含酸性惡臭類揮發(fā)性有機廢氣處理工程實例

彭 旭

（浙江藍天環(huán)保高科技股份有限公司，浙江 杭州 310018）

0 引言

企業(yè)污水處理站主要用來處理生產(chǎn)廢水和部分生活污水，該類廢水通常含有較高濃度的易揮發(fā)性有機物；此外，用于廢水處理的物化處理池、生化反應池會釋放含惡臭類的VOCs 氣體[1]。因此，在污水處理中如不采取有效措施對這些廢氣進行處理，將會對大氣造成嚴重污染。在精細化工行業(yè)，如農(nóng)藥化工、醫(yī)藥化工、石油化工等行業(yè)尤其明顯，主因是其產(chǎn)生的揮發(fā)性、半揮發(fā)性污染物較多，這些物質(zhì)通常在水中以溶解態(tài)、懸浮態(tài)等形式存在；在污水處理站經(jīng)過攪動、鼓泡、物化反應等方式以氣體的形式釋放出來，此外溫度的升高會增加氣體釋放程度，更加劇了大氣環(huán)境污染[2-3]。

含惡臭類有機廢氣具有閾值低、人員敏感的特征，少量泄漏就會導致氣味難忍，若得不到有效處理，在污染大氣環(huán)境的同時也對周邊環(huán)境造成破壞，從而使得周邊空氣環(huán)境質(zhì)量下降，對企業(yè)員工以及周邊居民健康造成威脅，同時對周邊作物也會帶來不利影響[4-5]。與此同時，國家進行了污染防治攻堅戰(zhàn)計劃，如“十三五”綱要將揮發(fā)性有機污染物納入總量考核指標，2018 年1 月，國家正式頒布實施了《中華人民共和國環(huán)境保護稅法》，明確了關(guān)于廢氣排污稅的征收等；由此可見，含惡臭類揮發(fā)性有機污染物的治理，保持良好空氣環(huán)境已然成為國家大氣污染防治計劃的重中之重[6]。

傳統(tǒng)的惡臭類有機污染廢氣具有成分復雜，處理難度大的特點，常見的處理方式有低溫等離子法、生物洗滌法、光催化氧化法等，他們都存在受環(huán)境影響大，處理效率低、耐用性差、可靠性不佳、耐沖擊負荷低等缺點[7]。因此，一般的處理方式很難達到有效的處理效果；本項目在綜合分析廢氣成分的基礎(chǔ)上，采用“水洗+堿洗+活性炭吸附”的耦合工藝，對廢水處理站廢氣進行統(tǒng)一收集，集中處理，減少了大氣污染。

1 凈化機理與工藝流程

1.1 廢氣組分

本項目酸性廢氣主要由罐區(qū)儲酸槽清洗置換酸性氣體及槽車灌裝呼吸廢氣組成，該類酸性廢氣具有產(chǎn)生總量較小，間歇式排放的特點。酸槽存儲的是成品副產(chǎn)鹽酸，在充裝鹽酸工序及清洗置換過程中會有酸性廢氣產(chǎn)生；鹽酸槽車灌裝廢氣主要由槽車灌裝時產(chǎn)生的酸性廢氣構(gòu)成；廢水處理站有機廢氣由物化反應以及生化反應產(chǎn)生的廢氣組成。經(jīng)分析，廢氣主要由HCl、H2S、氯氣、氨、非甲烷總烴等成分構(gòu)成。

1.2 凈化原理

水洗塔：利用HCl 易溶于水，生成酸性物質(zhì)從而完成對氨類等堿性惡臭物質(zhì)的吸收，同時微量氯氣溶于水會產(chǎn)生一定量HClO，該物質(zhì)對VOCs 以及氨具有一定氧化性，從而降低了VOCs含量[8]，其反應式見式（1）、式（2）、式（3）。

堿洗塔：在堿洗塔中完成酸性物質(zhì)的吸收，H2S、水洗塔剩余的氯氣等物質(zhì)與NaOH 反應，生成NaClO，該物質(zhì)具有氧化性，綜合作用下將H2S及水洗剩余VOCs 氧化吸收[9-10]，反應式見式（4）、式（5）。

活性炭吸附塔：經(jīng)過水洗、堿洗的廢氣經(jīng)除沫器去除一定水分后進入活性炭吸附塔，利用活性炭的吸附性將未完全凈化的廢氣凈化。

1.3 工藝流程

本工藝技術(shù)的處理流程見圖1，工程項目現(xiàn)場見圖2，罐區(qū)酸槽酸性廢氣與鹽酸灌裝廢氣經(jīng)真空塔收集進入廢氣緩沖罐，經(jīng)水堿洗裝置凈化，除沫器除霧，進入活性炭吸附裝置，最后經(jīng)高空達標排放。

圖1 項目工藝流程圖Fig.1 Project process flow chart

圖2 工程項目現(xiàn)場Fig.2 The project engineering site

廢水處理池經(jīng)加蓋密閉收集的有機廢氣直接進入廢氣緩沖罐，經(jīng)水堿洗裝置凈化，再經(jīng)除沫器與活性炭吸附塔凈化后，高空達標排放。

其中除沫器、水堿洗塔及廢氣緩沖罐產(chǎn)生的廢水按照要求，定期排放到調(diào)節(jié)池進入廢水處理系統(tǒng)。

2 材料設(shè)備與分析方法

2.1 處理裝置與設(shè)備參數(shù)

本工藝設(shè)計廢氣量為2000 m3/h，包含罐區(qū)酸槽酸性氣體（間歇排放）、鹽酸灌裝呼吸廢氣（間歇排放）、廢水處理池廢氣。主要廢氣處理裝置的參數(shù)如下：

（1）負壓真空收集塔：2 座，真空收集塔規(guī)格Φ300×800 mm（鋼襯四氟），分別由2 臺真空泵提供負壓，真空泵型號為WHR-80H，轉(zhuǎn)速1450 r/min，真空壓力29.4 kPa（可調(diào)），配套電機Y112M-4 功率4.0 kW，2 用1 備；

（2）水洗塔：Φ800×3200 mm，配翻板液位計0～1.5 m；pH 計，酸堿度檢測系統(tǒng)一套；填料2 層，層高1200 mm，Φ50 mm 多面空心球，材質(zhì)PVC；耐腐蝕循環(huán)泵：型號TP40VK-2，流量18 m3/h，揚程13 m。

（3）堿洗塔：Φ800×3200 mm，配翻板液位計0～1.5 m，堿液加藥系統(tǒng)一套，75 r/min，N=0.55 kW；pH 計，酸堿度檢測系統(tǒng)一套；填料2 層，層高1200 mm，Φ50 mm 多面空心球，材質(zhì)PVC；耐腐蝕循環(huán)泵型號：TP40VK-2，流量18 m3/h，揚程13 m。

（4）廢氣緩沖罐：1 個，Φ1000×1500 mm；除沫器：1 臺，Φ500×1500 mm，配翻板液位計0～1.0 m。

（5）活性炭吸附塔：2 臺（一備一用），臥式，Φ1500×2600 mm，柱狀活性炭30～50 mm。

（6）防腐引風機：2 臺（一備一用），型號Y100L-2，2.2 kW，流量2853 m3/h，全壓1532 Pa；

（7）混凝土塔及設(shè)備基座：6 個，標號C30；PP風管（Φ300 mm）、彎頭、閥門若干；管梁支架若干、碳鋼材質(zhì)。

2.2 分析檢測方法

該項目檢測方法均采用國家標準，其具體方法見表1。

表1 主要特征污染物檢測方法與標準Table 1 Detection methods and Standards of main characteristic pollutants

3 運行效果分析

3.1 節(jié)能減排效果

該項目實施后有效減少了惡臭類酸性VOCs的物質(zhì)濃度，其處理效果見表2。

由表2 可以看出，該工藝具有良好的廢氣凈化效果，其凈化效率均高于90%，廢氣經(jīng)處理后滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297-1996）、《惡臭類污染物排放標準》（GB 14554-1993）對排放限值的排放要求。

3.2 環(huán)境效益分析

工程實施后，更加有效保障了企業(yè)廢氣的達標排放，減少了對周邊環(huán)境的污染，有毒有害氣體對周邊居民和企業(yè)的影響，同時改善了工人作業(yè)環(huán)境，降低了企業(yè)環(huán)保稅繳納數(shù)量。

3.3 經(jīng)濟效益分析

本項目電氣設(shè)備總裝機容量為10.2 kW（加藥裝置不計入），按每小時0.8 元計則每小時耗電8.16 元；使用的藥劑主要有燒堿，平均每10 d 換一次NaOH 溶液，每次消耗30 kg，按每噸3600 元計，每小時消耗0.45 元；人工費每人每天按150元計，定額一人，一個臺班為18.75 元/h；根據(jù)上述計算，廢氣處理綜合費用為13.68 元/km3，綜合處理費用較低。

表2 主要特征污染物凈化效率Table 2 Purification efficiency of main characteristic pollutants

4 結(jié)論

“水洗+堿洗+活性炭吸附”的耦合工藝對含酸性惡臭類有機廢氣具有良好的處理效果，該項目實施后減排效果明顯，改善了廠區(qū)環(huán)境，有利于員工身心健康。

該工藝運行穩(wěn)定，凈化效率高，控制節(jié)點少；具有良好的可操作性，耐久性，適用范圍廣，經(jīng)濟可行、技術(shù)合理，對相似組分廢氣處理工程具有良好的指導與示范作用。