността на намаляване е малко по -ниска. Сравнителните изследвания за ефективността на намаляване на миризмите между скрубери и биофилтри показват, че биофилтрите постигат по -висока ефективност.
При отворени биофилтри филтърният материал трябва редовно да се обработва и изхвърля от време на време. Чрез канализацията на отпадъчните газове може да се осъществи канализация, като по този начин се намали ефективността на биофилтъра.
Ефективността на биофилтрацията зависи до голяма степен от състава на потока отпадъчни газове. Също така внезапните промени в условията на биофилтър (например температура) могат да повлияят неблагоприятно на работата на системата. Ако параметрите се променят бавно с времето, тогава медиите свикват и ефективността остава висока.
Охлаждането е необходимо за приложения с горещи въздушни потоци (> 38 ° C). Това може да се постигне чрез смес от външен въздух, (с еднократен проход) скрубер за вода или топлообменник/кондензатор. Филтриращият материал трябва да се подменя периодично (на всеки 0.5–5 години), в зависимост от вида на опаковъчния материал и състава на газовете.
Въпреки че биофилтрите по принцип са статични и изискват малко механична поддръжка, опитът показва, че са необходими редовни проверки и мониторинг. Ефективността на намаляването може да бъде отлична през първите няколко години, но може да намалее драстично за кратък период от време поради липса на хранителни вещества, проблеми с баланса на течността и/или влошаване на филтърния материал.
Балансът на влага трябва да бъде внимателно изследван, защото е от решаващо значение за точната работа на биофилтрите.
Параметри като pH на биофилтър, съдържание на влага (необходима е относителна влажност на газ от около 95% и повече) и температурите на входящия газ влияят върху капацитета за отстраняване на миризми.
Балансът на влагата се регулира от предварително свързан овлажнител или газов скрубер, понякога в комбинация с овлажняване на филтриращия материал. Относителната влажност на филтриращия материал трябва да бъде под 60%, за да се избегне запушване. Овлажняващото устройство се нуждае от защита срещу замръзване в райони, където температурите са значително под 0 ° C.
За нанасяне върху топли потоци отпадъчни газове (> 35 ºC) е необходимо охлаждане чрез смесване с въздух или чрез въвеждане на газов скрубер или топлообменник. Мокрото измиване може да се приложи като предварителна обработка с цел намаляване на прекомерното съдържание на частици, концентрацията на миризма на входа и количеството замърсители, неподходящи за биофилтрация.
Времето на престой, за да се позволи ефективно намаляване, зависи от концентрацията на входа. Като груб ориентир трябва да се предвиди минимално време на престой от 30 s до 45 s.
За някои миризливи съединения (напр. Меркаптани, Н2S), ефективността на намаляване на емисиите от 75% е минимум. Използването на скрубер и биофилтър в комбинация може да увеличи производителността. За други миризливи съединения ефективността на намаляване е малко по -ниска. Сравнителните изследвания за ефективността на намаляване на миризмите между скрубери и биофилтри показват, че биофилтрите постигат по -висока ефективност.
При отворени биофилтри филтърният материал трябва редовно да се обработва и изхвърля от време на време. Чрез канализацията на отпадъчните газове може да се осъществи канализация, като по този начин се намали ефективността на биофилтъра.
Ефективността на биофилтрацията зависи до голяма степен от състава на потока отпадъчни газове. Също така внезапните промени в условията на биофилтър (например температура) могат да повлияят неблагоприятно на работата на системата. Ако параметрите се променят бавно с времето, тогава медиите свикват и ефективността остава висока.
Охлаждането е необходимо за приложения с горещи въздушни потоци (> 38 ° C). Това може да се постигне чрез смес от външен въздух, (с еднократен проход) скрубер за вода или топлообменник/кондензатор. Филтриращият материал трябва да се подменя периодично (на всеки 0.5–5 години), в зависимост от вида на опаковъчния материал и състава на газовете.
Въпреки че биофилтрите по принцип са статични и изискват малко механична поддръжка, опитът показва, че са необходими редовни проверки и мониторинг. Ефективността на намаляването може да бъде отлична през първите няколко години, но може да намалее драстично за кратък период от време поради липса на хранителни вещества, проблеми с баланса на течността и/или влошаване на филтърния материал.
Балансът на влага трябва да бъде внимателно изследван, защото е от решаващо значение за точната работа на биофилтрите.
Приложимост
Биофилтрацията е подходяща за ниски концентрации на замърсители, които са лесно разтворими във вода. Обикновено обаче не е подходящ за отпадъчни газове, съдържащи много различни и/или променящи се замърсители. Освен това метанът не се намалява, тъй като необходимото време на престой би било твърде дълго за нормалните размери на филтъра. Биофилтрацията се използва главно за големи дебити и ниски концентрации на разтворители.
Типичните области за изпълнение са:
Таблица 1 показва граници на приложение и ограничения, свързани с биофилтрация (адаптиран от EIPPCB, 2016, таблица 3.178).
Таблица 1. Граници на приложение и ограничения, свързани с биофилтрация.
Типичните области за изпълнение са:
- Пречиствателни станции за отпадни води
- Компостиращи инсталации
- Ароматизационна индустрия
- леярни
- Химическата промишленост
- Производство на пластмаси
- Хранителна промишленост
- Месопреработвателна промишленост
Таблица 1 показва граници на приложение и ограничения, свързани с биофилтрация (адаптиран от EIPPCB, 2016, таблица 3.178).
Таблица 1. Граници на приложение и ограничения, свързани с биофилтрация.
| Издаване | Ограничения/ ограничения |
|---|---|
| Газов поток (Nm3/ З) | 100-200000 100-400 на m2 филтърна повърхност |
| Температура (° C) | 15-38 |
| Налягане (MPa) | атмосферен |
| Спад на налягането (mbar) | 5-20 |
| Съдържание на прах, мазнини и мазнини | Може да причини запушване; е необходима предварителна обработка |
| Концентрация на миризма (ouE/m3) | 20000-200000 |
| Климатични условия | Измръзване, дъжд и високи температури на околната среда влияят върху филтърния материал и намаляват ефективността |
