焦化企業污水生化處理惡臭綜合治理工藝措施

武秀梅

(烏海市生態環境科學研究與排污權中心，內蒙古 烏海 016000)

0 引言

相比于其他企業而言，焦化企業的生產工藝具有一定的獨特性，因此在其所排放的污水中，含有較高的COD和氨氮，具有難降解特征。焦化污水所具有的上述特點，致使焦化企業在對其進行各項生化處理環節時，不可避免的會形成帶有惡臭的發臭團，而在此其間，又以帶有二甲基硫、甲基乙基硫的硫醚惡臭氣味更為強烈。毫無疑問，焦化企業污水生化處理期間所產生的惡臭氣體深刻影響企業內部員工身心健康，若員工長期處于惡臭氣體環境中進行工作，其身心自然會受到不同程度的損害。同時，焦化企業所產生的惡臭氣體排放至環境中也會對大氣環境造成污染，影響社會和諧和穩定。基于此種形勢，焦化企業務必要秉持環保理念，嚴格對污水生化處理期間的惡臭氣體進行綜合處理，以優化企業內部員工生產操作環境，強化大氣環保效果。

1 惡臭氣體的構成及特征

在焦化企業所排放的污水中，有著較高的氨氮和COD，這也直接決定了企業在對污水進行生化處理期間所產生的惡臭氣體具有兩項特征，即：污染物成分復雜和惡臭氣體產生量變化大[1]。

首先從污染物成分構成來看，既包括大量的二胺、甲硫醇、糞臭素等，又包括少量的硫醚類、芳香烴和有機酸等物質。其次從惡臭氣體產生量來看，即便在同一家焦化企業污水處理單位內部，不同單元最終產生的惡臭氣體量也深受水質、水量和操作因素等影響。

與一般的空氣污染治理工作相比，焦化企業污水惡臭污染治理具有獨特的特點，具體來說，可歸結于如下四個方面：第一，焦化企業污水生化處理期間所產生的惡臭排放點多為敞開式、處理量相對較大，但濃度較低；第二，惡臭氣體會通過個體的呼吸系統對嗅覺器官產生刺激，此時嗅覺閾值低，對氣體進行處理后，要求惡臭物濃度趨近于零；第三，惡臭成分復雜，普遍需要多種處理工藝組合應用；第四，惡臭氣體測定相對困難，相比于分析儀器而言，嗅覺閾值往往超出其對惡臭物質的最低檢測濃度。

2 焦化企業污水生化處理惡臭綜合治理案例

本環節選擇位于山東某集團焦化污水生化處理惡臭案例進行研究，該公司建設于1988年，截至2021年，已經有30年的發展歷史。在多年的發展歷程中，公司的焦爐幾經轉變，生產效率日漸提升，為公司創造了理想的經濟效益。但與之對應的是，公司對焦化污水所應用的處理工藝卻長久未作更新，始終應用生化處理工藝，其在污水處理期間所產生的惡臭氣體無論是對員工身心健康還是對社會環境，皆造成了不良的影響。2021年，山東某集團開始和某環保科技公司進行合作，對污水生化處理期間所產生的惡臭進行綜合處理，取得了理想的處置效果。

在對惡臭氣體進行綜合治理階段，先是對惡臭氣體產生的源頭和特征進行了全面的分析，在此基礎上，結合具體情況，制定了相應的綜合處置工藝，詳細來說，主要分為如下流程。首先應用引風機，將存在于各個密封池內的惡臭氣體通過支管引入主風道，在將其引入洗滌塔后，對其進行預處理洗滌，而后洗滌塔頂的捕霧器即會對其進行捕集并去除洗滌液，將其送入光霧催化裝置。待其進入光霧催化裝置后，使用UV紫外線，對具有惡臭團的化合物質結構進行改變，裂解、氧化原本的大分子化合物，并將未去除惡臭的氣體送入低溫等離子裝置，再次對其進行分解，實現徹底脫臭、凈化的目標。

而在某集團所采取的惡臭綜合治理方案中，廢棄系統加蓋收集為保障裝置運行穩定性的重要條件。在脫氮池、沉淀池和酸化池等密封狀態下進行集氣，更方便惡臭氣體的運輸和收集。同時，在惡臭治理裝置中，洗滌塔、低溫等離子和光氧化催化裝置也至為關鍵，其實際上是惡臭氣體綜合治理的核心。光氧催化裝置可以產生光觸催化反應，強化紫外光波能量聚變，催化產生大量的活性氧和臭氧，推動廢氣和惡臭氣味降解轉化為低分子化合物，進而實現脫臭和滅菌的目標。低溫等離子裝置則可推動惡臭化合物向二氧化碳和水轉變，達成凈化惡臭的目標。惡臭綜合處理裝置治理對比指標如表1所示。

截至今日，公司所設計的惡臭綜合處理裝置已經運行多年，裝置處理效果十分理想，實現了預期的目標，裝置排出口氣體也滿足相關指標要求。(如表1所示)即：硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二流醚、二氧化碳、氨、三甲胺、苯乙烯、臭氣濃度的廠界濃度限值(mg/m2)分別在0.06、0.007、0.07、0.06、3.0、1.5、0.08、5.0和20(無量綱)。

表1 惡臭綜合處理裝置治理對比指標

3 焦化企業污水生化處理惡臭綜合治理工藝措施

本環節主要對焦化企業污水生化處理惡臭治理工藝進行探討，主要總結出兩大類工藝措施。

3.1 化學氧化法

化學氧化法主要包括三項技術，即：光化學氧化技術、高錳酸鉀氧化法和臭氧氧化法三種。

一是從光化學氧化技術來看，其實際上是一項在化學氧化和光照輻射同時進行情況下去除水中污染物的技術類型[2]。現階段，作為一項高級的氧化技術，光化學氧化技術備受廣大學者關注。該項技術在應用期間，需要吸收特定波長的電磁輻射，在產生分子激發態后，發生化學反應，進而產生新的物質或成為中間化學產物。在化學氧化反應和光照輻射同時進行的情況下，反應速率和氧化能力顯著提升。在紫外光和氧化劑同時發揮效果時，即為光激發氧化法，一般來說，臭氧、過氧化氫和空氣等為常見氧化劑；而在紫外光和催化劑同時發揮效果時，即為光催化氧化法，通常情況下，鈦白粉為常見的催化劑，借助光源對水中有機物進行氧化，去除水中含有的微量有機污染物和不同氯化有機物等。從光化學反應的活化能來源來看，主要源自光子的能量，且主要為紫外光，在處理污水內難降解的CHCl3、CCl4、多氯聯苯等方面作用顯著。

二是從高錳酸鉀氧化法來看，其作為一種應用廣泛的無機強氧化劑，具有優秀的滅菌性能，將其應用于污水惡臭治理工作中，可以對氯化消毒后的反應副產物進行有效的控制[3]。與此同時，高錳酸鉀所具有的高反應也可降低污水內的有機物濃度和數量，改變水的致突變性。另外，將高錳酸鉀用于焦化企業污水惡臭治理中，也能夠避免污水繼續生成氯酚等物質，且因其具有優秀的氧化性能，也可對色、嗅、味進行有效去除，并具有凈化烯烴、醛及酮類化合物的功能。最后，無論是處于酸性環境還是處于堿性環境，高錳酸鉀的強氧化作用都不會受到限制，其對低分子質量和低沸點類的有機污染物有著理想的凈化作用。

三是從臭氧氧化法來看，顧名思義，臭氧氧化法實際上就是將臭氧作為氧化劑，對廢水進行凈化和消毒處理。實際上，臭氧本來就具有強大的氧化性能，其可以同時對水體內存在的有機污染物進行消毒和凈化[4]。同時，臭氧還具有破壞生物細胞內物質交換的作用，在發揮該項作用時可改變部分污染物的性質，實現轉移和去除污染物的目標，在臭氧的作用下，原本大分子的有機物也可被分解成小分子有機物。因此，臭氧可作為企業污水生化處理惡臭中的一項殺菌劑和脫色劑[5]。

總結來說，當前臭氧氧化法在污水治理領域的應用，主要體現在對水的消毒、去除水中酚、氰等污染物質、水的脫色、去除水中鐵、錳等金屬離子和去除水中異味和臭味方面。也正是基于臭氧具有的強大的氧化能力，其也得以在環境保護和化工生產領域被廣泛應用。另外，相關研究顯示，即使在低劑量下，臭氧也可發揮理想的效果，不僅可降低總的有機鹵化物，還可抑制溟化物向溟酸鹽進行轉化。最后，臭氧氧化法在短時間內即可發揮作用，且應用流程相對簡單，不會產生二次污染。但需要注意的是，現階段社會領域在生產臭氧階段，需要較高的電耗，一般來說1 kg臭氧耗電量大約在20～35 kW·h度之間。因此，在后續階段，有關單位需對這一問題加以關注，持續優化改進生產，以降低電耗，與此同時，還需加強對氣水接觸方式和接觸設備的研究，提高臭氧的利用率。相關單位在應用臭氧氧化法階段，也要考慮臭氧氧化的產物對水質可能產生的不良影響。

3.2 生物法

現階段，生物法也是企業進行污水惡臭處理的一項關鍵方法，且該項方法日前在社會領域已經廣泛運用。不同微生物可以將污水內所含有的多種污染物作為營養來源，并通過自身的新陳代謝實現對污水內污染物的分解，污水內的有機相物可以作為大部分微生物的碳源，污水內的硝酸鹽等則可作為大部分細菌的氮源，污水內的金屬則可作為特定微生物的營養來源，由此可見，微生物對焦化企業污水處理效果良好。同時，土壤桿菌和節桿菌等微生物在焦化企業廢水中低濃度污染物處理工作中有著理想的應用效果，當然，在污染物濃度不同的情況下，微生物的生長狀況也不盡相同。例如：在低濃度污水內，微生物可在有機相污染物濃度很低狀況下大幅度生長繁殖，在處理污染程度小的水體中作用顯著，且微生物可以通過二次基質的作用凈化濃度更低的少量的難降解有機污染物網。

總結來說，生物處理技術在對副產物前體物進行消毒和凈化有機物方面效果顯著，其可以理想的減少氨氮濃度，有著較高的凈化效率。同時，該項處理技術應用過程穩定，運營成本相對來說較低，故適合在當前階段大規模推廣應用。但相關單位也應當注意，生物處理技術在處理污水內難降解的污染物時，效果并不理想，具體來說，其對三鹵甲烷污染物僅能進行基本的微量處理，不能改變污染物的致突變性。因而在后續階段，企業在進行污水生化處理惡臭治理期間，需具體問題具體分析，立足實際情況，選擇合適的治理方案。

4 結語

總而言之，在新的時代背景下，隨著我國經濟的進步和工業領域的發展，焦化企業數量也在持續增加，其在推動我國經濟發展中所扮演的角色愈發重要。但需要注意的是，在焦化企業運營生產階段，會排放大量的廢水，而在對廢水進行生化處理期間，又會產生大量的惡臭氣體，不僅威脅企業內部員工身心健康，還危害大氣環境。基于此，焦化企業需重視污水生化處理惡臭的危害，科學采取有效方式，對廢水和惡臭氣體進行綜合治理。本篇文章即在分析惡臭氣體構成和特點的基礎上，引進了山東某集團有限公司對污水生化處理惡臭治理的實際案例，對其污水生化處理惡臭治理實踐加以分析，并在此基礎上，以案例為參照，提出了相應的污水治理工藝措施，即：化學氧化法和生物法，同時又詳細對化學氧化法中的光化學氧化技術、高錳酸鉀氧化法和臭氧氧化法進行了論述，為后續階段焦化企業相關實踐活動提供參照，最大程度的提升我國環境保護工作成效。