工業(yè)廢水處理裝置中的廢氣治理探討

江蘇省環(huán)科院環(huán)境科技有限責任公司 康凱

自2012年十八大報告中第一次將生態(tài)文明建設(shè)納入五位一體的戰(zhàn)略布局，國家對環(huán)保工作更加重視，一些法律法規(guī)相繼出臺，處罰更加嚴格，所以治理工業(yè)廢氣至關(guān)重要。高速發(fā)展的時代背景下，經(jīng)濟建設(shè)促使工業(yè)領(lǐng)域飛速發(fā)展，因此導致越來越多的環(huán)境問題，其中影響最大的是工業(yè)廢水處理裝置中產(chǎn)生的廢氣，這些廢氣不僅會在一定程度上破壞周圍環(huán)境，還會對人們的生命健康產(chǎn)生一定的威脅。因此，在產(chǎn)生廢氣的過程中，廢氣治理能夠充分發(fā)揮作用價值，那么需對工業(yè)廢水處理裝置中的廢氣治理進行深入分析探究。

一、VOCs廢氣來源、危險以及地方排放標準分析

通常來說，VOCs廢氣來源廣，牽涉的領(lǐng)域較多，在國內(nèi)諸多工業(yè)中均會產(chǎn)生VOCs廢氣，并且對VOCs而言，該氣體類型多樣，并非只有一種。在實際生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之中均會出現(xiàn)VOCs廢氣。在國內(nèi)，以石油、天然氣、煤為原料的工業(yè)均為產(chǎn)生VOCs廢氣的來源，部分其他工業(yè)同樣會產(chǎn)生VOCs氣體。國內(nèi)VOCs廢氣排放量是很大的，在幾年前就已經(jīng)達到了2500多萬噸，工業(yè)中占據(jù)比例能夠達到總量的43%，而化工涂裝噴漆為VOCs廢氣排放比較大的行業(yè)。VOCs廢氣達到某種程度時，會威脅到人體健康，嚴重的會導致死亡，這是因為在VOCs廢氣里面的芳香胺與多環(huán)芳烴均有致癌性，與此同時人類細胞里面的蛋白質(zhì)會和VOCs廢氣里面的苯酸類產(chǎn)生反應，在一定程度上會導致蛋白質(zhì)凝固。而VOCs廢氣的地方排放標準為：天津工業(yè)化企業(yè)全部有機廢氣排氣筒最高VOCs排放濃度：焚燒處理小于等于每立方米20毫克、15米排氣筒VOCs允許排放速率為每小時2.8千克、非焚燒處理為每立方米80毫克；罐頂VOCs檢測濃度小于2000ppmv。

二、工業(yè)廢水廢氣治理技術(shù)應用的現(xiàn)狀

工業(yè)廢水處理裝置中產(chǎn)生的惡臭氣體，主要成分為硫化氫、氨以及硫醇類、硫醚類、烴類、有機鹵系衍生物等揮發(fā)性物質(zhì)。這些物質(zhì)的產(chǎn)生，不僅對環(huán)境具有嚴重的影響，還對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、血液功能、造血功能都產(chǎn)生較大的影響。在對工業(yè)廢水處理裝置中廢氣的治理過程中，需要結(jié)合實際的技術(shù)工藝、運行成本、運行效率，盡可能地對工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣進行一體化處理應用，不斷地提升廢水廢氣的處理效率。另外，還要在治理工作的開展中，加強應用自動化控制技術(shù)、線上實時監(jiān)測技術(shù)，提高治理的水平，從而更好地保障人們的生存環(huán)境。

三、工業(yè)廢水的分類

工業(yè)廢水處理裝置因水體所造成污染的物質(zhì)屬性不同，進而導致所形成的污染物也存在一定程度上的差異。在現(xiàn)如今時代背景下，從工業(yè)廢水的種類方面進行分析，可以將污染主要分成兩種形式，分別為化學性污染以及生物性污染。對于生物性污染而言，主要指因病微生物而導致水體產(chǎn)生污染現(xiàn)象。而針對化學污染而言，所產(chǎn)生的原因很多，其中包括重金屬以及無機物等。

四、工業(yè)廢水處理裝置中的廢氣治理技術(shù)

（一）冷凝處理技術(shù)

冷凝法主要基于物理特性的方式對VOCs廢氣進行處理，是目前應用較為普遍、操作較為簡單的處理技術(shù)之一。一般情況下，不同的VOCs廢氣有著不同的蒸氣壓。那么針對此項特征，基于溫度以及壓力的雙方面管控可以起到較好凝結(jié)VOCs廢氣的作用。要想實現(xiàn)VOCs廢氣的高效冷凝回收，就需要有效地降低溫度并施以較高氣壓。但這種方法運行成本較高，所以一般情況下，工業(yè)技術(shù)流程中會將冷凝法和吸附法以及吸收法等一起使用。采用上述耦合處理工藝，既能達到較好的經(jīng)濟效益，同時也有非常好的回收效果。相較于其他VOCs廢氣處理方法，多法結(jié)合的冷凝法的總體成本投入不高。但該法適用范圍較窄，一般僅對高濃度廢氣有較好效果，且使用時也存在一定局限性。

（二）微生物降解技術(shù)

微生物降解法的優(yōu)點比較多，無需耗費較高的成本即可達到理想的處理效果，而且操作比較安全?？蓪ｉT將微生物降解法用于治理揮發(fā)性有機物，充分利用微生物的分解氧化功能，確保有毒有害氣體轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等物質(zhì)，利用微生物過濾池即可對其進行治理。

（三）吸附處理技術(shù)

吸附法主要是利用特殊介質(zhì)的吸附力，對VOCs廢氣進行有效吸附，以降低VOCs廢氣揮發(fā)的可能性，使其沉降，再進行過濾。目前該技術(shù)應用已經(jīng)非常成熟，在許多領(lǐng)域都有著廣泛的運用。吸附法屬于典型的干法工藝技術(shù)，當下通常選擇活性炭等作為核心吸附劑。該類碳質(zhì)的吸附劑往往具有非常好的吸附性、穩(wěn)定性，且整個投入的成本不高，因此多見于氣體凈化等工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是VOCs廢氣的治理方面。有學者曾利用該技術(shù)研制了兩段循環(huán)流化床吸附技術(shù)—基于對活性炭的進一步深化處理，大大提升其對VOCs廢氣的吸附水平，提高其沉降過濾的效率?，F(xiàn)階段，工業(yè)領(lǐng)域主要以ACF吸附技術(shù)，即活性炭纖維材料吸附技術(shù)應用最為普遍。該技術(shù)主要借助活性炭的可塑性以及伸展性等優(yōu)勢，相較于常規(guī)的吸附處理技術(shù)可以實現(xiàn)更大面積的吸附，在VOCs廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域中有著非常好的操作前景。需要注意的是，吸附處理技術(shù)與吸收處理技術(shù)之間存在較為明顯的差異：后者主要基于特定吸收液的吸收能力從而對VOCs廢氣中的有害物質(zhì)進行消除揮發(fā)可能性處理，其主要理論依據(jù)為不同的廢氣潛在的物理特性不同，被特定吸收液吸收，以達到有效分離的目的，屬于典型的濕法工藝。此外，吸收工藝的適用范圍也不像吸附法那么廣泛，且對于吸收劑的選擇、配比及后續(xù)物質(zhì)處理也存在一定的操作難度。同吸附處理技術(shù)相比，吸收處理技術(shù)在整個實現(xiàn)工藝方面以及成本方面均需要投入更多，存在一定的局限性。

（四）微生物代謝治理技術(shù)

微生物代謝處理工藝主要原理是通過特殊的篩選及馴化工程菌，將異味氣體中存在的污染物去除，使得污染物被氧化分解，這種情況下能夠使得氣體污染物不存在有毒元素及有害物質(zhì)。在實際運用微生物代謝治理技術(shù)的過程中，首先，異味氣態(tài)污染物擴散到生物填料的表面；其次將其轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi)，這種情況下就能夠在微生物活動的基礎(chǔ)上將異味氣態(tài)污染物降解。在此過程中，主要工作流程包括以下幾方面：工業(yè)廢水處理裝置中存在的機械格柵井、提升泵、吸水池、沉砂池、斜板隔油池、預反應池、好氧池、缺氧池、曝氣池及節(jié)除油罐等。

（五）高能UV光解治理

這種廢氣的治理技術(shù)是一種新型的治理手段，主要是利用光化學氧化法的原理，借助于紫外線的光解作用，對廢氣中的有害物質(zhì)進行氧化還原，實現(xiàn)有效的治理效果。這種方法在對廢水處理裝置中廢氣的治理應用中，通過紫外光線的作用，與臭氧進行反應，然后對污染的廢氣進行降解處理。在實際的應用過程中，這種方法相對復雜，需要根據(jù)不同的氣體種類進行小試，取得相應參數(shù)。但實際大部分設(shè)計應用單位沒有相應技術(shù)及設(shè)備，盲目應用，效果不盡如人意。

（六）膜分離技術(shù)

膜分離是一種先進的治理技術(shù)，其主要是利用多孔玻璃態(tài)的高分子材料，為人工合成膜分離的物質(zhì)進行處理，使其形成分子篩膜，保證各種揮發(fā)性組分得到高效的回收和利用。雖然這一技術(shù)比較先進，但應用成本很高，因此，在實際生產(chǎn)過程中并未得到大范圍使用。

（七）洗滌處理治理技術(shù)

在廢氣治理過程中，洗滌處理技術(shù)能夠達到很好的成本控制效果，在實際運用洗滌處理治理技術(shù)的過程中，需要運用工業(yè)廢水處理裝置當中存在的洗滌器。通常情況下，工業(yè)廢水處理裝置當中都會存在洗滌器，并且洗滌器的工作原理一般情況下沒有太大區(qū)別，洗滌器的操作方式也沒有太大差異。因此，操作洗滌器非常容易，不僅如此，洗滌器的日常護理也十分簡單方便。在運用洗滌處理治理技術(shù)的過程中，主要成本消耗在化學劑用量上，如果在運用化學劑的過程中不能有效控制化學劑，那么就不能有效控制運用成本。因此，相比較而言，前期運用洗滌處理治理技術(shù)時所產(chǎn)生的成本相對來說要高一些，但是后續(xù)維修處理過程中所產(chǎn)生的保養(yǎng)成本較低。值得注意的是，洗滌處理治理技術(shù)更適用在處理無機氣體過程中，而處理那些成分較為復雜的廢氣，并不能達到良好的處理效果。

（八）吸收凈化法

廢水處理系統(tǒng)的廢氣，主要成分是硫化氫、氨及惡臭等，硫化氫和氨都可以通過酸堿中和吸收生成鹽予以去除。因此，處理廢水處理系統(tǒng)中的廢氣，一般首選吸收凈化法。以硫化氫為主的廢氣，首選用堿吸收。以氨為主的廢氣，則優(yōu)先考慮用酸吸收。硫化氫、氨同時存在時考慮酸堿兩級吸收。工業(yè)廢氣吸收治理設(shè)備的形式有多種，常見的有填料塔、旋流板塔、降膜吸收塔、文丘里等。通常選填料塔、旋流板塔較多。

五、結(jié)束語

總之，針對工業(yè)廢水中廢氣的治理工作，一定要根據(jù)不同的廢氣種類，選擇合適的治理技術(shù)。酸堿吸收加化學氧化法是十分成熟且廣泛應用的工藝。等離子和光催化氧化工藝尚有待進一步深入研究及改進提高。生物處理工藝效果好、成本及運行費用低。隨著技術(shù)進步及經(jīng)驗的積累，通過工藝的改進，該技術(shù)在污水處理系統(tǒng)的廢氣處理方面，將具有十分廣闊的應用前景。