環保審批 | |||||||||
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廢氣處理 | |||||||||
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粉塵處理 | |||||||||
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酸堿廢氣凈化工程 | |||||||||
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噪聲治理工程 | |||||||||
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廢水處理工程 | |||||||||
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廢氣處理設備 | |||||||||
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除塵器設備 | |||||||||
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生物發酵產業將發酵技術和現代生物技術的結合,以含淀粉等其他農副產品為主要原料,采用生物細胞或酶的生物催化功能,進行大規模的物質加工與轉化,用來生產高附加值產品。中國生物發酵產業的主要產品仍以味精、賴氨酸、藥品等產品為主,且產量較大。因發酵工藝涉及環節多,發酵氣體成分復雜,帶有異味,因而受到社會的廣泛關注,采取有效廢氣凈化和異味治理技術,減少發酵氣體周邊環境的影響,是當前生物發酵企業密切關注的問題。
前言
味精行業廢氣治理
中國是味精生產大國,2010統計數據顯示中國味精生產量位居世界第一位。味精生產主要以玉米淀粉、小麥淀粉為原料,經過液化、糖化、發酵過程,再分離提取谷氨酸,經精制獲得味精產品;生產工藝過程中產生廢氣,廢氣主要成為為主要含氨、胺、硫醇、硫醚、脂肪酸和硫酸鹽類物質,并帶有惡臭氣味,對周邊環境產生一定的影響。關于味精發酵氣體的治理,早期一些味精企業選擇以水為吸收劑,自行開發相關的廢氣治理裝置,如壓力水霧化攔阻氣水混合裝置,多級水噴淋塔,利用水吸收廢氣,但對于廢氣中溶解度較低的氣體組分的吸收效果有限。
為實現資源化管理,味精生產工廠利用淀粉經發酵生產味精后剩余的母液,經濃縮、高溫噴漿干燥造粒生產復混肥,其過程中產生了揮發性的異味氣體。當前研究利用生物法治理味精生產和制肥過程中的廢氣,主要選擇生物滴濾塔,以沸石為填料,液體從塔頂向下噴淋,經底部回流至貯液槽,完成循環。廢氣體從塔底通入,上升過程中與填料表面的生物膜接觸,經生物凈化后的氣體從塔頂排出。試驗結果顯示生物滴濾塔廢氣的脫臭效率大于95%,生物滴濾器對于去除味精廢氣類復雜氣體具有良好的效果,但當進氣強度較大時,系統的除臭效果不盡人意。通過復合生物塔工藝,即生物滴濾塔-生物過濾塔來進一步提高設備處理能力。
賴氨酸行業廢氣治理
賴氨酸是僅次于谷氨酸的第二大氨基酸,目前主要用發酵法生產,中國大部分生產企業都用玉米淀粉作為原料。賴氨酸發酵產生的廢氣主要為揮發性有機物(VOCs),對賴氨酸發酵尾氣進行監測,監測結果顯示揮發性有機物成份達到23種,氣體帶有焦糊味,若不治理,對周邊環境有較大影響。
工程應用中采用等離子技術和光催化氧化技術治理賴氨酸發酵氣體。采用等離子技術時,發酵氣體首先通過噴淋塔和除塵設施,然后進入等離子技術反應器,反應器工作電壓90kV,在外加電場的作用下,電極空間內電子獲得能量后撞擊異味氣體分子,破壞其化學鍵,使之轉化為二氧化碳和水,從而達到凈化的目的,但高壓放電存在一定的安全隱患。光催化氧化,讓特定波長的光照射催化劑材料,可以激發出“電子-空穴”對(一種高能粒子),高能粒子“電子-空穴”,可將害有機污染物碳氫鍵打開,從而被自由基氧化生成CO2、H2O等無毒無味的物質。在工程應用中采用“除塵+光觸媒凈化塔+噴淋吸收塔”,脫臭效率達到99%以上。光催化氧化技術催化劑為TiO2,催化劑載體為蜂窩狀,要求進氣顆粒物濃度小于50mg/m3,否則會引發催化劑堵塞,紫外線光源的使用壽命為3000h~4000h。
發酵制藥行業廢氣治理
中國抗感染類產品80%為發酵類抗生素,抗生素產量位居世界首位,同時中國還是世界上最大的維生素類產品的生產國與出口國。生物發酵工藝過程中廢氣以VOCs為主,由于部分發酵代謝產物隨尾氣帶出,廢氣有特殊難聞氣體。典型青霉素生產車間產生廢氣主要成份為乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇;例如,紅霉素發酵尾氣有苦澀氣味。紅霉素發酵尾氣治理采用“臭氧氧化+光催化氧化+濕式氧化+噴淋洗滌”工藝,降解VOCs,同時消除苦澀氣味對廠界周邊環境的影響。當前轉輪濃縮技術逐步應用于發酵制藥行業廢氣治理,該技術最初應用于半導體制造、涂裝行業VOCs治理,轉輪濃縮器是去除有機揮發物的核心設備,轉輪表面涂覆有吸附VOCs的沸石。其原理是利用沸石低溫吸附、高溫脫附的特性對有機廢氣進行濃縮。濃縮后的廢氣最終通過廢氣焚燒爐、RTO等處理后排放,由于濃縮后的廢氣量僅有待處理廢氣的十分之一以下,從而大大降低了能耗。
轉輪濃縮是一項應用于低濃度、高風量有機廢氣凈化的處理技術。對低沸點的有機氣體難以吸附,對高沸點的有機氣體在轉輪上難以脫附,在轉輪上積累使系統出率效率下降。焚燒爐在氧存在下將VOCs分解成CO2和水的無害化過程,反應溫度815.6℃,且停留時間不超過0.75s~1.0s[15]。RTO即蓄熱式氧化焚燒技術,與傳統焚燒爐相比,RTO對燃燒VOCs產生的熱量進行回收用于二次燃燒。燃燒法(焚燒爐、RTO)需不斷消耗燃料,經濟投入大,并且存在爆炸風險,對設備運行及安全管理要求高。
結尾
味精,賴氨酸,發酵制藥行業的排放廢氣主要以VOCs為主,并帶有異味,采取的末端治理措施主要集中在生物法、深度氧化技術(光催化氧化、臭氧氧化、等離子法)、轉輪濃縮技術。我國“十三五”規劃。將逐步加大對VOCs排放的監管,相關國家法律法規及標準將日趨嚴格,生物發酵企業也采取了相應的廢氣治理措施,但僅僅著眼于末端治理,投入的治理費用高,增加了發酵企業的生產成本。因此,有必要推行清潔生產,實現節能減排。發酵企業產品生產過程中物料輸送、加熱中揮發、沉淀、跑、冒、滴、漏、誤操作等都會造成物料的損失,這就是產生廢氣的來源。應從發酵產品全生命周期著手,改進物料、工藝,才能夠做到“節能、降耗、減污、增效”,不斷提高市場競爭能力,達到經濟效益、社會效益、環境效益的高度統一。