
Unieszkodliwianie gazów odlotowych – proces PhoCatOx (PCO)
Fotokatalityczne utlenianie zanieczyszczeń lampami UV. Bez wody, bez chemikaliów, bez wytwarzania ścieków.
Wprowadzenie
Oczyszczalnie ścieków stanowią niezbędny element ochrony wód powierzchniowych – i jednocześnie powodują realną uciążliwość dla otaczającego środowiska, w tym dla jakości powietrza atmosferycznego. Kontrola emisji odorów i sposoby ich ograniczenia stały się ważnym problemem w projektowaniu i eksploatacji obiektów gospodarki ściekowej.
Zbieranie, transport, oczyszczanie i unieszkodliwianie ścieków są zazwyczaj związane z emisją zapachów. Stają się one uciążliwe zwłaszcza wtedy, gdy ludzie mieszkają w pobliżu miejsca emisji. Z biologicznego punktu widzenia powstawaniu zapachów sprzyjają warunki beztlenowe – podwyższona temperatura i dłuższy czas przetrzymywania ścieków przyspieszają ich powstawanie.
Najbardziej znanym związkiem jest siarkowodór (H₂S) – bezbarwny, potencjalnie toksyczny, korozyjny przy niskich stężeniach. Zapach ścieków stanowi zawsze mieszaninę wielu substancji organicznych i nieorganicznych – skuteczne usuwanie wyłącznie H₂S nie wystarcza.
Charakterystyka procesu PhoCatOx
PhoCatOx jest kombinacją fotoutleniania i utleniania katalitycznego. Zanieczyszczone powietrze wprowadzane jest do komory reakcyjnej, w której promieniowanie UV o małej długości fali inicjuje reakcję chemiczną. Po przejściu przez konwerter katalityczny oczyszczone powietrze, pozbawione zapachu, wraca do otoczenia.
Proces przebiega dwuetapowo: w komorze jonizacyjnej promienie UV w obecności tlenu wytwarzają rodniki tlenowe, hydroksylowe i ozon. Rodniki natychmiast inicjują utlenianie. Następnie konwerter katalityczny z węgla aktywnego zapewnia całkowity rozkład substancji odorotwórczych – dla H₂S zachodzi reakcja Clausa, prowadząca do powstania siarki elementarnej i wody.
Lampy UV wymagają płukania wodą raz na 6 miesięcy oraz wymiany po 9000 godzin pracy. Konwerter katalityczny podlega wymianie po okresie od roku do 3 lat, w zależności od stopnia zanieczyszczenia surowego gazu. Niewielkie straty ciśnienia w instalacji oznaczają niższy pobór energii niż w innych metodach.
Zalety procesu
- Niewielkie wymiary – mniejsze zapotrzebowanie powierzchni.
- Odporność na nagłe zmiany ładunku zanieczyszczeń.
- Wysoka sprawność nawet przy dużych stężeniach i znacznych wahaniach.
- Brak konieczności stosowania wody i chemikaliów – bez generowania ścieków.
- Prosta obsługa i eksploatacja typu „włącz/wyłącz”.
- Modułowa budowa – łatwe dopasowanie wydajności do źródła zapachu.
- Promieniowanie UV zapewnia dodatkową dezynfekcję gazów.
Zastosowanie
Procesy PhoCatOx mogą być stosowane do oczyszczania powietrza zawierającego substancje odorotwórcze:
- Oczyszczalnie ścieków – obiekty mechanicznego oczyszczania, punkty zlewcze, kanały.
- Pompownie i przepompownie ścieków.
- Zakłady utylizacji odpadów stałych.
- Zakłady przemysłu spożywczego – browary, ubojnie, wytwórnie tłuszczów.
Podsumowanie
Charakter odorów uwalnianych podczas procesów oczyszczania jest bardzo różny – siarkowodór, siarczek dimetylu, tioalkohole, amoniak, VOC i ich kombinacje. Obciążenie gazów odlotowych zmienia się w szerokim zakresie w ciągu dnia. Fotokataliza jest jedną z niewielu metod, które radzą sobie ze wszystkimi tymi wyzwaniami jednocześnie.