煉廠污水處理場惡臭氣體治理技術(shù)應(yīng)用

摘 要：煉廠污水處理場屬于重要的惡臭污染源，為了實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，造福公司職工和廠區(qū)周邊群眾，必須對煉廠污水處理場惡臭氣體進(jìn)行技術(shù)改造處理，將污水處理場惡臭氣體進(jìn)行收集與治理。惡臭氣體經(jīng)過預(yù)處理、生物處理后除臭尾氣經(jīng)管道通過鼓風(fēng)機(jī)升壓送至高溫燃燒爐焚燒，既可以消除異味，也可以實(shí)現(xiàn)資源的再利用，同時還可以減少對環(huán)境的污染。筆者結(jié)合污水處理場惡臭類物質(zhì)排放現(xiàn)狀，分析了煉廠污水處理場改造設(shè)計思路及治理技術(shù)，確定了惡臭氣體治理工藝操作流程及指標(biāo)要求，結(jié)合實(shí)際惡臭氣體處理裝置運(yùn)行情況分析得出改造結(jié)果：污水處理場惡臭氣體經(jīng)過預(yù)處理、生物處理到加熱爐燃燒后，氣體污染物低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，從而改善了生產(chǎn)區(qū)及周邊環(huán)境的大氣質(zhì)量，保障了職工的身體健康，取得良好的社會效益和環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：污水處理；惡臭氣體；治理；燃燒

引言

煉油化工單位污水處理場主要負(fù)責(zé)接收并處置各生產(chǎn)單元所產(chǎn)生的含油類污水、含硫類污水和含鹽類污水等。隔油處置單元、浮選處置單元、污泥處置單元以及生化單元排放的惡臭類物質(zhì)主要由硫化氫、氨、有機(jī)硫化物以及非甲烷總烴類物質(zhì)組成，此類物質(zhì)對周邊的環(huán)境和現(xiàn)場操作人員的身體健康造成了比較大的污染影響。中海石油舟山石化有限公司加工部分流花油及勝利油，污水水質(zhì)相對其他煉廠水質(zhì)更差，異味更大。針對該污水處理場特點(diǎn)，創(chuàng)新地采用了“預(yù)處理+組合生物處理+高溫焚燒”的聯(lián)合治理工藝來處置污水處理場惡臭源，獲得了很好的預(yù)期效果。

一、污水處理場惡臭類物質(zhì)排放現(xiàn)狀

污水處理場運(yùn)行過程中產(chǎn)生的惡臭異味是一種成分較為復(fù)雜的氣體，它主要來自污水處理和污泥處理的過程。污水處理場含油類污水緩沖沉降罐、油類切水罐、含油類污水吸水池、油水分離器、油泥浮渣池、渦凹?xì)飧?、加壓溶氣氣浮等單元產(chǎn)生的廢氣主要是含有揮發(fā)烴類、硫化物和氨類；其他單元排放出的廢氣主要是由硫化氫、甲硫醇、苯系物質(zhì)組成。現(xiàn)有污水處理場惡臭氣體除臭凈化技術(shù)主要有：廢氣催化燃燒處理技術(shù)、活性炭吸附處理技術(shù)、微生物處理技術(shù)、化學(xué)反應(yīng)除臭技術(shù)等。但這些方法都有各自的局限性，比如治理難度大、投入成本高、處理效果差等。污水處理場系統(tǒng)廢氣惡臭嚴(yán)重，亟須治理。

二、污水處理場惡臭氣體改造思路及治理技術(shù)

（一）收集及預(yù)處理

通過加蓋密閉措施，把污水處理場含油類污水緩沖沉降罐、油類切水罐、含油類污水吸水池、油水分離器、油泥浮渣池、渦凹?xì)飧C(jī)、加壓溶氣氣浮以及A/O池等設(shè)施，將其所排放出的惡臭氣體進(jìn)行收集并經(jīng)緩沖設(shè)施隔油。

（二）組合生物處理

惡臭氣體經(jīng)引風(fēng)管道首先引入生物除臭裝置預(yù)處理段進(jìn)行隔油，然后進(jìn)入生物除臭主體設(shè)備，廢氣中的污染物被微生物降解、氧化，并將污染物分解成為無害的H2O和CO2，較難降解的化合物經(jīng)過離子氧二次氧化轉(zhuǎn)化成無害的氣體，所產(chǎn)生的硝酸、硫酸等無機(jī)物再一次被硝酸菌、硫桿菌分解氧化成為無害的物質(zhì)，這樣的無害氣體通過風(fēng)機(jī)輸送直接就地排放。

（三）高溫焚燒處理

經(jīng)過“預(yù)處理+組合生物處理”后，惡臭氣體被轉(zhuǎn)化并直接排放，現(xiàn)場存在的少量惡臭異味，通過化驗(yàn)分析其組成可知，氣體中烴類含量比較少，與大量空氣混合后，通過高溫焚燒可以達(dá)到石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 31570-2015）的要求。

三、惡臭氣體治理工藝操作流程及指標(biāo)要求

（一）惡臭氣體治理工藝流程

污水處理場處理的污水主要是含油類污水、污水汽提凈化水及含鹽類污水，處理負(fù)荷100 t/h。為了處理過程中產(chǎn)生的惡臭氣體能夠滿足石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 31570-2015）的要求，必須對惡臭氣體進(jìn)行再加工處理。

對污水處理場含油類污水緩沖沉降罐、油類切水罐、含油類污水吸水池、油水分離器、油泥浮渣池、渦凹?xì)飧C(jī)、加壓溶氣氣浮、A/O池等設(shè)施通過加蓋措施進(jìn)行密閉，將排放的惡臭氣體進(jìn)行收集并經(jīng)過引風(fēng)管道首先進(jìn)入組合式生物除臭裝置。

組合式生物除臭裝置包含預(yù)處理系統(tǒng)、生物處理系統(tǒng)、深度處理系統(tǒng)。惡臭氣體進(jìn)入預(yù)處理段先隔油、調(diào)節(jié)、除塵和增濕，然后進(jìn)入生物除臭的主體設(shè)備。預(yù)處理段由于油性雜質(zhì)較多，換水頻率高，由PLC程序設(shè)定為每天換一次水。廢氣中的污染物與除臭裝置填料中的微生物發(fā)生接觸，被微生物降解、氧化，將污染物分解成為無害的H2O和CO2，較難降解的化合物經(jīng)過離子氧二次氧化深度處理轉(zhuǎn)化成為無害的氣體；所產(chǎn)生的硝酸、硫酸等無機(jī)物再一次被硝酸菌、硫桿菌分解氧化成為無害的物質(zhì)，這樣的無害氣體通過風(fēng)機(jī)輸送直接就地排放。當(dāng)廢氣的濃度較低時，循環(huán)泵會將循環(huán)箱中的營養(yǎng)液送到生物填料床的頂部，均勻地噴灑在生物填料上，為微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)，繼續(xù)生長繁殖。

深度處理設(shè)備包含高壓泵、加藥桶、噴嘴、輸送管道和相應(yīng)的控制元件。霧化泵 "Q=2 L/min，噴嘴的材質(zhì)為304不銹鋼材質(zhì)，該設(shè)備采用獨(dú)特設(shè)計，能形成良好的霧化效果。組合生物處理設(shè)備在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，系統(tǒng)會自動檢測生物段水中的pH值，防止由于酸堿度的失衡造成菌種死亡，當(dāng)pH值低于4或高于6.8時，開始換水。即打開排水閥進(jìn)行排水，當(dāng)水位到達(dá)低液位時關(guān)閉排水閥，同時打開進(jìn)水閥，反復(fù)循環(huán)使pH值達(dá)到正常設(shè)定值，此時停止換水，也就是將進(jìn)水閥和排水閥都關(guān)閉。

但是經(jīng)過處理惡臭氣體直接排放后，現(xiàn)場還存在少量惡臭異味，此時從污水處理場除臭煙囪閥前接出管線，經(jīng)新增氣體鼓風(fēng)機(jī)升壓至焦化鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口緩沖罐，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)送到高達(dá)800 ℃加熱爐爐膛里燃燒，然后通過焦化加熱爐60米煙囪直接排放，經(jīng)檢測燃燒后氣體指標(biāo)滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場無異味。

（二）開工方案

1. 開工前準(zhǔn)備工作

（1）清除除臭系統(tǒng)設(shè)備周圍的雜物及平臺上積水。

（2）檢查進(jìn)水是否正常，分別將每個處理段的循環(huán)水箱進(jìn)行補(bǔ)水，直至補(bǔ)到高液位。正常液位應(yīng)當(dāng)在各視鏡的紅線以上。

（3）檢查整體系統(tǒng)供電是否正常，可從電器箱上看到電壓是否正常。

（4）檢查設(shè)備、管線、機(jī)泵、閥門、儀表自動控制系統(tǒng)等是否正常。

2.開工步驟操作流程

（1）打通進(jìn)除臭系統(tǒng)流程。

（2）在柜面上將選擇開關(guān)調(diào)到手動模式。手動控制主要用于檢修和維護(hù)所用，面板上的按鈕能分別單獨(dú)控制獨(dú)立的執(zhí)行元件（如風(fēng)機(jī)、循環(huán)泵、電磁水閥等），相互之間無互鎖和聯(lián)動作用（特別注意：沒有水的情況下不能長時間啟動循環(huán)泵）。

（3）按順序啟動1#、2#、3#循環(huán)泵，檢查每臺泵出口的流量是否正常。

（4）啟動風(fēng)機(jī)（風(fēng)閥為單向止回閥，無需人工操作）。風(fēng)機(jī)運(yùn)行以后，檢查風(fēng)管上的單向閥是否已經(jīng)全開（風(fēng)閥軸上的標(biāo)線與管向一致則為全開；若沒有全開，則需要人工調(diào)節(jié)至全開）。

（5）通過檢查pH值，判斷是否需要補(bǔ)水或換水，生物處理的pH應(yīng)控制在2～6。若pH值小于設(shè)定范圍，則需要打開補(bǔ)水閥進(jìn)行補(bǔ)水，直到pH酸堿值合格后停止補(bǔ)水。另外本系統(tǒng)還設(shè)置了定時補(bǔ)水：當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行時，每運(yùn)行72小時，設(shè)備就會自動補(bǔ)水一次，補(bǔ)水時間為10分鐘。但是根據(jù)運(yùn)行操作經(jīng)驗(yàn)，預(yù)處理的補(bǔ)水要相對多一些，因?yàn)橄到y(tǒng)的風(fēng)會帶走小部分水到后兩段設(shè)備中，所以每運(yùn)行24小時，就需要補(bǔ)水10分鐘。

（6）系統(tǒng)換水后需要投加營養(yǎng)液，平時運(yùn)行過程中，每天人工投加少許即可。

（7）根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行及化驗(yàn)分析情況，開增壓泵，啟停植物液噴灑系統(tǒng)。

（三）正常操作步驟

1.首先將手動＼自動旋鈕轉(zhuǎn)到自動狀態(tài)，然后接通電源，將紅色麻姑形按鈕（控制面板右下方）順時針轉(zhuǎn)動彈出即完成自動開機(jī)動作。此時設(shè)備開始自動檢測預(yù)處理和生物段水位情況，如滿足循環(huán)泵啟動條件按上述順序啟動。如不滿足開機(jī)條件即先打開進(jìn)水閥（閥頂部顯示開、閉狀態(tài)），當(dāng)滿足開機(jī)條件時關(guān)閉進(jìn)水閥，按上述順序啟動。

2.在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，系統(tǒng)自動檢測生物段的酸堿度，用自動換水的方式，控制pH值在4～6.8之間。

3.在換水過程中系統(tǒng)外的進(jìn)水管（接入系統(tǒng)的進(jìn)水管）沒有水源時，系統(tǒng)將自動檢測并停機(jī)。當(dāng)排除故障正常補(bǔ)水達(dá)到開機(jī)條件，系統(tǒng)將自動開機(jī)。要求在自動狀態(tài)下，進(jìn)水總閥要常開。

4.增壓泵啟停狀態(tài)由PLC程序設(shè)定，周期運(yùn)轉(zhuǎn)，周期為40分鐘，其中30分鐘停，10分鐘開。

5.一般開機(jī)順序?yàn)椋簷z查各箱體設(shè)備故障、水位情況、一次開循環(huán)泵、開風(fēng)機(jī)（手動開關(guān)）、開霧化泵，其中時間間隔都是可調(diào)節(jié)的（一般間隔時間1分鐘）。一般停機(jī)順序?yàn)椋和ｏL(fēng)機(jī)、停霧化泵、停循環(huán)泵、關(guān)閉各閥門系統(tǒng)等。

6.做到兩小時巡檢一次，并做好記錄，發(fā)現(xiàn)異常須及時處理并上報。

（四）主要設(shè)備操作說明

1.預(yù)處理系統(tǒng)

設(shè)備外形尺寸2 500×4 000，材質(zhì)為304不銹鋼材質(zhì)，生物處理系統(tǒng)除臭主體設(shè)備生物塔外形尺寸 6 800×2 800×4 000，設(shè)備材質(zhì)上箱體外殼為304不銹鋼，內(nèi)層防腐，下箱體Q235+FRP，填料體積為31 m3，填料高度為1.7 m。

2. 風(fēng)機(jī)

風(fēng)機(jī)是臭氣收集和輸送的關(guān)鍵設(shè)備。此設(shè)備采用側(cè)吸式離心機(jī)，使用臥式安裝，與電機(jī)置于同一基座之上，采用對臭源進(jìn)行抽風(fēng)的形式，風(fēng)機(jī)功率15 kW ，電壓 380 V（電壓正負(fù)不能超過5%），風(fēng)量12 000m3/h，壓力2 000Pa 電機(jī)防爆 DIIBT4。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，風(fēng)機(jī)軸需要定期加潤滑油進(jìn)行維護(hù)（2次/月），加油量要適中，以油面到油窗的中心位置為準(zhǔn)。

3.循環(huán)泵與噴淋加濕系統(tǒng)

將加濕與循環(huán)噴淋系統(tǒng)統(tǒng)一合為一個整體，包含噴頭、循環(huán)水泵、控制隔離閥、濾網(wǎng)、接頭、法蘭管、噴嘴組件，加濕水循環(huán)使用。

循環(huán)水泵有3臺，功率3.0 kW，電壓380 V，流量

20 m3/h，揚(yáng)程15米，電機(jī)防爆DIIBT4。循環(huán)泵（風(fēng)機(jī)）的控制主要分為自動控制和手動控制。自動控制時，循環(huán)泵（風(fēng)機(jī)）隨系統(tǒng)工況運(yùn)行（注意：沒有水時不能長時間啟動循環(huán)泵）；手動控制可以在動力操作或在現(xiàn)場按鈕進(jìn)行操作。每月更換黃油一次。

4.填料支撐系統(tǒng)

生物填料采用長壽、高強(qiáng)度、抗老化的格柵支撐，該板具有耐腐蝕性，并具有良好的通透性。這樣的支撐系統(tǒng)使得在格柵底部形成了一個布?xì)饪臻g，最大限度地減少了由于配氣產(chǎn)生的風(fēng)阻。

5.pH儀測量范圍是pH1～pH14，輸出為4 Ma～20 Ma。

6.液位開關(guān)為UDE-507防腐，起到過濾器報警作用，當(dāng)檢測到液位低時即報警，說明過濾器堵塞了。pH探頭每個月需要清洗及校正。

7.煙囪直徑600 mm，高20 m。

（五）組合式生物處理注意事項(xiàng)

1.調(diào)節(jié)生物池微生物的COD指標(biāo)

生物塔在正常運(yùn)行的時候，循環(huán)營養(yǎng)液中的化學(xué)需氧量COD需要每周檢測一次。COD的數(shù)值在100 mg/L～300 mg/L為正常。

2.調(diào)節(jié)生物池微生物pH值

當(dāng)生物處理的pH值小于4時，自動打開進(jìn)水電動閥進(jìn)行補(bǔ)水，同時水箱會自動滿出，當(dāng)pH值達(dá)到6時，停止補(bǔ)水。

3.調(diào)節(jié)生物池微生物量

運(yùn)行期間如進(jìn)氣量濃度太高或營養(yǎng)物質(zhì)投加太多會使微生物繁殖速度加快，從而引起填料中空隙變小發(fā)生堵塞，產(chǎn)生阻力導(dǎo)致塔的壓力上升。處置的方法是立即停止送風(fēng)，并用清水沖洗塔內(nèi)的填料。同時，需要排掉營養(yǎng)液箱內(nèi)的沉淀物。

4.生物養(yǎng)護(hù)

停車期間仍然要注意生物保養(yǎng)，每3天～5天開啟營養(yǎng)液循環(huán)泵和風(fēng)機(jī)，運(yùn)行1小時。微生物不能接觸殺菌劑、強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸以及高濃度有毒物質(zhì)，以免造成微生物中毒。

四、惡臭氣體處理裝置運(yùn)行情況分析

組合式生物除臭項(xiàng)目在投用后各系統(tǒng)運(yùn)行正常。經(jīng)過生產(chǎn)除臭處理后，各項(xiàng)數(shù)據(jù)與處理前對比，大幅下降，達(dá)到預(yù)期效果，但還存在少量惡臭異味氣體，需要進(jìn)一步處理。

廢氣高溫焚燒項(xiàng)目投用后加熱爐爐體檢測未見異常，目前該項(xiàng)目運(yùn)行正常。經(jīng)過焚燒后氣體滿足石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 31570-2015）處理要求。

該技術(shù)成功應(yīng)用后迅速進(jìn)行推廣，公司儲運(yùn)中間罐區(qū)尾氣通過深度脫臭后，送至加氫加熱爐焚燒，目前運(yùn)行正常。該技術(shù)充分利用現(xiàn)有裝置設(shè)施，只增加了部分新設(shè)施，將含有少量惡臭異味氣體送到溫度較高加熱爐爐膛里燃燒成對人體無害的氣體，然后通過焦化加熱爐的60米煙囪直接有序排放，消除異味，實(shí)現(xiàn)資源綜合再利用，改善了生產(chǎn)區(qū)及周邊環(huán)境的大氣質(zhì)量，取得了良好的社會效益和環(huán)境效益。

結(jié)論

污水處理場惡臭污染治理采用“生物處理+高溫焚燒”聯(lián)合工藝，通過新增設(shè)施裝置運(yùn)行后的實(shí)踐證明，惡臭氣體經(jīng)過生物除臭技術(shù)處理及燃燒爐燃燒后，臭氣異味消除，基本未檢出非甲烷總烴類物質(zhì)，燃燒后的氣體滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)，降低了環(huán)境污染。從而改善了生產(chǎn)廠區(qū)以及周邊的大氣環(huán)境質(zhì)量，保障了職工的身體健康，有較好的社會環(huán)保效益。

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作者簡介：黃光輝（1980.08-），男，漢族，安徽亳州人，?？疲跫壒こ處煟厴I(yè)于中國石油大學(xué)（北京）化學(xué)工程與工藝專業(yè)，從事重油裂解聯(lián)合裝置生產(chǎn)操作管理工作。