无极紫外灯光解氧化去除恶臭气体中硫化氢的研究

摘要

随着经济的发展和社会的进步，一方面越来越多的恶臭污染源出现在生活环境中，另一方面人们对生活质量的追求也在不断提高，恶臭污染已引起世界范围的广泛关注。硫化氢气体来源广、嗅阈值低、浓度较高时会对人体健康产生严重危害，是恶臭气体中最为典型的恶臭物质。紫外光解氧化法是一种非常有发展前景的除臭技术。高频无极紫外灯作为一种新型紫外光源，具有节能高效、辐射强度高、使用寿命长等诸多优点。本文采用自主研制的高频无极紫外灯光解氧化去除恶臭气体中的硫化氢，并进一步探索了去除恶臭气体中甲硫醇气体的能力。主要研究结果如下：
　　（1）在无极紫外灯性能的研究中发现，无极紫外灯能产生大量的臭氧，湿度为65％的室内空气以300L/min的流量通气时，泡状灯和柱形灯的臭氧产率分别为1.25g/h、0.33g/h。实验结果表明，减少通气流量或是增加空气湿度，无极紫外灯的臭氧产率都会不同程度地下降。
　　（2）对不同工艺去除硫化氢的研究结果表明：当停留时间为5.8s，硫化氢初始浓度为3.1～24.6mg/m3时，泡状灯的光解氧化作用、单独紫外光解作用、单独臭氧氧化作用三种工艺的硫化氢平均去除率分别为96.6%、31.5%、13.3%。无极紫外灯光解氧化去除硫化氢的效率比另外两种工艺去除率的总和高38.7～65.0%，这说明紫外辐射与臭氧对硫化氢的去除存在着协同作用。
　　（3）从反应器出来的臭氧浓度为50～70ppm，硫化氢浓度为1.6～15.8mg/m3的尾气在Fe2O3催化作用下，能将残留的硫化氢气体彻底去除，臭氧自身也能彻底分解。
　　（4）利用小试装置去除污泥脱除水散发的恶臭气体中的硫化氢，气体流量为500L/min（停留时间t=2.6s），硫化氢浓度为0.8～8.2mg/m3时，硫化氢去除率为70～90%，比去除单一硫化氢气体的效率低10%左右。采用此装置处理污泥脱除水混合恶臭气体中的浓度为0.1～2.5mg/m3甲硫醇气体，通气流量为500L/min时，甲硫醇的去除率也能达到90%以上。
　　高频无极紫外灯除臭装置对恶臭气体中的硫化氢和甲硫醇气体均有很好的去除效果，将促进紫外除臭技术的推广应用。

目录

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 恶臭污染概述

1.1.1 恶臭的来源和组成

1.1.2 恶臭的性质与危害

1.1.3 恶臭气体中的硫化氢及其危害

1.2 常用的恶臭气体处理技术

1.2.1 物理除臭法

1.2.2 化学除臭法

1.2.3 生物除臭法

1.2.4 其他恶臭治理技术

1.3 紫外光解氧化除臭技术简介

1.3.1 紫外光解氧化除臭机理

1.3.2 国内外研究现状

1.4 本课题的研究内容

第2章 实验材料与方法

2.1 无极紫外灯的选择

2.2 实验装置

2.2.1 反应器的设计

2.2.2 实验室规模实验装置

2.2.3 小试实验装置

2.3 检测分析方法

2.4 药品与仪器

2.4.1 实验所用的药品

2.4.2 实验所用的仪器

2.4.3 实验所用的气体

2.5 本章小结

第3章 实验室规模去除硫化氢实验研究

3.1 前言

3.2 无极紫外灯性能的研究

3.2.1 无极灯发射光谱图

3.2.2 无极灯光强的稳定性

3.2.3 无极灯光强的空间分布

3.2.4 无极灯的臭氧产率

3.3 不同工艺比较实验研究

3.3.1 单独紫外光解实验

3.3.2 单独臭氧氧化实验

3.3.3 光解氧化实验

3.3.4 三种不同工艺的比较

3.4 影响因素分析实验研究

3.4.1 硫化氢初始浓度的影响

3.4.2 相对湿度的影响

3.4.3 含氧量的影响

3.4.4 停留时间的影响

3.5 Fe2O3催化氧化初探性试验

3.5.1 催化剂与催化反应器的准备

3.5.2 结果与讨论

3.6 本章小结

第4章 小试装置实验研究

4.1 小试装置去除恶臭气体中硫化氢

4.1.1 各因素対小试实验的影响

4.1.2 去除恶臭气体中硫化氢实验

4.2 小试装置去除恶臭气体中甲硫醇

4.2.1 恶臭气体中的甲硫醇

4.2.2 实验结果与讨论

4.3 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢