金陵論道，精細化工廢水、廢氣處理技術指導

文/本刊記者 胡靜

金陵論道，精細化工廢水、廢氣處理技術指導

文/本刊記者 胡靜

“2017（第二屆）全國精細化工廢水、廢氣處理新技術交流會”在南京成功舉辦——為幫助精細化工行業的環保治理工作，提高工業廢水、廢氣處理能力，搭建企業與創新技術對接的平臺，2017年3月15～16日，由中國化工企業管理協會主辦、《流程工業》協辦的 “2017第二屆全國精細化工廢水、廢氣處理新技術交流會”在南京召開。本屆會議集中展示了一批科技成果，專業廢水、廢氣處理公司創新技術與工程案例。來自全國各地的化工生產企業環保管理及技術人員在兩天的時間里交流研討，分享成功經驗，促進高效的環保技術工藝推廣應用。

初春的南京，天高云淡遠黛青，在美麗的玄武湖畔，2017（第二屆）精細化工廢水、廢氣處理技術交流會如期舉辦，和2016年會議相比，今年的議題新加入了廢氣處理專題，更貼合近幾年環保領域人士的迫切需求。

早上8點30分，200余人的會場已經坐無虛席，從全國各地專程趕來的聽眾參與到本屆會議中，期待從兩天的會議中能有所收獲。

石化行業VOCs治理

《大氣十條》實施以來，全國SO2、NOx、煙粉塵排放控制取得明顯進展，但VOCs排放量仍呈增長趨勢。我國現有42項固定源排放標準，其中涉及VOCs控制的有14項。近幾年，VOCs治污減排工作正逐漸增強，逐步補齊大氣污染治理短板，促進環境空氣質量持續改善和產業綠色轉型發展。

環境保護部環境規劃院研究員寧淼博士介紹了“十三五”石化與化工行業VOCs減排要求與應對策略。寧博士介紹，重點地區和重點行業VOCs排放控制取得明顯進展，全國VOCs排放總量下降10%以上，重點地區下降15%以上。通過與NOx等污染物的協同控制，重點地區大氣復合污染程度有所減輕，O3污染加重趨勢得到遏制，PM2.5污染狀況持續改善（石化行業12類源頭見圖1）。

石油和化工行業的減排目標:到2020年，石油煉制、石油化工行業VOCs排放量減少40%以上；農藥、醫藥、合成樹脂、橡膠和塑料制品制造等化工行業VOCs排放量減少30%以上，優化生產工藝過程，采取密閉生產工藝，推廣使用無泄漏、低泄漏設備。

工業源VOCs減排措施

寧博士認為，為加快實施工業源VOCs減排，需做到以下幾個方面：

●全面推行“泄漏檢測與修復”管理制度，建立信息管理平臺，全面分析泄漏點信息，對易泄漏環節制定針對性改進措施。

●嚴格控制儲存損失，揮發性有機液體儲存設施應在符合安全等相關規范的前提下，采用壓力罐、低溫罐、高效密封的浮頂罐或安裝頂空聯通置換油氣回收裝置的拱頂罐，其中苯、甲苯及二甲苯等危險化學品應在內浮頂罐基礎上安裝油氣回收裝置等處理設施。增設VOCs末端治理設施，控制效率需大于95%。

●嚴格控制裝卸損失，揮發性有機液體裝卸應采取全密閉、液下裝載等方式，嚴禁噴濺式裝載。汽油、石腦油、煤油等高揮發性有機液體，苯、甲苯及二甲苯等危險化學品的裝卸過程應優先采用高效油氣回收措施。

●強化廢水處理系統逸散廢氣治理，確保廢氣經收集處理后達到相關標準要求，禁止稀釋排放。

●加強有組織工藝廢氣治理，工藝廢氣應優先考慮生產系統內回收利用，難以回收利用的，應采用催化燃燒、熱力焚燒等方式處理，處理效率應滿足相關標準和要求。

●強化其他源項廢氣治理，如冷卻塔、循環水冷卻系統及火炬系統等，采用無泄漏或低泄漏的換熱設備減少排放。

VOCs常見凈化處理工藝

江蘇省環境科學研究院研究員、江蘇齊清環境科技有限公司總工李建軍先生，擁有豐富的化工園區、企業廢氣處理技術研究及工程設計經驗，通過詳細分析多個常見的揮發性有機物凈化處理工藝，與在場聽眾分享了他的技術理念。

1.源頭控制技術

（1）清潔生產：注重生產全過程的物料回收，充分實現再回收、再利用，防止和減少污染的產生。

（2）原料替代：生產過程中采用低VOCs含量的原料，如包裝印刷過程中使用低VOCs溶劑、汽車涂裝過程使用低VOCs涂料等。

（3）工藝改進：:采用先進的工藝技術，減少VOCs排放量，如汽車涂裝過程中用3C1B工藝代替傳統的3C2B工藝。

2.末端治理技術

（1）冷凝法：將廢氣降溫至VOCs成份露點以下，凝結為液態后加以回收適用于高濃度、成份單純且回收價值高的VOCs。冷凝法處理成本較高，適用濃度≥5 000 ppm ，效率50%～85%；濃度≥1%時，回收效率90%以上。常搭配其他控制技術，如焚燒、吸附、洗滌等作為前處理步驟。

（2）吸收法：對濃度和壓力較高，溫度較低的VOCs，常采用低揮發性或不揮發的溶劑對其進行吸收。然后再利用VOCs與吸收劑物理性質的差異將二者分離。適用于高水溶性VOCs，用化學藥劑將VOCs中和、氧化或其他化學反應破壞。其優點是可同去除氣態污染物，投資成本低，傳質效率高，對酸性氣體也有高處理效率。缺點是有后續廢水處理問題，顆粒物濃度高，導致塔堵塞，維護費用高，排氣可能造成白煙。

（3）吸附法：采用吸收劑吸附氣相中的VOCs，從而達到氣體凈化的目的。常用吸附劑主要有顆粒活性炭、纖維活性炭及蜂窩狀活性炭等。需要注意的是，活性炭吸附-蒸汽脫附再生技術可有效回收大量物料，但通常出口有機物難以達標排放，因此僅采用活性炭吸附回收技術難以確保廢氣污染物達標排放。活性炭吸附設備對有機物的吸附有極強的選擇性，不是所有的廢氣都適合采用活性炭吸附。高沸點如DMF、含有粘性的或極易自聚合的丙烯酸等均不適合采用活性炭吸附。

圖1 石化企業VOCs的12類源頭

（4）熱力破壞法：主要分為直接燃燒法、催化燃燒法、蓄熱式熱氧化法、蓄熱式催化燃燒法等。采用RTO爐焚燒凈化有機廢氣，在850℃高溫下常見有機物均能得到有效凈化處理，凈化處理效率及熱回收效率均較高，已經日益得到廣泛應用。但同時要注意的是RTO爐的安全性問題，有機廢氣的收集方式及預處理工作是確保RTO爐凈化處理系統安全性的第一要素，在設計RTO爐時必須委托經驗較為豐富的專業單位。

（5）微生物凈化法:微生物凈化法因其原理簡單、不產生二次污染物、運行維護費用低等優點越來越受關注。其投資少，運行費用低，處理效果好；但也有一些缺點，如降解速度慢，占地面積廣，運行操作條件不易控制等。

（6）等離子凈化法：低溫等離子體技術目前在惡臭污染治理中正得到越來越廣泛的應用。該方法具有能耗低、效率高、無二次污染等明顯優點。需要注意的是，低溫等離子裝置本質上并不防爆，因此有機物濃度較高的場合不得使用。低溫等離子本質上是一種強氧化法，其對有機物的凈化處理效率有限，難以將有機物最終氧化為CO2和H2O，對某些呈還原態的含硫污染物，該設備具有一定的凈化處理效果。低溫等離子高壓電場對氣溶膠、細顆粒粉塵具有良好的凈化處理效果，但電極需定期清洗維護，否則易引起安全事故。

（7）各種光催化凈化法：光催化裝置由于其技術含量較低導致入門門檻不高，大量的企業通過對其進行各種花樣繁多的包裝從而促進其銷售，但本質上講，光催化技術并不適用于工業尾氣的凈化與處理，其技術也遠未成熟，地方管理部門和企業需對其保持謹慎態度。

工業廢水處理工藝技術

制藥工業廢水處理

來自國家環境保護制藥廢水污染控制工程技術中心的任立人先生在開幕演講中，為現場聽眾詳細介紹了目前制藥行業污水處理的現狀和問題、污染物排放標準、水污染控制技術、企業污染綜合預防思路及未來制藥廢水處理的技術展望。

任老師介紹了制藥工業水污染控制主要的技術思路：廢水生化抑制影響予處理→厭氧生化(包括厭氧水解或厭氧消化)→好氧生化→廢水深度處理。

廢水首先進行生化抑制影響予處理，將其毒性控制在生化抑制濃度以下，以提高廢水的可生化性，然后再通過厭氧和好氧生化以及后續的深度處理措施實現廢水的達標排放。

1.厭氧生化處理

目前該工藝過程主要用于青霉素、鏈霉素、紅霉素、卡那霉素及泰勒霉素等發酵類抗生素、維生素、氨基酸等，還有許多半合成類制藥廢水的前段生化處理以及廢水反硝化脫氮過程。

常用于制藥廢水處理的厭氧反應器有以下幾種：

●上流式厭氧污泥床(UASB)反應器；

●厭氧生物濾池；

●折流板式反應器(ABR)；

●復合式( UASB+AF)厭氧反應器；

●厭氧流化床(FB)反應器；

●厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)反應器；

●內循環式(IC)厭氧反應器。

2.好氧生化處理

常用的工藝有以下幾種：

●傳統的活性污泥法；

●深井曝氣法、深層曝氣、好氧生物流化床；

●生物接觸氧化法、可變曝氣生物接觸氧化系統；

●序批式活性污泥(SBR)法、CASS工藝及其變形工藝；

●ABR工藝、MBBR工藝、生物倍增工藝及MBR工藝等;

●針對不同脫磷、脫氮功能要求的A/O工藝、A2O工藝、A2O2工藝等。

有機廢水預處理的有效途徑

南京師范大學教授、江蘇省萃取分離中心主任顧正桂先生介紹了萃取分離集成技術在有機廢水預處理中的應用，他提出，萃取精餾技術對于精細化學品提取及副產物綜合利用具有指導價值。

顧教授認為，當前石油化工及醫藥生產的產品及副產物深加工與綜合利用力度不夠，副產物及廢棄物占比例較大，資源浪費嚴重，造成環境影響。在傳統石化生產中，分離能耗占總能耗70%左右，導致生產成本高，缺乏市場競爭力。調整原材料路線、選用新方法及對工藝進行優化，是實現過程中資源和能源綜合循環利用的主要途徑，其中，最為關鍵的是，集成技術的研發和應用，包括新型反應技術、分離集成技術和反應與分離集成技術等。

顧教授向參會者介紹了萃取集成方法及應用，并分享了一些分離集成裝置的實際案例。例如，國內氯化芳烴廢棄物傳統的處置方法均存在著廢氣無組織排放、廢水COD達到40萬ppm以上(降解難，難以達標排放)以及蒸餾殘渣棄置的諸多問題。 采用減壓蒸餾-復合精餾-萃取精餾工藝分離混合二氯苯從技術上與目前通用的生產工藝比較，回流比由16:1降到4:1，因此節能43%左右;分離后氯化苯、對二氯甲苯及鄰二氯甲苯含量均達99%以上，實現廢棄資源有效利用，萃取精餾技術對于精細化學品提取及副產物綜合利用具有指導價值。

顧教授認為，未來有機化工發展，與傳統的制備方法相比，需達到四化：工藝簡單化、裝置集成化、結構微型化、生產連續化；以及四低：原料消耗低、副產物低、廢棄物低、能耗降低。

關注抗生素廢渣處理

進口COD濃度受到限制，有錢難買廢水排放指標，殘抗量大，活性污泥難以發揮作用…中國醫藥工業研究總院副院長、上海交大藥學院副院長陳代杰教授揭開了目前我國抗生素廢渣處理面臨的難題。在每年產生的600萬t左右的廢濕渣，按照廢渣中殘留量占總產抗生素量的5%計算，全年廢渣中殘留抗生素達1萬多噸。

圖2 污水深度處理技術總覽

在《個性化定制抗生素生產廢棄物技術的開發》的演講中，陳院長介紹了這種適用于不同生物制藥廢水的“多級厭氧/兼性厭氧/好氧結合多級循環的高濃度廢水”的“個性化定制”處理工藝，根據企業技術瓶頸，進行實驗室解決方案的設計和研究，以獲得匹配解決企業生產問題的解決方案。

●能夠處理高COD廢水，可節約稀釋用水；

●基本不采用化學處理方法，可以減少二次污染；

●基本不采用物理處理方法，可以降低能源消耗；

●高COD降解率，減輕后續處理壓力；

●多級厭氧技術，不僅能夠處理高COD廢水，以及降解抗生素廢渣，且在其處理過程中可以產生大量的沼氣，循環能源使用。

污水深度處理及廢水回用

南京工業大學水處理技術研究所劉瑛女士介紹了污水深度處理及回用技術，參加圖2、圖3。

污水深度處理，是進一步去除常規二級處理所不能完全去除污水中雜質的凈化過程，是解決水資源短缺、污水回用的重要措施。城市二級污水處理廠通過提標改造,增加三級處理工藝流程,處理后的水可用于市政綠化、洗車及污水處理廠內工藝用水等。經三級處理后的水,采用微濾膜過濾和反滲透膜處理,水質可達到飲用水標準。工業污水的水質比城市污水更為復雜，其回用處理也要復雜得多。

劉瑛女士提到，回用水水質應根據生活雜用、行業及生產工藝要求來制訂，在美國有近30種回用水水質標準，我國回用水標準體系相對不完善，標準之間關聯性小。污水再生處理工程中單獨使用某項單元技術很難滿足對水質的要求，通常情況下要針對不同的水質要求采用相應的組合工藝進行集成處理。

圖3 廢水回用冷卻水的通用技術

先進技術推介

本屆會議聚集了眾多優秀的高校及企業技術人士的參與，向業內介紹了先進的廢水、廢氣處理技術工藝。北京化工大學傳質與分離工程研究中心主任李群生教授介紹了高效分離技術的原理及其在精細化工廢氣、廢水處理中的工業應用。博瑞德南京凈化技術有限公司主要為企業及工業園區提供工業廢水處理、園區廢水集中處理、中水回用等服務，市場總監于佳先生介紹了公司的核心技術和一些典型工程案例。賽默飛市場部經理崔曉亮先生介紹了賽默飛的環境污染物監測解決方案，杭州綽美科技有限公司總經理方普先生分析了在線監測技術的發展趨勢，同時還分享了公司創立前后的科研情懷，引起了很多業內同仁的共鳴。

科洛博（上海）數字科技顧問有限公司的周俊女士介紹了3D激光掃描在工業處理過程中的運用。她提到，在現有工廠資料不完整全面的情況下，如何快速并有效地設備更換和維護成為一些大型工廠考慮的問題。3D激光掃描技術能夠完整、快速以及準確地捕捉工廠現有情況并生成3D模型，提供給現場工程師作為參考，以便更好地進行設備更換及維護工作。

圖4 會議設置了企業展示平臺，為在場聽眾提供直觀的技術展示和現場咨詢

結語

堅持綠色發展，推進生態環境保護，提高環境質量，全面改善生態環境質量，這是我國“十三五”期間綠色發展的重要內容，國家出臺實施的《水污染防治行動計劃》(“水十條”)、《大氣污染防治行動計劃》(“大氣十條”)等一系列法規政策也彰顯了環境治理的決心。在政策、產業的利好前景下，眾多的的高校科研機構、企業紛紛針對廢水、廢氣處理開展了大量的研究，也涌現了大批優秀的技術成果，并驅動助力行業的綠色循環低碳發展。

精細化工是廢水、廢氣治理的關鍵行業，基于業內對相關工業技術深度交流學習的需要，《流程工業》和主辦方中國化工企業管理協會一起籌辦了本屆會議，有啟發性的演講和交流讓參會聽眾收獲良多。今后，《流程工業》還會繼續根據讀者的需求，開展不同主題的污水治理技術交流會，采用線上及線下等豐富的交流模式，為業內人士傳遞前沿、實用的信息，助力環保治理工作的高效運行。