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硫化氫廢氣處理研究進展

發布時間:2010年1月18日 來源:環境科技

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      在23 ~ 25 ℃下利用粉煤灰和木灰接觸氧化 H2S 和CH3SH[21],由于木灰的表面積大于煤灰,使得它有更高的H2S 移除率。隨著硫沉積增多,反應表面積的減小,H2S 接觸氧化反應明顯減弱。當用木灰同時氧化H2S,MT (Methanethiol),DMS (Dimethyl sulfide)和DMDS(Dimethyl disulfide) 時[22],H2S,DMS 和DMDS 的氧化率隨著O2 濃度的增大而增大,SO2 是H2S 和MT 的氧化終產物。


      在用覆蓋鐵氧化物的沙子對H2S 進行吸附的研究中,載流氣體分別使用N2、空氣和O2。當N2 作為載氣時,主要H2S 的氧化產物是FeS 和S。當用空氣或O2 作為載氣時,S 為主要反應產物,伴隨有FeS2,及少量的FeS、硫酸鹽和硫代硫酸鹽生成。


      富含鈉的蒙脫石經鐵改性用于H2S 的吸附。研究中發現吸附能力的差異取決于鐵(Fe)的化學性質、表面分散度和小孔對H2S 分子的易接近能力。在經鐵改性的粘土表面,H2S 與Fe3+反應生成硫化物或在鐵氧化物表面形成SO2, 隨后的氧化反應可能導致硫酸鹽的形成。


      此外,沙土,石灰改性沙土,粘土和混凝土也可被用于H2S 吸附。石灰改性沙土和細混凝土顯示了良好的吸附性能。


      2.3 液體吸收


      中空聚丙烯膜氣體吸收器用于去除氣相流中 H2S。堿液逆相流入,在V(氣):V(液) = 50:1 和pH 值= 13 時,H2S 移除率為96%。利用堿性氧化物反應器去除H2S 和CH3SH[27],表面氣液流率對吸收有較大的影響,如果適當放大反應器,可以在高流率條件下去除低濃度的含硫化物氣體。


      污水處理廠里產生的H2S 可采用鐵鹽溶液消除,同時可消去PO4 3-。一些氧化劑和氧化還原緩沖物可以去除下水道污泥所產生的硫類氣體,像 KMnO4 和H2O2 對H2S 的去除效果較好,NaClO 效果其次,隨后是FeCl3。


      3 模型建立


      有關H2S 的模型研究工作主要針對其在空氣中的逸散預測和液相吸收過程。


      為了增強H2S 在下水道空氣中的逸散預測的了解, 采用兩相模型估計重力下水管道的H2S 逸散情況, 包括水相的硫化物和下水管道空氣中H2S 的存在情況。模型考慮了H2S 的氣液傳質以及和其它過程相互作用,模擬了不同的釋放狀態,以說明H2S 的釋放特性。在預測污水處理廠厭氧和好氧生物反應后產生的H2S 氣體逸散率中使用了4 個模型,但所有模型都低估了H2S 濃度的衰減。


      H2S 的液相吸收模型建立中,湍流和水相pH 值對H2S 的傳質系數影響很大[32]。在所研究的pH 值范圍內, 指數方程比較適合表述H2S 的傳質系數和 FROUDE 數之間的關系。由于H2S 的分解,在一定的湍流水平狀態下, 隨著pH 值的減少H2S 的傳質系數增大。當湍流水平提高,H2S 的傳質系數的相對偏差會變大。一定的pH 值下,H2S 與O2 的傳質系數比值不依賴湍流程度。


      4 結論


      生物過濾法去除H2S 在污水處理廠使用的較多,處理成本低,且效果好。液體吸收法常用于工業上,如煤氣脫H2S,高濃度H2S 回收硫磺等。吸附法一般用于處理較低濃度的H2S, 最初使用活性炭類物質進行吸附性能、機理等方面的研究,現在傾向于開發以廢治廢處理技術, 即利用現有的固體廢棄物或經過處理的廢棄物對H2S 進行吸附。今后H2S 治理的發展方向主要是開發吸收、吸附效率更高,價格低廉的H2S 吸附劑, 研究不同種類吸附劑的吸附機理,使用條件及壽命,飽和后吸附劑的最終處置等技術。目前,需要特別關注的問題是如何有效地處置人居環境中H2S 氣體的濃度的增加。此外,H2S 在空氣及水體中逸散模型建立方面的工作需要加強。如果能夠及時地預測空氣中H2S 濃度, 對于進行科學的環境管理,相應處理措施的選擇和實施,進而減輕環境污染有著深遠的意義。

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