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植物液对恶臭气体的处理技术

日期:2018/8/8 | 阅读:410次

恶臭是环境七大公害之一,其对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经精神系统都会造成影响。高浓度的恶臭还可使接触者发生肺水肿甚至窒息死亡,长期反复受到 恶臭物质的刺激,还会引起嗅觉疲劳,导致嗅觉失灵。因此开展除臭技术的研究,消除恶臭对人体健康的危害有着重大的现实意义。

1、恶臭气体主要成份

分析恶臭气体的成份,按其组成可分成5类:①含硫化合物,如H2S、SO2、硫醇、硫醚等;②含氮化合物,如氨气、胺类、酰胺、吲哚等;③卤素及衍生物,如氯气、卤代烃等;④烃类及芳香烃;⑤含氧有机物,如醇、酚、醛、酮、有机酸等。

2、恶臭的常规治理技术

对 臭味的治理,从最初的扩散稀释、水洗,发展到传统的吸附、焚烧、化学吸收,直至新兴的生物脱臭、光催化氧化、臭氧氧化、等离子体分解、天然植物液法等除臭 技术。上述的各种技术各有其优势和局限,其中物理法只适宜处理低浓度、范围小的恶臭,且成本较高;化学法除臭不持久,除臭设施投资和运行费用高;生物法虽 运行成本低廉,效果好,但设备占地面积大,投资高,菌种的筛选培养较为困难,见效稍慢。因此,应根据恶臭的特性、强度和除臭要求等,选用合适的治理技术, 或采取联合工艺,以最大程度地降低恶臭,减少污染。

3、植物提取液除臭技术

天 然植物提取液是从自然中的花草、树木中提取的油、汁或浸膏经微乳化而形成的植物除臭剂,可被生物完全降解,无毒、无害、无污染、可消除臭味,且能使毒素转 变成无毒物质,对酸性、碱性和中性气体均起作用。它是一种环境友好的、天然的恶臭去除剂,可科学、有效地对臭味气体进行控制和治理,是一种简单有效又廉价 的除臭技术。

3.1、植物提取液除臭的研究、运用实例

研究和利用天然植物提取液在欧美国家已经比较普遍了,他们的提取技术也日益成熟,植物提取液的除臭效率也日益提高,然国内在这方面的研究应用就相对少了许多。

至于植物提取液的除臭功能及效果,我们可以通过下面的一些应用实例和研究、实验结果来做说明:

① 古人用绿茶来去除口臭;

② 在生活中,用姜、柠檬来去除鱼腥味;

③ 用茶叶来消除冰箱里的异味;

④ Urabe等用气相色谱法分析了蒲公英、多刺蓟、低纹竹子蓟、马尾草4种野草对甲硫醇的处理效果,其去除率分别高达97.5%,90.2%,93.7%,98.3%;

⑤ Ishimaru从豆科中的槐树、桑科中的桑树、菊科中的微甘菊、珍珠草、马鞭草科中的岩垂草、葡萄科中的百粉藤、泽兰属、鬼针草属等近30种植物中提取到植物提取液,可用于除鞋臭、体臭、厨房垃圾臭;

⑥ Imanaka用乙醇水溶液提取没药树脂(橄榄科),得到能有效去除甲醛、乙酸、胺、硫化氢等的除臭剂,且该除臭剂不需要任何化学药剂就保持长时间的高效。

⑦ Yoshioka比较绿茶儿茶素和黑茶黄素对硫醇、胺的除臭功能,结果表明两者都有高达90%几的除臭效率,其中黑茶黄素具有更高的的除臭效率,高达98%。

⑧ Yamanaka用从茶叶rooibos中萃取到的提取液,经碱化处理后,对家庭中的有机垃圾、食品垃圾的臭味进行处理,其去除率达90%以上,而且除臭效果非常稳定。

通过众多的实例证明了选用合适的植物提取液能高效地去除特定的臭味气体。

3.2、植物提取液的除臭机理

植 物液提取液通过专业的设备喷洒成雾状,其液滴的表面不仅能有效地吸附空气中的异味分子,同时也促使吸附的异味分子的立体构型发生改变。植物提取液和臭味分 子发生的反应可从如下几方面进行说明:植物液被雾化,在空间扩散液滴的半径只有几微米,在液滴表面形成巨大的表面能,平均每摩尔为几十千卡,这个数量级的 能量已是很多元素中键能的1/3—1/2, 此时,溶液中的有效分子可以向臭气分子提供电子,加速与臭气分子发生反应;该表面能可以吸附空气中的臭气分子,并使臭气分子中的立体结构发生变化,变得不 稳定;同时,吸附在液滴表面的臭气分子也能与空气中氧气发生反应。经过作用,臭气分子将生成无味无毒的分子,如水、无机盐等等,从而消除臭气,并且反应的产物不会形成二次污染。

① 酸碱反应:如植物液中含有生物碱,它可以与硫化氢等酸性臭气分子反应。与一般酸碱反应不同的是,一般的碱是有毒的,不可食用的,不能生物降解的。而植物液能进行生物降解,无毒。

② 催化氧化反应:如硫化氢在一般情况下,不能与空气中的氧进行反应。但在植物液的催化用下, 可以与空气中的氧气发生反应。以硫化氢的反应为例:

R-NH2+H2S → R-NH3+ + SH-

R-NH2+SH-+O2+H2O → R- NH3+SO42- +OH-

R-NH3++OH- → R-NH2 +H2O

③  路易斯酸碱反应:在有机化学中,能吸收电子云的分子或原子团称为路易斯酸,在有机硫的化合物中,硫原子的外层有空轨道,可以接受外来的电子云,因此可称 这类有机物为路易斯酸。相反,能提供电子云的分子或原子团称路易期碱。一般带负电荷的原子团,含氮的有机物属于路易斯碱。例如,苯硫醚与植物液的反应,属 于这一类。苯硫醚是一个路易斯酸,而在其中的含氮化合物属路易斯碱。两者可以反应。

④ 氧化还原反应。例如,甲醛具有氧化性,在植物液中有的有效分子具有还原性。它们可以直接进行反应。与甲醛和氨的反应: 

HR-NH2+HCHO → R-HN2+H-C=CO2+H2O

R-NH2+NH3 → R-NH2+N2+H2O

3.3、植物液的提取方法

植物提取液除臭主要是利用植物中的多羟基结构(多酚)的活性作用。因此,提取的方法主要是基于植物提取液主要活性成分的特性及结构。而植物液的提取方法主要有溶剂萃取法、沉淀法、树脂法、超临界流体萃取(SFE)法,还有超声波浸提法和微波浸提法等。

4、植物提取液除臭的适用范围

市场上有多种形式的植物提取液,虽然成分和效果不尽相同,但基本都是稀释后通过专门的除臭设备雾化喷洒或扩散到臭源区域,通过如上的除臭机理,把臭源的臭味气体去除。

用植物提取液除臭也受到现场条件的极限,结合现场的情况,植物液除臭技术基本适用于如下领域或场所:

环卫领域:污水处理厂(站)、垃圾转运站、 垃圾填埋场、堆肥场、垃圾焚烧处理厂等

工业领域:冶金场、印刷厂、化工厂、制革厂、食品加工厂、制药厂、石油化工行业、塑料行业等

养殖领域:猪、牛、马等家畜养殖厂等

生活领域:厕所、公共场所、餐厅、酒店、写字楼等

5、结束语

随着人们环保意识的逐渐提高,对七大环境公害之一的恶臭问题的防治和治理的需求也是日趋强烈。

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