含油污水池廢氣生物除臭技術(shù)應(yīng)用探討

張 靜

(中國石化上海石油化工股份有限公司芳烴部， 200540)

含油污水池廢氣生物除臭技術(shù)應(yīng)用探討

張 靜

(中國石化上海石油化工股份有限公司芳烴部， 200540)

介紹了應(yīng)用生物濾池法除臭工藝技術(shù)對煉油乙烯裝置含油污水池臭氣處理的工藝原理、工藝流程和處理要求等，探討了影響生物除臭工藝系統(tǒng)運行效果的主要因素。認(rèn)為生物除臭工藝技術(shù)能有效地治理煉化企業(yè)含油污水類惡臭污染源，明顯改善生產(chǎn)企業(yè)附近的空氣質(zhì)量，對同行業(yè)具有實際推廣意義。

生物除臭 含油污水 廢氣處理

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554－93)中給出惡臭的定義為:一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損壞生活環(huán)境的氣體物質(zhì)。隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，國家對污水處理場惡臭氣體的治理工作也越來越重視。從惡臭治理方案看，主要有分散收集后集中處理和就地分散處理兩種。分散收集后集中處理是將各構(gòu)筑物中臭氣統(tǒng)一收集送到除臭系統(tǒng)集中處理;就地分散處理是根據(jù)各構(gòu)筑物中惡臭濃度和成分不同，分別采用不同的除臭裝置加以處理。從處理技術(shù)看，主要有吸附法、吸收法、冷凝法、生物除臭法、直接氧化法、熱力氧化法和催化氧化法等［1］。對于石油、石化行業(yè)污水處理場的惡臭氣體治理，目前得到成熟應(yīng)用且經(jīng)濟可行的僅有催化氧化法和生物除臭法兩種。

中國石化上海石油化工股份有限公司(以下簡稱上海石化)2#芳烴裝置2600#含油污水池承接多個生產(chǎn)裝置排放的含油污水，包括聯(lián)合裝置在運轉(zhuǎn)、開車和停車期間各工藝設(shè)備所有的沖洗水或周期性的工藝排放水，以及停工檢修時或設(shè)備正常切換時偶然受油污染的沖洗水、初期雨水、消防排放水等。整個處理系統(tǒng)包括初級廢水池(A－2601)和裝有波紋板油水分離器的二級廢水池(A－2602)，原設(shè)計均為完全敞開型式，強烈的惡臭氣體從污水池向空氣中擴散，在夏天氣溫比較高的時候尤為嚴(yán)重，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境相當(dāng)惡劣，嚴(yán)重污染周圍的大氣環(huán)境，影響員工的身體健康。根據(jù)2006年上海市大氣污染源核查定點監(jiān)測時測得數(shù)據(jù)來看，污水輸送泵處測得的總揮發(fā)性有機物(VOC)［2］最高值達到 39 mg/m3，其主要成分為生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的芳香烴類物質(zhì)。上海石化對該含油污水池采用了生物濾池廢氣除臭處理工藝技術(shù)，按除臭氣量2 000 m3/h設(shè)計，進行了污水池加蓋和廢氣除臭的技術(shù)改造，取得了良好的處理效果。

1 惡臭廢氣的生物除臭技術(shù)

1.1 生物除臭工藝原理

廢氣生物除臭法是利用微生物的新陳代謝活動將惡臭物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化為無臭或少臭物質(zhì)的處理方法。自然界中存在著分解惡臭或經(jīng)誘導(dǎo)能產(chǎn)生分解酶的微生物，其除臭過程由3個階段構(gòu)成:第一階段，臭氣同水接觸并溶解到水中，此過程遵循亨利法則;第二階段，水溶液中的惡臭成分被微生物吸附、吸收，惡臭成分從水中轉(zhuǎn)移至微生物體內(nèi);第三階段，進入微生物細(xì)胞的惡臭成分作為營養(yǎng)物質(zhì)為微生物所分解、利用，從而使污染物得以去除。生物除臭法是一種安全可靠的處理方法，通過上述3個步驟的處理，臭氣處理效率一般可達到95%以上。另外，生物濾池將致臭污染物降解成二氧化碳和水，沒有二次污染，其生物降解的反應(yīng)式為:

利用這一除臭原理，上海石化對2600#含油污水池臭氣設(shè)計了生物除臭處理工藝(見圖1)。

圖1 含油污水除臭工藝流程

1.2 生物除臭技術(shù)指標(biāo)

國家標(biāo)準(zhǔn)《惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554－93)中列出了惡臭污染物的廠界標(biāo)準(zhǔn)限值(見表1)［3］。惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值是對無組織排放源的限值，上海石化2600#含油污水池根據(jù)相關(guān)規(guī)定，指標(biāo)要求對應(yīng)于三級標(biāo)準(zhǔn)。

上海石化2600#含油污水池的進氣質(zhì)量濃度主要根據(jù)芳烴污水輸送泵處VOC監(jiān)測數(shù)據(jù)，并參照類似的含油污水池的臭氣濃度確定進、出氣質(zhì)量濃度及去除率，考慮到含油污水池封閉后臭氣濃度會成倍增加，最終設(shè)計的運行技術(shù)參數(shù)見表2。

表1 污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值 mg/m3

表2 進、出氣濃度及去除率

2 生物除臭技術(shù)應(yīng)用效果

按照上述要求制定的生物除臭處理工藝對2600#污水處理池進行項目改造并運行后，對該含油污水池的廢氣治理設(shè)施進口(S－26/101)和出口(S－26/102)進行的多次檢測結(jié)果表明，污水池的惡臭氣體經(jīng)生物脫臭處理后達到設(shè)計值，對周圍環(huán)境惡臭氣體治理起到明顯的效果。項目實施后廢氣生物除臭檢測數(shù)據(jù)結(jié)果見表3。

由表3可知，經(jīng)過生物除臭工藝處理后，廢氣中VOC類物質(zhì)總量僅余3.39 mg/m3，臭氣實際治理效果顯著。

處理前2600#含油污水池的進氣臭氣濃度約為1 000，經(jīng)過處理后臭氣濃度小于50，總?cè)コ蔬_到95%，達到國家標(biāo)準(zhǔn)3級控制指標(biāo)，滿足工藝排放要求。

表3 含油污水池檢測數(shù)據(jù) mg/m3

3 影響生物除臭效果的主要因素

3.1 進氣的流量和質(zhì)量濃度

生化處理工藝所采用的各種微生物都有其最大生化處理量，對同一生化處理塔而言，進氣的臭氣濃度在一定范圍內(nèi)，生物膜上的微生物能有效地降解臭氣物質(zhì)。適當(dāng)提高進氣流量可以增加臭氣物質(zhì)在生物塔內(nèi)填料間復(fù)雜的空隙中發(fā)生湍流，從而增大了氣體的混合強度，即隨著進氣臭氣濃度的增高，填料的體積負(fù)荷也增大，臭氣去除率幾乎不受影響。但當(dāng)進氣流量超過一個臨界值時，由于臭氣物質(zhì)與生物膜接觸時間縮短，生物膜無法充分吸附和降解臭氣物質(zhì)，即處理量超過了微生物的代謝極限值，此時凈化率反而降低。而且由于有些臭氣物質(zhì)還是微生物生理代謝的抑制物，臭氣濃度過高可能還會抑制微生物的生長。因此在處理惡臭氣體時，應(yīng)根據(jù)具體情況，調(diào)整進氣流量，實現(xiàn)氣體充分混合和完全吸附的平衡。

3.2 濾床微生物的營養(yǎng)養(yǎng)護

為了保證生化處理塔中生物濾床的長期運行，必須定期向其添加營養(yǎng)物。在生物濾池的啟動和穩(wěn)定運行階段，營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)對其生物活性有很大的影響，豐富的營養(yǎng)可以讓微生物大量繁殖，提高凈化率。但生物濾床表面的微生物密度過高，過多細(xì)胞分泌物覆蓋在生物膜表面時，凈化率反而會受到影響。具體的添加量與添加頻率可參考惡臭氣體中的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)并結(jié)合實際運行情況來確定。一般情況下營養(yǎng)液(主要養(yǎng)分為氮、磷)根據(jù)所需去除總烴的量，按總烴∶氮∶磷=100∶5∶1的比例進行配制。

上海石化2600#含油污水池生化處理系統(tǒng)中，一級生物除臭濾床采用氮磷營養(yǎng)液進行洗滌，營養(yǎng)液的循環(huán)量按5 m3/h進行，并定期更換新鮮營養(yǎng)液。同時，需要定期檢查噴嘴是否正常噴水，如有堵塞需及時清除雜物。而二級生物除臭系統(tǒng)采用上海石化環(huán)保水務(wù)部開發(fā)的生物填料，系統(tǒng)不設(shè)循環(huán)洗滌系統(tǒng)，只需根據(jù)填料的干濕情況，人工定期噴淋，生物填料的更換周期為3～5 a。

3.3 濕度、溫度和pH值

為了給生物濾床中微生物的正常生理活動提供良好的環(huán)境，保證系統(tǒng)較高的凈化率，必須合理控制濾床的濕度、溫度和pH值［4］。首先，生物濾床的濕度需要根據(jù)要求通過控制循環(huán)液流量來進行調(diào)節(jié)，在實際工藝運行中需結(jié)合不同的填料、菌種來控制適當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表面水分，一般情況下濾床上填料的濕度控制在40%～60%。上海石化根據(jù)實際運行效果，2600#含油污水池的生化處理系統(tǒng)中填料濕度維持在70%左右;其次，很多研究表明，35℃是好氧微生物的最佳活性溫度，目前大多數(shù)生物濾床的溫度均控制在15～40℃;另外，濾池循環(huán)液的pH值的最佳范圍為7～8，pH值超過此范圍會抑制微生物對惡臭物質(zhì)的分解，降低凈化效果。

3.4 填料

填料對生物濾床的長期影響效應(yīng)可以應(yīng)用填料的比表面積和孔隙率兩個參數(shù)來衡量。一般來說，填料的比表面積越大，則氣液傳質(zhì)界面面積越大，同時生物膜表面的液膜厚度也越小，液膜傳質(zhì)阻力也越低，最終生化處理凈化效率越高。而當(dāng)填料的比表面積一定時，孔隙率越大，則氣體的流通截面積越大，氣體在填料內(nèi)的實際流速越小，停留時間越長，最后氣體的凈化效率則越高。但是孔隙率增大也會造成濾床內(nèi)的有效傳質(zhì)面積減小，傳質(zhì)阻力隨之增加，去除率降低。因此在綜合考慮填料比表面積的前提下，生物濾床填料的孔隙率應(yīng)控制在最佳范圍。

3.5 設(shè)備腐蝕處理

由于污水池廢氣中含有氨、硫化氫、苯系物等具有腐蝕性的氣體，對系統(tǒng)設(shè)備中油水分離器濾芯、洗滌塔和一級生物除臭裝置的噴頭等經(jīng)常會造成腐蝕，導(dǎo)致設(shè)備無法正常使用，使臭氣物質(zhì)凈化效果下降。因此在日常運行中特別要注重檢查維護和定期修理。進氣在洗滌塔內(nèi)需要進行預(yù)處理，采用工業(yè)水進行循環(huán)洗滌，洗除廢氣中混合的懸浮油粒，并保證進氣濕度在40%左右，預(yù)防洗滌噴嘴的堵塞或腐蝕。同時，在運行中由視窗以目視方式檢查液體分布系統(tǒng)的噴嘴是否運作正常，或者從循環(huán)管路上的壓力表指示判斷液體分布狀況。

4 結(jié)束語

生物除臭技術(shù)在綜合考慮進氣的流量和質(zhì)量濃度、營養(yǎng)液濃度、除臭裝置的濕度、溫度和pH值、填料等重要參數(shù)后，可以有效提高系統(tǒng)的臭氣凈化率。上海石化2#芳烴裝置2600#含油污水池在進行了污水池加蓋和廢氣除臭的技術(shù)改造后，取得了良好的應(yīng)用效果，臭氣總?cè)コ蔬_到90%～95%，重點惡臭污染源得到了有效治理，明顯改善了企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的空氣質(zhì)量，對同行業(yè)的三廢處理具有借鑒和推廣意義。

［1］ 張星，朱景洋，穆遠(yuǎn)慶．揮發(fā)性有機物污染控制技術(shù)研究進展［J］．化學(xué)工程與裝備，2011(10):165－166．

［2］ 林立，魯君，馬英歌，等．國內(nèi)外VOCs排放管理控制歷程［J］．環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2011，23(5):12 －16．

［3］ 劉濤．石油化工污水處理場惡臭氣體治理方案選擇［J］．廣東化工，2011，38(5):153 －154．

［4］ 付歡，蘇適．生物過濾除臭裝置運行中的問題及解決辦法［J］．石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2011，27(1):52 －56．

Discussion on Application of Biological Deodorization Technology for Steam of Oily Sewage Reservoir

Zhang Jing
(Aromatics Division，SINOPEC Shanghai Petrochemical Co．，Ltd．200540)

The process principle，process flow and treatment requirements for steam treatment of oily sewage reservoir in ethylene plant with biological filter process were introduced，and the main affecting factors for operating effects of biological deodorization process system were discussed．It concluded that biological deodorization process could effectively treat the odor pollution resources as oil sewage in refining enterprises，so as to obviously improve air quality near the refining plant，which had significance for popularization in enterprises of the same industry．

biological deodorization，oily sewage，steam treatment

1674－1099 (2012)04－0031－03

X783.2

A

2012-05-24。

張靜，女，1978年12月出生，助理工程師，畢業(yè)于上海交通大學(xué)工商管理專業(yè)，現(xiàn)從事環(huán)保管理工作。