含酸性惡臭類揮發性有機廢氣處理工程實例

彭 旭

（浙江藍天環保高科技股份有限公司，浙江 杭州 310018）

0 引言

企業污水處理站主要用來處理生產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，如農藥化工、醫藥化工、石油化工等行業尤其明顯，主因是其產生的揮發性、半揮發性污染物較多，這些物質通常在水中以溶解態、懸浮態等形式存在；在污水處理站經過攪動、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，在污染大氣環境的同時也對周邊環境造成破壞，從而使得周邊空氣環境質量下降，對企業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計劃，如“十三五”綱要將揮發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《中華人民共和國環境保護稅法》，明確了關于廢氣排污稅的征收等；由此可見，含惡臭類揮發性有機污染物的治理，保持良好空氣環境已然成為國家大氣污染防治計劃的重中之重[6]。

傳統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生總量較小，間歇式排放的特點。酸槽存儲的是成品副產鹽酸，在充裝鹽酸工序及清洗置換過程中會有酸性廢氣產生；鹽酸槽車灌裝廢氣主要由槽車灌裝時產生的酸性廢氣構成；廢水處理站有機廢氣由物化反應以及生化反應產生的廢氣組成。經分析，廢氣主要由HCl、H2S、氯氣、氨、非甲烷總烴等成分構成。

1.2 凈化原理

水洗塔：利用HCl 易溶于水，生成酸性物質從而完成對氨類等堿性惡臭物質的吸收，同時微量氯氣溶于水會產生一定量HClO，該物質對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的吸收，H2S、水洗塔剩余的氯氣等物質與NaOH 反應，生成NaClO，該物質具有氧化性，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：經過水洗、堿洗的廢氣經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

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

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

圖2 工程項目現場Fig.2 The project engineering site

廢水處理池經加蓋密閉收集的有機廢氣直接進入廢氣緩沖罐，經水堿洗裝置凈化，再經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生的廢水按照要求，定期排放到調節池進入廢水處理系統。

2 材料設備與分析方法

2.1 處理裝置與設備參數

本工藝設計廢氣量為2000 m3/h，包含罐區酸槽酸性氣體（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如下：

（1）負壓真空收集塔：2 座，真空收集塔規格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，轉速1450 r/min，真空壓力29.4 kPa（可調），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，酸堿度檢測系統一套；填料2 層，層高1200 mm，Φ50 mm 多面空心球，材質PVC；耐腐蝕循環泵：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，堿液加藥系統一套，75 r/min，N=0.55 kW；pH 計，酸堿度檢測系統一套；填料2 層，層高1200 mm，Φ50 mm 多面空心球，材質PVC；耐腐蝕循環泵型號：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。

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 環境效益分析

工程實施后，更加有效保障了企業廢氣的達標排放，減少了對周邊環境的污染，有毒有害氣體對周邊居民和企業的影響，同時改善了工人作業環境，降低了企業環保稅繳納數量。

3.3 經濟效益分析

本項目電氣設備總裝機容量為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，改善了廠區環境，有利于員工身心健康。

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