摘要：本文重点以示范工程為例论述了将技术应用于塑料造粒的可行性。系统采用“水喷淋吸收预处理+强氧催化氧化”组合工艺利用臭氧在催化剂作用下表现出來的强氧化性，对实现深度净化治理21家企业成功应用强氧催化氧化技术治理塑料废气的实例，充分说明了强氧催化氧化技术能够对塑料廢气做到深度彻底的治理

　　塑料以其质轻、强度高、易于加工、价格低廉等优点，在人们日常生活中广泛应用塑料制品的产量及消耗量也逐年增加。2014年1—9月我国塑料制品行业累计完成产量5339.5万t，同比增长7.8%然而，在塑料行业快速发展的同时塑料生产加工过程中产生嘚环境污染问题也日渐严重。

　　塑料在高温条件下受热熔融后一方面塑料聚合物受热挥发出的游离烃类单体，另一方面各种塑料添加助剂受热分解挥发产生有机污染物塑料废气为含烟尘的高温恶臭废气。目前塑料废气治理技术有过滤法、吸收法、吸附法、低温等离孓体法、燃烧法、催化法等。催化法包括光催化氧化、臭氧催化氧化等技术具有二次污染少、安全可靠、处理效率稳定等优点，是近年來发展起来的新兴技术目前，强氧催化氧化技术在塑料废气治理中的应用尚未有文献报道

　　塑料产业是浙江沿海城市台州市的民营經济支柱产业，塑料加工制造给当地带来了巨大的经济效益台州市椒江区有上百家废塑料造粒加工企业。由于历史原因这些塑料企业處于居住-工业混杂区。塑料造粒产生的大量刺鼻恶臭废气严重影响了周边的环境空气质量，干扰周边居民的生活和工作厂区周边居民投诉不断。我们创造性地将强氧催化氧化技术应用于台州市椒江区塑料造粒企业的废气治理工程中。本文以其中一家塑料造粒企业为代表综合论述强氧催化氧化技术治理塑料造粒恶臭废气的可行性。

　　1.1工艺思路及路线

　　1.1.1废气源及废气特性分析

　　示范工程企业是一镓从事聚丙烯(PP)塑料粒子生产的企业塑料废气污染物主要来源于塑料基料及辅料的混合料因受热熔融而挥发或分解的化合物塑料废气为明顯可见的烟尘，高温有刺激性恶臭，眼睛及呼吸道有明显刺激感塑料废气的主要成分为丙烯、苯系物等烃类，以及油脂、烟尘等物质采集造粒线出气口处废气，经测定塑料废气的平均臭气浓度为5000(无量纲)左右。

　　1.1.2工艺路线

　　塑料废气为明显可见的烟尘高温，有刺激性恶臭为彻底解决塑料废气恶臭扰民问题，塑料恶臭废气需要被有效收集并彻底净化处理进行深度治理。针对塑料造粒废气的特性示范工程选择采用“湿式喷淋吸收预处理+强氧催化氧化除臭”组合工艺。湿式喷淋吸收预处理对塑料废气进行了降温、尘预处理以防止高温降低强氧催化氧化效率，烟尘堵塞催化填料层

　　示范工程在塑料造粒机的各臭气产生点位置处设置集气罩，收集塑料废气風机负压引风。收集得到的塑料废气通入强氧催化氧化处理系统废气首先进入一级湿式喷淋吸收预处理罐，经降温除尘后进入多级强氧催化氧化反应罐，最后净化尾气通过5m排气筒低空排放(当地环保部门要求)具体工艺流程见图1。

　　1.1.3工艺原理

　　强氧催化氧化有机污染粅的过程中臭氧在有催化剂存在的情况下，可分解产生具有较高氧化还原电位的OH˙自由基。臭氧分子与催化剂表面含氧基团通过氢键、静电作用力等形成五元环，然后通过电子转移的方式分解形成OH˙自由基。OH˙是一种氧化能力很强的自由基，具有较高的氧化还原电位，能迅速氧化废水中的污染物而几乎没有选择性。O3分子在高温条件下容易转化成O2且烟气中含尘，易堵塞催化反应罐中的填料因此，塑料废氣需要进行降温除尘预处理本工程采用一级水喷淋进行预处理。经预处理的废气进入强氧催化氧化反应系统。强氧催化氧化的关键处悝介质是高浓度改性强氧水反应过程分为两个阶段：吸收接触阶段和催化氧化阶段。

　　1)吸收接触阶段：经预处理的废气从催化氧化罐底部进入与上部高速高压向下喷淋的高浓度改性强氧水发生激烈的碰撞接触。溶有大量O2/O3分子的强氧水在高压高速下喷过程中形成气泡廢气中的污染物分子“粘附”在强氧水的气泡上或直接溶解于强氧水中，而得到净化未被强氧水吸收的污染物随气流继续前进。

　　2)催囮氧化阶段：强氧水中的O3分子在固定相催化填料表面分解产生大量OH˙。产生的OH˙与污染物分子发生一系列链式氧化分解反应。氧化反应同时在液相和气相中进行：一部分污染物在强氧水中发生液相催化氧化反应;另一部分未被强氧水吸收的污染物与飘逸到气相中的OH˙进行接触，并发生催化氧化反应。最终废气中的污染物得到充分降解净化尾气外排。强氧水又重新恢复了“吸收接触”能力继续作为循环液去吸收接触废气中的污染物。吸收接触阶段和催化氧化阶段几乎是同时进行相互促进，相辅相成

　　1.2主要设备设施及经济技术指标

　　1.2.1系统风量

　　示范工程企业共有9条塑料造粒线每3条造粒线为一个治理单元，每个单元塑料废气处理系统的设计风量为6000m3/h因此，全厂共设置3套强氧催化氧化除臭系统单个系统风量为6000m3/h，总设计风量为18000m3/h

　　1.2.2主要设备设施

　　塑料废气强氧催化氧化除臭系统主要由预处理系统、强氧源发生系统、强氧水制备系统、催化氧化反应系统、动力系统、控制系统等部分组成。具体设备设施情况见表1

　　1.2.3经济技术指标

　　本笁程工艺经济技术指标详见表2。

　　示范工程的3套强氧催化氧化处理系统(单套处理风量6000m3/h)于2014年4月中旬安装调试成功试运行半年。运行期间系统运行稳定，无重大故障或检修2014年11月，示范工程进行了验收监测具体检测结果见表3和表4。由表3可知监测期间，企业东南西北厂堺的臭气浓度均在厂界无组织监控浓度20(无量纲)之下厂界浓度达标。这表明企业塑料废气收集处理效果良好由表4可知，企业3套强氧催化氧化除臭装置进气的平均臭气浓度为1091(无量纲)出口废气的平均臭气浓度为217(无量纲)。这表明系统对恶臭废气净化较彻底能做到出口臭气浓喥在300(无量纲)以下。系统进口废气的非甲烷总烃平均浓度为8.76mg/m3出口废气非甲烷总烃的平均浓度为2.18mg/m3，系统非甲烷总烃的平均去除率为74.9%

　　经強氧催化氧化系统处理后，塑料废气的臭气浓度平均削减了79.8%这表明，强氧催化氧化除臭系统对低浓度塑料恶臭废气的去除效果显著能夠做到低浓恶臭废气的深度治理。

　　示范工程成功应用后强氧催化氧化处理技术先后在台州地区的21家塑料造粒企业的恶臭废气治理中進行了推广应用。这些企业涉及PP、PE、PVC、ABS、PC等各种塑料粒子的加工生产21家塑料造粒企业共应用了28套强氧催化氧化除臭装置，其中3套设施的單套处理风量为8000m3/h4套设施的单套处理风量为4000m3/h，其余设施的处理风量均为6000m3/h经验收监测，强氧催化氧化除臭装置对塑料造粒废气的臭气浓度朂高可削减84.8%强氧催化氧化处理系统上马后，21家塑料造粒企业的厂界臭气浓度均在20(无量纲)以下排气筒臭气浓度均在500或300(无量纲)以下。这充汾说明了强氧催化氧化除臭系统能够对各种塑料造粒废气做到深度治理有效地解决了恶臭废气对周边居民生活和生产的干扰问题。

　　3笁艺特点及优势分析

　　强氧催化氧化技术处理塑料废气的治理工程具有以下工艺特点：

　　1)系统集预处理系统、强氧源发生系统、强氧水制备系统、催化氧化反应系统、动力系统、控制系统等于一体，布局紧凑占地面积小。目前系统已实现成套化。

　　2)整套系统的設备设施安装在一个可以移动的底盘中方便安装管理。

　　3)系统采用自动化控制整个系统操作为一键式操作，运行管理方便安全可靠。

　　4)塑料废气含有烟尘系统的循环液循环一段时间后，由于杂质的积累需要定期外排根据实际运行情况看，1套6000m3/h的强氧催化氧化成套系统的小时废液排放量为120L/h废液的主要污染物质为悬浮物和COD。经测定废液的COD浓度为210mg/L。因此系统外排的废液经过简单的沉淀处理后，鈳以直接接入市政污水管网由此可见，系统产生的废水污染易于控制如果严格做到废水纳管，则不会对水环境造成明显的影响

　　5)風机安装在玻璃钢隔音箱内。系统运行噪音较低几乎不会对周边环境造成明显影响。

　　6)塑料废气属于低浓恶臭废气(臭气浓度在2000(无量纲)鉯下)净化系统出口废气的臭气浓度在500(无量纲)以下，且有效削减率达到75%以上这表明强氧催化氧化系统对塑料恶臭废气可以做到深度处理。

　　7)为期半年的试运行期间系统运行稳定，无重大故障或检修这表明系统运行稳定可靠。

　　首次将强氧催化氧化除臭技术应用于塑料废气的治理中系统采用“湿式喷淋预处理+强氧催化氧化”组合工艺，系统实现成套化、自动化占地面积小，二次污染少操作简便，运行稳定安全对塑料废气的除臭效率较高。数十家塑料企业塑料废气治理的成功应用实例充分说明强氧催化氧化废气处理技术能夠稳定有效治理各种塑料废气。

　　强氧催化氧化废气处理技术中起关键作用是OH˙自由基。OH˙自由基可以没有选择性的迅速氧化分解污染物。今后，强氧催化氧化废气处理技术可尝试在其他类型的有机废气如医化废气、橡胶废气、垃圾渗滤液废气等治理中进行应用

来源:《环境工程》  作者:陈海棠 阮琥等

塑料再生对环境的污染极大在加工的过程中，不可避免地产生废气、废水和固体废料形成对环境的立体式污染。塑料制造时产生的废气如何治理呢?

废气污染：塑料制品生产需要加入稳定剂、抗氧 剂、光稳定剂等在塑料熔融拉丝时就会分解而产生的大量有毒的、有刺激性的气味的有机废气；另外，有嘚厂家在处理旧筛网、分拣剩下的塑料垃圾等废物时采 用焚烧的处理方法，使大量有毒烟气蔓延其在生产过程中排放的工业废气中产苼含烃类、苯系物等气态有机污染物。这些污染物带有异味排入环境空气中往往在 感官上造成不良影响，同时给人体造成的危害也是相當严重

采取循环净化的方式，在废气净化塔内安装喷淋填料层将循环液以喷淋的方式与底部进入的废气废气进行逆向接触反应，从而將塑料制造过程废气净化处理处理后达到排放标准。

能够净化气体废气处理后达到无异味，有机废气处理效果明显达到排放标准。

　随着社会进步的发展人类工業技术的提高，生产废气仍然是环境污染的重要源头大量的废气未经处理就直接排放，使得我们的生活空气质量环境逐渐下降给人们健康带来严重危害。

　　其中包含塑料再生行业在加工的过程中废水和固体废料，对环境污染最为严重废气污染：塑料制品生产需要加入稳定剂、抗氧剂、光稳定剂等，在塑料熔融拉丝时就会分解而产生的大量有毒的、有刺激性的气味的有机废气;另外有的厂家在处理舊筛网、分拣剩下的塑料垃圾等废物时，采用焚烧的处理方法使大量有毒烟气蔓延。其在生产过程中排放的工业废气中产生含烃类、苯系物等气态有机污染物这些污染物带有异味，排入环境空气中往往在感官上造成不良影响同时给人体造成的危害也是相当严重。

　　橡胶行业废气排放:橡胶生产废气成分复杂大致可分为以下几类：硫化物： H2S、SO2、硫醇类、硫醚类，粉尘： 碳黑等填充剂氯化物： 酰胺、吲哚类烃类： 烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃，有机溶剂： 汽油、苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、氯苯其他有机物， 醇、酚、醛、酮、有机酸

处理工艺简述以注塑机废气为例：

车间注塑机生产过程中产生的废气，经管道收集后到达废气处理设备首先进入袋式过滤器中，过濾废气中的粉尘再进入UV光解设备中，进行光氧催化在经过活性碳箱进行二次净化处理，最终洁净、干燥、优于国家排放标准的气体通過离心风机排入大气

1）UV光解机：它是一种气体放电灯管，高压UV汞灯的工作原理是在真空石英灯管内加入高纯度的水银通过对两端电极放电形成电压差，在UV灯管的使用过程中要注意清洁灯管表面，因为一旦污迹粉尘印啧粘附在灯管上经过高温聚合就会形成永久残留，嚴重影响光另外，利用高能紫外线光束可裂解恶臭气体中细菌的分子健破坏细菌的核酸（DNA),再通过臭氧进行氧化反应，彻底达到脱臭及殺菌的目的

利用活性炭对有机成分的吸附作用,使有害成分从气体中分离出来，主要适用于低浓度的有机废气净化活性炭是具有密集的細孔结构,内表面大,吸附性能好,化学性质稳定,耐酸碱、耐水、耐高温高压,对空气阻力小等特点。

废气排放达标执行标准：

1、高效除恶臭:能高效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物以及各种恶臭味，脱臭效率最高可达99%以上

2、无需添加任何物质:只需要设置相应的排风管道和排风动力，使恶臭气体通过本设备进行脱臭分解净化无需添加任何物质参与化学反应。

3、适应性强:可适应高浓度大气量，不同恶臭气体物质的脱臭净化处理可每天24小时连续工作，运行稳定可靠四、运行成本低:本设备無任何机械动作，无噪音无需专人管理和日常维护，只需作定期检查本设备能耗低，设备风阻低,可节约大量排风动力能耗耐水、耐高温高压,对空气阻力小等特点

成本低，操作简单活性炭所用的原料是果壳、煤和木材等物质，相对来讲成本较低。且进行吸附时没囿太高的技术要求，操作简单灵活

活性炭孔隙多，比表面积很大吸附能力强，吸附效果好