化工企業(yè)污水揮發(fā)性有機物及惡臭污染物治理的升級改造

李正文

[聯(lián)泓（山東）化學有限公司，山東 滕州 277527]

聯(lián)泓（山東）化學有限公司采用水煤漿加壓氣化、變換、低溫甲醇洗、合成、精餾工藝生產(chǎn)甲醇。制得的水煤漿在氣化工段與空分來的高壓氧氣反應(yīng)制取水煤氣，進入變換裝置后再進入低溫甲醇洗凈化，氫回收裝置產(chǎn)生的富氫氣與低溫甲醇洗凈化氣一起組成甲醇合成新鮮原料氣，通過合成塔生成粗甲醇，粗甲醇經(jīng)過精餾送往罐區(qū)作為產(chǎn)品外售。

生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的污水主要是氣化廢水、精餾廢水、甲醇洗甲醇分離水等，原處理采用序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，SBR）（見圖1），水池敞口，達到《污水綜合排放標準》 （GB 8978——1996）中的一級標準后外排。

圖1 SBR處理流程

1 實施背景

2018年4月23日，山東省發(fā)布了《揮發(fā)性有機物排放標準第6部分：有機化工行業(yè)》（DB 37/2801.6——2018）和《有機化工企業(yè)污水處理廠（站）揮發(fā)性有機物及惡臭污染物排 放標準》（DB 37/3161——2018）兩個地方排放標準。

為貫徹執(zhí)行上述標準要求，公司現(xiàn)有污水預處理、SBR池等產(chǎn)生揮發(fā)性有機物和惡臭污染物的裝置需要密閉收集，收集后的廢氣采取送、排風措施進入廢氣集中處理設(shè)施處理，處理達標后方可排放。為此，公司對污水處理進行升級改造，在污水處理站后續(xù)建設(shè)揮發(fā)性有機物及惡臭污染物治理項目（以下簡稱項目），對污水處理過程中產(chǎn)生的氣體進行收集、輸送后集中處理，以實現(xiàn)達標排放。

2 工藝選擇

項目采用“堿洗法+生物過濾”對污水臭氣進行凈化處理，通過臭氣加蓋密閉系統(tǒng)匯集污水臭氣，由臭氣管道輸送系統(tǒng)將污水臭氣送入堿洗處理工段，與堿液中和洗去酸性物質(zhì)后，送至生物過濾工段，經(jīng)生物過濾處理后排空（見圖2 ）。

圖2 工藝流程

2.1 工藝原理

污水池各臭氣源點的臭氣經(jīng)集氣系統(tǒng)負壓收集后，由離心風機直接導入洗滌-生物濾床除臭設(shè)備。洗滌床具有以下功能：（1）減輕濃度峰值對設(shè)備的沖擊；（2）有效除塵；（3）調(diào)節(jié)臭氣的濕溫度；（4）去除部分水溶性物質(zhì)。后段的多級生物過濾床內(nèi)，通過氣液、液固傳質(zhì)由多種微生物將致臭物質(zhì)降解。

惡臭氣體中的氨先與水反應(yīng)生成氨水。氨水在有氧條件下，經(jīng)亞硝酸細菌和硝酸細菌的硝化作用轉(zhuǎn)為硝酸；在厭氧條件下，硝酸鹽還原細菌將硝酸鹽還原為氮氣。

硝化反應(yīng)式為：反硝化反應(yīng)式為：

2.2 主要建設(shè)內(nèi)容

項目主要建設(shè)內(nèi)容包括臭氣加蓋密閉裝置、臭氣管道輸送裝置、堿洗處理裝置、生物過濾裝置、尾氣排放裝置、相關(guān)輔助設(shè)施以及污水冷卻塔等。臭氣加蓋密閉裝置采用玻璃鋼加蓋裝置，分別設(shè)置在勻質(zhì)調(diào)節(jié)池、事故池、SBR池、生物污水調(diào)節(jié)池、污泥脫水房、污水冷卻塔等污水臭氣散發(fā)處。臭氣管道輸送裝置主要設(shè)備為風管，風管為圓形，材料選用有機玻璃鋼材質(zhì)，由臭氣加蓋密閉裝置架空敷設(shè)至堿洗處理裝置。堿洗處理裝置主要設(shè)備為堿洗塔，生物過濾裝置主要設(shè)備為生物濾池，排放裝置主要設(shè)備為15 m高煙囪。輔助設(shè)施主要包括控制系統(tǒng)、儀表、測量裝置、鋼結(jié)構(gòu)、平臺等。

2.3 工藝特點

2.3.1 堿洗工藝

堿洗處理設(shè)備是用來處理有腐蝕性或毒性的可溶性氣體、液滴或者微粒的空氣污染防治設(shè)備。整套設(shè)備為塔式結(jié)構(gòu)，廢氣進入洗滌塔底部后，向上流經(jīng)填充層時，堿液自噴嘴均勻噴灑在填料表面以保持濕潤；同時廢氣與堿液在充分濕潤的填料表面相互接觸，在化學吸收作用下，將廢氣中硫化氫等含硫化合物的酸性氣體吸收在洗滌液中，達到去除酸性污染物的目的。然后，氣流經(jīng)過塔頂?shù)某F器移除夾雜的水汽。

堿洗處理系統(tǒng)的特點有：（1）凈化效率高，氣體在箱體內(nèi)的停留時間僅為2～4 s，即可完成凈化過程，去除效率在90%以上；（2）耐沖擊負荷，對負荷的急劇變化有很好的適應(yīng)能力，配備pH控制器，自動調(diào)整吸收液濃度，維持高效運行；（3）設(shè)備體積小，占地面積少。由于完成凈化所需時間短，處理同樣流量氣體所需時間更短、占地更少。

2.3.2 生物過濾工藝

生物過濾工藝采用一體化生物除臭裝置，由預洗池和生物濾池組成?；旌蠚怏w首先通過預洗池進行加濕除塵并去除大部分的水溶性氣體，減少對生物濾池微生物的毒害作用；之后通過生物濾池，與附著在生物填料上的微生物接觸，生物體通過自身的生化反應(yīng)，吸收混合氣體中的惡臭組分，轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和維持生物體新陳代謝的物質(zhì)。

生物填料以無機礦質(zhì)為主，添加各種有機、無機成分，采用多種級配，以提高抗碎性能，能避免被壓實，同時提供微生物生長的各種營養(yǎng)元素。填料的通透性和穩(wěn)定性良好，可以保證在長期運行條件下保持較小的壓力損失。填料具有較大的比表面積，具有良好的pH緩沖能力、濕度保持能力和養(yǎng)分保持能力。

生物濾池具有以下特點：（1）運行成本低。以揮發(fā)性有機物作為生物體內(nèi)的能源，只要微生物與其接觸，就可以實現(xiàn)氧化、分解。微生物生長適宜的溫度一般為20～30 ℃，接近常溫，通常情況下不用加熱，節(jié)省能源和資源，處理成本低廉。（2）可避免或減少二次污染。將硫系、碳系、氮系等各種惡臭成分通過微生物的作用，氧化和分解成CO2、H2O、SO42-等。（3）處理效率高。微生物依靠填料中的有機質(zhì)維持生長，不需要額外投加營養(yǎng)劑。微生物分解惡臭物質(zhì)的速度快、效率高，反應(yīng)穩(wěn)定。（4）設(shè)備運行采用全自動控制，無需人工操作。維護管理簡單，操作人員只需巡視是否有機器發(fā)生故障，運行非常穩(wěn)定。生物濾床對硫化氫、氨氣臭氣的去除率可穩(wěn)定在90%以上。

3 建設(shè)情況

3.1 立項

委托資質(zhì)單位編制項目可行性研究報告，取得了建設(shè)項目備案證明。

3.2 安全“三同時”

根據(jù)可行性研究報告編制了《安全生產(chǎn)條件和設(shè)施綜合分析報告》；委托資質(zhì)設(shè)計單位編制了《項目安全設(shè)施設(shè)計》，并組織了專家審查。

建成、投入試運行后，委托資質(zhì)評價單位編制了安全設(shè)施竣工驗收評價報告，組織專家進行了驗收審查，經(jīng)整改和專家復核后正式投入使用，目前運行穩(wěn)定，達到了預期效果。