生物滴濾塔處理VOCs和H2S混合廢氣的工程實(shí)例

謝國(guó)建吳昊梁斌何偉立

（1.杭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，浙江 杭州 310012；2.杭州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，浙江 杭州 310007；3.杭州華集環(huán)境檢測(cè)技術(shù)有限公司，浙江杭州 310017；4.中球冠集團(tuán)有限公司，浙江杭州 311202）

環(huán)保技術(shù)

生物滴濾塔處理VOCs和H2S混合廢氣的工程實(shí)例

謝國(guó)建1吳昊2梁斌3何偉立4

（1.杭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，浙江 杭州 310012；2.杭州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，浙江 杭州 310007；3.杭州華集環(huán)境檢測(cè)技術(shù)有限公司，浙江杭州 310017；4.中球冠集團(tuán)有限公司，浙江杭州 311202）

在浙江某化工廠建立了處理生產(chǎn)車間VOCs和自備污水站H2S混合廢氣的生物滴濾塔（BTF）。BTF經(jīng)過(guò)12 d完成啟動(dòng)。在啟動(dòng)之后的調(diào)試期間，混合廢氣中VOCs的質(zhì)量濃度為200~400 mg/m3、H2S的質(zhì)量濃度為80~150 mg/m3，BTF對(duì)VOCs和H2S的去除率均分別能保持在86%和96 %左右。VOCs和H2S均達(dá)標(biāo)排放。

生物滴濾塔；VOCs；H2S

0 前言

化工行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，但由此產(chǎn)生的大量廢氣也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染和危害?；S在生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)物 （Volatile Organic Compounds，簡(jiǎn)稱VOCs），VOCs的種類繁多（包括芳香烴類、酯類、醛類和酚類等），且因生產(chǎn)工藝而異。VOCs多數(shù)有毒，部分致癌[1]。H2S是化工廠自備污水站惡臭廢氣中的主要成分[2]，無(wú)色劇毒、有刺激性氣味，其毒作用的主要靶器是中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，并且在低濃度時(shí)就會(huì)對(duì)人體造成較大的危害[3]。

廢氣的生物法治理技術(shù)具有適用性強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前大氣污染控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[4-5]。本文介紹了采用生物滴濾塔（biological trickling filter,BTF）處理浙江某化工廠的VOCs和H2S混合廢氣的工程實(shí)例，主要內(nèi)容包括BTF的啟動(dòng)及處理效果等情況，以期為同類廢氣治理工程提供借鑒和指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 廢氣來(lái)源

浙江某化工廠是一家主要從事藥物中間體合成的中型化工廠，生產(chǎn)車間的VOCs廢氣包含苯、甲苯、鹵代烴、醇類和酯類等污染物，廢氣量約為5200 m3/h；該廠自備污水站（正常處理能力1300 t/d）的厭氧、兼氧處理段逸散的惡臭氣體主要成分為H2S，通過(guò)集氣罩收集，廢氣量約為7000 m3/h。上述兩種廢氣通過(guò)管路一并送至BTF進(jìn)行凈化處理，混合廢氣中VOCs的質(zhì)量濃度為200~400 mg/m3，H2S的質(zhì)量濃度為80~150 mg/m3。

1.2 工藝流程

本工程BTF處理混合廢氣的工藝流程如圖1所示?；旌蠌U氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)送入BTF底部，從下往上經(jīng)過(guò)填料層，廢氣中的VOCs和H2S被附著在填料上的微生物凈化，處理后的廢氣從BTF塔頂排放。BTF的填料安裝高度3.0 m，截面積28.26 m2，有效體積84.78 m3，分為等體積的上下兩層。通過(guò)不斷噴淋溫度適宜的循環(huán)水，以保持微生物生長(zhǎng)所需的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)、水分和合適的pH，使微生物保持活性。循環(huán)水由自來(lái)水中加入各種無(wú)機(jī)鹽（K2HPO4，KH2PO4，MgSO4，CaCl2，NH4NO3，MnSO4，CuSO4，F(xiàn)eSO4等）配制而成，循環(huán)水量15 m3（每天更換0.8 m3，外排至污水站綜合調(diào)節(jié)池），pH控制在4~7，噴淋強(qiáng)度34.9 L/（m2·min）。循環(huán)水池裝有溫控系統(tǒng)，保證水溫在25℃以上。廢氣量約為12200 m3/h，停留時(shí)間25 s。

1.3 分析方法

VOCs質(zhì)量濃度采用PGM-54型VOCs便攜式測(cè)定儀測(cè)定 （美國(guó)華瑞科學(xué)儀器公司），H2S質(zhì)量濃度采用亞甲基藍(lán)分光光度法 （《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》第四版）測(cè)定，pH采用玻璃電極測(cè)定。

2 結(jié)果和討論

2.1 BTF的啟動(dòng)

在現(xiàn)場(chǎng)采用可以快速擴(kuò)大菌種量的培菌機(jī)，以浙江某化工廠污水站好氧曝氣池的活性污泥作為原始菌種，以擬處理的混合廢氣為唯一碳源，添加所需的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)液，進(jìn)行馴化培養(yǎng)，每天測(cè)定培菌機(jī)內(nèi)污泥沉降比（SV），第10 d，SV達(dá)20%，表明培菌機(jī)內(nèi)的微生物已經(jīng)能夠以混合廢氣作為唯一碳源生長(zhǎng)，馴化完成。

馴化完成后，將培菌機(jī)內(nèi)的菌懸液全部接種至循環(huán)水池，開啟循環(huán)水連續(xù)噴淋，混合廢氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入BTF底部，開始填料的掛膜。在BTF的啟動(dòng)階段，往往通過(guò)減小噴淋強(qiáng)度的方式，使填料掛膜快速完成。本工程將噴淋強(qiáng)度控制在 25.0 L/（m2·min）左右。

BTF的掛膜歷時(shí) 12 d，每天測(cè)定進(jìn)出口的VOCs和H2S質(zhì)量濃度，并考察去除效果。BTF啟動(dòng)階段VOCs和H2S的去除情況如圖2和圖3所示。VOCs的去除率在第7 d達(dá)到85.23%，至第12 d，去除率均保持在86%左右。H2S的去除率在第8 d達(dá)到95.92%，至第12 d，去除率均保持在96%左右。BTF啟動(dòng)完成。

2.2 BTF啟動(dòng)后的運(yùn)行情況

BTF成功掛膜啟動(dòng)后，又進(jìn)行了30 d的調(diào)試。期間，BTF對(duì)混合廢氣取得了較好的處理效果，且運(yùn)行穩(wěn)定，VOCs和H2S質(zhì)量濃度的去除率均能保持在86%和96%左右。VOCs的排放濃度和排放速率均達(dá)到GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的限值要求，H2S的排放速率達(dá)到GB14554-1993《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的限值要求。BTF啟動(dòng)后VOCs和H2S的去除情況如圖4和圖5所示。

3 小結(jié)

（1）BTF經(jīng)過(guò)12 d完成掛膜啟動(dòng)。啟動(dòng)前，對(duì)污水站的活性污泥進(jìn)行有針對(duì)性的馴化、培養(yǎng)，獲得了大量能以擬處理的混合廢氣為唯一碳源生長(zhǎng)的高濃度菌懸液，大大縮短了啟動(dòng)時(shí)間。

（2）在啟動(dòng)之后的調(diào)試期間，混合廢氣中VOCs的質(zhì)量濃度為200~400 mg/m3、H2S的質(zhì)量濃度為80~150 mg/m3，BTF運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)VOCs和H2S的去除效果明顯，去除率始終能夠保持在86%和96%左右。VOCs和H2S均達(dá)標(biāo)排放。

[1]李婕,羌寧.活性炭吸附回收揮發(fā)性有機(jī)物的研究進(jìn)展[J].化工環(huán)保,2008,28(1):24-28.

[2]龔夢(mèng)錫,孫世祥.污水處理廠惡臭活性氧處理工藝設(shè)計(jì)[J].浙江化工,2004,35(10):27-28.

[3]Roth S H,Skrajny B,Reiffenstein R J.Alteration of the morphology and neurochemistry of the developing mammalian nervous system hydrogen sulphide [J].Clin.Exp. Pharmacol.P.,1995,22(5):379-380.

[4]於建明,沙昊雷,褚淑祎,等.生物滴濾床凈化含H2S廢氣的實(shí)驗(yàn)研究[J].環(huán)境污染與防治,2008,30(4):31-34.

[5]謝志榮,魏在山,曾貴華,等.生物法處理含氮硫無(wú)機(jī)有機(jī)惡臭氣體研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2011,34(1):136-139.

Engineering Example of Treatment of Mixed Waste Gas Containing VOCs and H2S in Biological Trickling Filter

XIE Guo-jian1,WU Hao2,LIANG Bin3,HE Wei-li4
(1.Hangzhou Economic and Technological Development Area Environmental Monitoring centre,Hangzhou 310012,China;2.Hangzhou Environmental Monitoring Centre,Hangzhou 310007,China;3.Hangzhou Huaji Environment Detection Technology Co.,Ltd.,Hangzhou 310017,China;4.China Globe Crown Group Co.,Ltd., Hangzhou 311202,China)

A biological trickling filter(BTF)treating mixed wastegas containing VOCs from produce department and H2S from own sewage plant was established in a chemical plant in Zhejiang.The BTF completely started in 12 d.In the period of commissioning after start,the mass concentrations of VOCs and H2S were 200~400 mg/m3and 80-150 mg/m3,and their removal rates could maintain at 86%and 96%.VOCs and H2S both reached emission standard.

biological trickling filter;volatile organic compounds;hydrogen sulfide

1006-4184（2012）05-0034-03

2011-10-31

謝國(guó)建（1981-），男，浙江杭州人，碩士，工程師，主要研究方向：大氣污染控制工程、水污染控制工程、環(huán)境生物技術(shù)。