АБХУ — при производстве минераловатных плит

Применение абсорбционно-биохимических установок для очистки вентиляционного воздуха от вредных веществ при производстве минераловатных плит

1. Техническое решение экологической проблемы

Право человека на здоровую окружающую среду гарантируется Конституциями стран-участниц ЕАЭС и Законами об охране окружающей среды. Поэтому на ряде промышленных предприятий при производстве минераловатных плит приходится решать сложную техническую задачу
по предотвращению выбросов в атмосферу загрязненного вредными органическими веществами больших объемов вентиляционного воздуха, поскольку превышение предельно-допустимых концентраций вредных веществ в воздушной среде отрицательно сказывается на здоровье как жителей близлежащих микрорайонов, так и работников самого предприятия.

На ООО «ЕВРОИЗОЛ» очистку вентиляционного воздуха, удаляемого
из камеры волокноосаждения, решено проводить в абсорбционно-биохимических установках (АБХУ), разработанных в Технопарке Белорусского национального технического университета (г. Минск, Беларусь). Первая очередь газоочистного комплекса в количестве четырех АБХУ введена в эксплуатацию в 2015 году.

2. Технологическая схема абсорбционно-биохимической очистки вентвоздуха

Мировая тенденция в области нейтрализации вредных органических веществ обращена в сторону более широкого использования биотехнологий, так как последние обладают малой энергоемкостью и высокой степенью подобия природным процессам, протекающим в естественной среде; надежны в работе, не требуют больших трудовых затрат и расходных материалов на обслуживание и поддержание в рабочем состоянии оборудования; практически не имеют побочных продуктов, требующих дополнительных технологических приемов для их утилизации, а по капитальным и эксплуатационным затратам выгодно отличаются от других методов.

Принцип работы АБХУ основан на естественных природных процессах – растворимости вредных органических веществ в технической воде с последующим их биохимическим окислением при помощи микроорганизмов-деструкторов до безвредных составляющих – Н₂О и СО₂. Технологическая схема биохимической очистки вентвоздуха приведена на рисунке 1.

Основными составными частями АБХУ являются: скруббер, биореактор, вентилятор и водяной насос. В скруббере при помощи водного абсорбента происходит улавливание вредных веществ, а в биореакторе – их нейтрализация. В биореакторе микроорганизмы-деструкторы иммобилизуются на носителе, укрепленном на конструктивных элементах. Циркуляция раствора происходит по замкнутому циклу «скруббер-биореактор», при этом сток в канализацию отсутствует. В связи с наличием в вентвоздухе взвешенных веществ в биореакторе предусмотрена система шламоудаления, состоящая из эрлифта и шламосборника.

Общий вид стандартной АБХУ производительностью по ветвоздуху
30 000 м³/ч приведен на рисунке 2.

Специалистами Института микробиологии Национальной академии наук Беларуси выделены высокоактивные штаммы микроорганизмов-деструкторов, способных к использованию фенола, формальдегида и сопутствующих органических веществ в качестве единственного источника углерода и энергии:

— Rhodococcus erythropolis 5D;

— Rhodococcus erythropolis 14Ф;

— Rhodococcus ruber88Ф.

Все микроорганизмы-деструкторы, используемые в качестве биологической загрузки в абсорбционно-биохимической установке, выделены из природных источников (естественных экологических систем), т.е. не созданы искусственным путем и не содержат искусственных модификаций геномов. Микроорганизмы-деструкторы прошли токсикологическую экспертизу Министерства здравоохранения Республики Беларусь и получили положительные заключения. Технология и конструкция установок защищены евразийским патентом и не имеют аналогов на мировом рынке газоочистного оборудования.

3. Опыт эксплуатации первой очереди газоочистного комплекса

В постоянной эксплуатации более года находятся четыре АБХУ с единичной производительностью 25 000 м3/ч каждая. Общий вид газоочистного комплекса приведен на рисунке 3.

Установки оснащены автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУТП) газоочистки.

Эффективность улавливания вредных веществ составляет: фенола
и формальдегида – 75-85%, аммиака – 50-80%, взвешенных веществ – 90-99%.

Ежесуточно для восполнения потерь на естественный влагоунос водного абсорбента в биореактор добавляется 6,0-9,0 м³ технической воды и два раза
в месяц для поддержания необходимых концентраций биогенных элементов
(P, N, K) в биореактор вносится 3-4 кг минеральных удобрений.

Из нежелательных моментов следует отметить, что в процессе эксплуатации абсорбционный раствор приобрел специфический запах.

Микробиологический анализ водного абсорбента показал количество микроорганизмов на среде МСА – 1,0∙10¹⁰ КОЕ/мл, в том числе микроорганизмы-деструкторы рода Rhodococcus, использованные при запуске биореактора. Контаминирующая микрофлора составила менее 7% и она представлена микроорганизмами Bacillus и Pseudomonas.
ХПК абсорбента находится в пределах 3-4 тыс. г О₂/л.

Выводы:

Технически решена задача очистки сложных составов (многокомпонентность, высокая температура, запыленность, наличие конденсационных веществ) вентиляционного воздуха, удаляемого от камер волокноосаждения при производстве минераловатных плит.

Очистка вентвоздуха в АБХУ позволяет не только снизить выброс вредных веществ в атмосферу до нормативных показателей, но и значительно уменьшить запаховый эффект в районе расположения предприятия. ССЫлка на видео https://youtu.be/NFwLynQajv4.