污水站有機(jī)廢氣處理工藝與測(cè)試研究

摘要：污水站是排放有機(jī)廢氣的主要場(chǎng)所，其會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)影響人體健康，應(yīng)及時(shí)處理污水站廢氣，待其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求后方可排放。本文在介紹紫外線、活性炭吸附等幾種常用處理原理基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討了催化燃燒法的處理效果。

關(guān)鍵詞：污水站;有機(jī)廢氣;處理工藝;測(cè)試結(jié)果

中圖分類號(hào)：X701.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.067

Study on treatment process and test of organic waste gas in sewage station

Wang Yanping

（Shandong Haiyue Environmental Technology Co.，Ltd.，Yantai Shandong 264000，China）

Abstract：Sewage station is the main place to discharge organic waste gas， which will pollute the environment and affect human health.The waste gas of the sewage station shall be treated in time and discharged only after it meets the requirements of relevant standards.Based on the introduction of several common treatment principles of ultraviolet and activated carbon adsorption，this paper focuses on the treatment effect of catalytic combustion.

Key words：Sewage station;Organic waste gas;Treatment process;Test results

針對(duì)污水站排放出的有機(jī)廢氣，過(guò)往多采用焚燒法、吸收法、吸附法等手段加以處理。在處理有機(jī)廢水實(shí)踐中，應(yīng)重點(diǎn)考慮本站投資以及日常運(yùn)營(yíng)的開(kāi)銷狀況。有研究發(fā)現(xiàn)，活性炭吸附法對(duì)苯系化合物的凈化率高于90%，排放濃度小于80㎎/m?，已完全滿足國(guó)家對(duì)污水站有機(jī)廢氣達(dá)標(biāo)排放的要求，而使用催化燃燒法處理有機(jī)廢水，不僅能降低電能消耗量，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣的智能化控制。

1 幾種常用的有機(jī)廢氣處理工藝

1.1 紫外線

已知可見(jiàn)光的范圍為400～780nm，紫外線波長(zhǎng)大概是100～400nm，一般會(huì)把紫外線分為UVA（315～400nm）、UVB（280～315nm）、UVC（100～280nm）三個(gè)區(qū)域，其中UVC段光線有廣譜消毒功能，為常用的物理消毒手段?，F(xiàn)已證實(shí)[1]，UVC波段的紫外線可以分解空氣內(nèi)的氧氣分子，形成臭氧，臭氧屬于強(qiáng)氧化劑，其能將污水站排放廢水內(nèi)的有機(jī)惡臭物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低分子化合物、水及CO2，在處理廢氣及其惡臭方面體現(xiàn)出良好效能。

現(xiàn)如今，工業(yè)領(lǐng)域中采用的紫外線燈輻射的波段以185nm、254nm為主，前者主要用于產(chǎn)生臭氧，后者供殺菌消毒設(shè)施所使用。利用基于紫外線而形成的高級(jí)別氧化法處理有機(jī)廢氣，能取得較好的處理效果，把有機(jī)廢氣內(nèi)的惡臭氣體講解為CO2、H2O，其原理可作出如下表述：

UV（185nm）+3O2→2·O3;

UV（254nm）+O3→ ·O+O2;

·O+H2O→ 2·OH;

VOC+OH→H2O+CO2。

1.2 活性炭吸附

工業(yè)領(lǐng)域污水站在凈化處理有機(jī)廢氣過(guò)程中，通常會(huì)使用到蜂窩活性炭或柱狀活性炭，活性炭比表面積偏大，通常大于700㎡/g，當(dāng)廢氣經(jīng)由活性炭并和其充分接觸以后，廢氣內(nèi)的毒害成分將會(huì)被截留于活性炭孔隙內(nèi)，進(jìn)而達(dá)到除污的處理目標(biāo)。

現(xiàn)已證實(shí)[2]，碘吸附值高低是影響活性炭吸附效率的主要因素之一，當(dāng)下工業(yè)領(lǐng)域中常用活性炭的碘吸附值是600～1 200㎎/g，利用不同材質(zhì)、工藝生產(chǎn)出的活性炭的碘吸附值存在一定差異。在具體實(shí)踐中，應(yīng)綜合考慮功能與成本因素基礎(chǔ)上，選擇碘值適宜的活性炭。

2 案例分析

某公司在2018年投資465萬(wàn)元建成了污水站有機(jī)廢水的處理裝置，聯(lián)合“脫硫及總烴濃度均化-催化燃燒”處理工藝，對(duì)廢水的處理能力為2 995Nm?/h。該催化燃燒裝置在2018年12月5日正式投運(yùn)，在2019年4月中旬予以標(biāo)定。對(duì)運(yùn)行及分析數(shù)據(jù)進(jìn)行討論，發(fā)現(xiàn)該裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程平穩(wěn)，經(jīng)處理后的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）濃度小于100㎎/m?[3]。

3 催化燃燒法處理污水站有機(jī)廢水的實(shí)踐分析

3.1 廢氣處理流程

廢氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)由封閉性良好的隔油池、浮選池等被抽吸出，經(jīng)輸送管路先被整合至空氣預(yù)熱器內(nèi)，預(yù)熱器的作用是能在冬季氣溫偏低時(shí)對(duì)廢氣行預(yù)熱處理，隨后將廢氣導(dǎo)入至分水罐，以將其內(nèi)的水霧剔除后，進(jìn)入到脫硫與總烴濃度均化罐階段。在罐中，能脫除廢氣內(nèi)大部分H2S與有機(jī)硫，并對(duì)廢氣濃度進(jìn)行均化處理。而后，廢氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)、過(guò)濾器進(jìn)入“加熱—換熱—催化燃燒”反應(yīng)單元，在適宜溫度與催化劑的雙重作用下，廢氣內(nèi)部分有機(jī)物會(huì)被氧化，生成H2O與CO2，并釋放出較大量的反應(yīng)熱，這預(yù)示著催化燃燒反應(yīng)完成。經(jīng)處理后的氣體帶有較高熱量換熱器與廢氣預(yù)熱器能對(duì)熱能實(shí)現(xiàn)回收，對(duì)處理前的廢氣實(shí)施預(yù)、加熱措施，這樣經(jīng)處理后的、符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的廢氣就會(huì)經(jīng)排氣筒被排放至外部環(huán)境中。

3.2 裝置的處理效果

（1）脫硫及總烴濃度均化器的處理情況（見(jiàn)表1），分析后得知，均化器內(nèi)的硫化氫含量很低（均小于3㎎/m?），提示脫硫效果良好。

（2）催化燃燒反應(yīng)器的處理效果：催化燃燒反應(yīng)器為本裝置的核心設(shè)備，為標(biāo)定重點(diǎn)。在標(biāo)定期間，該設(shè)備進(jìn)、出口共計(jì)進(jìn)行3次采樣，分析對(duì)象有反應(yīng)器進(jìn)、出口苯系物、硫化氫等，具體分析結(jié)果見(jiàn)表2[4]。分析發(fā)現(xiàn)，出口VOCs濃度均小于100㎎/m?，符合山東省設(shè)定廢氣集中處理設(shè)施排氣筒污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

（3）能耗情況：本催化燃燒裝置運(yùn)行期間的能耗源以電與凈化風(fēng)為主，后者主要用作氣動(dòng)閥的運(yùn)行，風(fēng)量相對(duì)較小，故而本次考評(píng)時(shí)未將其納入其中。損耗電能的構(gòu)件以風(fēng)機(jī)與電加熱器為主。在標(biāo)定階段，廢氣內(nèi)的有機(jī)物濃度偏低，無(wú)法滿足系統(tǒng)運(yùn)行期間對(duì)熱能平衡提出的要求，故而，需要利用電加熱器填充適量的熱能。在以上過(guò)程中，二段加熱器始終處于閉合狀態(tài)，一段加熱器提供的熱量就可以本催化裝置穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)一段集熱器的啟用狀態(tài)與頻次，輸出功率為10%～50%，依照均值30%估算，則加熱器的電能耗損為80×0.5×30%=12kW。一、二次風(fēng)機(jī)的變頻輸出均是60%，額定功率為18.0kW，則計(jì)算得兩風(fēng)機(jī)的電耗是21.5kW。本裝置的總能耗是電加熱器和兩風(fēng)機(jī)總和，即33.5kW，相當(dāng)于三十幾千瓦風(fēng)機(jī)的耗能量。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文研究所設(shè)計(jì)的催化裝置能有效治理污水站形成的有機(jī)廢水，反應(yīng)器出口氣體的VOCs濃度小于100㎎/m?，符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。在正常操作條件下，本裝置的總電能消耗量約為34kW，體現(xiàn)出較高的節(jié)能、環(huán)保特征，在有機(jī)廢氣處理領(lǐng)域中有較大的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]陳順強(qiáng).噴漆廢氣中漆霧處理及有機(jī)廢氣凈化技術(shù)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（23）：219-220.

[2]謝永欽.低溫等離子體聯(lián)合光催化在噴漆廢氣治理中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（35）：94-95.

[3]張新.煉化污水有機(jī)廢氣催化燃燒工藝的應(yīng)用研究[J].石油煉制與化工，2019，50（12）：90-95.

[4]任歡燦.廢水站有機(jī)廢氣處理工藝及測(cè)試分析[J].廣東化工，2019，46（13）：140-141+125.

收稿日期：2020-04-02

作者簡(jiǎn)介：王艷萍（1974-），女，漢族，本科學(xué)歷，中級(jí)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)保工程。