石化廢水處理中生物除臭方法應用研究

山東省煙臺市開發(fā)區(qū) 劉國名

惡臭氣體會對空氣造成一定污染，并且危害人們的身體健康。在當下的石化生產(chǎn)過程中，其排出的廢水可能會存在一定量的臭氣，想要減少石化生產(chǎn)過程中的臭氣排放，就必須要做好石化廢水處理，并且通過切實有效的除臭技術對臭氣進行處理。

一、石化廢水惡臭氣體成分

在石化生產(chǎn)活動中，不可避免會排放一定量的廢水，廢水處理過程會產(chǎn)生大量的惡臭氣體，一方面影響人們的身體健康；另一方面會造成大面積的空氣污染[1]。這些惡臭氣體來源主要有兩種：一種是在污水排放與處理的過程中，污水中部分物質(zhì)揮發(fā)，進而產(chǎn)生了惡臭氣體；另一種則是在污水中微生物的分解反應，導致污水產(chǎn)生一定量的惡臭氣體。在整個石化廢水的處理系統(tǒng)中，其污水處理過程，尤其是在污泥的處理階段，往往會排量出大量的揮發(fā)性有機物VOCS、氨、硫化氫等惡臭物質(zhì)。

二、生物除臭原理

生物除臭理論是荷蘭科學家Ottengraf在氣體吸收雙模理論的基礎上，總結(jié)提煉得到的相應理論[2]。它利用微生物降解或轉(zhuǎn)化空氣中的揮發(fā)性有機物以及硫化氫、氨等惡臭物質(zhì)，對廢水中各類可能產(chǎn)生臭氣的物質(zhì)進行有效分解，避免廢水中產(chǎn)生的臭氣對空氣造成污染。生物除臭最突出的優(yōu)點是處理成本低廉、基本無二次污染。已被試驗生物除臭去除的物質(zhì)包括：氨、一氧化碳、硫化氫、甲烷、甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙基己醇、丙烷、異戊烷、己烷、丁醛、丙酮、甲基乙基酮、乙酸丁酯、乙酸酯、二乙胺、三乙胺、二甲基二硫化物、糞臭素、吲哚、甲硫醇、氯甲烷、乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、氮氧化物、二甲硫、噻吩、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯等。廢水處理產(chǎn)生的臭氣屬于大風量、低濃度的臭氣。

臭氣進入生物濾床段，通過過濾層時，污染物從氣相中轉(zhuǎn)移到生物膜表面。惡臭氣體在噴灑水的作用下與濕潤狀態(tài)的填充材料（生物填料）的水膜接觸并溶解。進入生物膜的惡臭成分在填充材料（生物填料）中，在微生物的吸收分解下被降解，從而降低廢臭氣濃度，同時對濾床內(nèi)的填料進行噴淋加濕，為微生物的生長和生存創(chuàng)造環(huán)境，微生物把吸收的惡臭成分作為能量來源，用于進一步的繁殖。經(jīng)處理的尾氣通過煙囪實現(xiàn)達標排放。

生物除臭技術與除臭處理工藝的配合度較高，在石化生產(chǎn)活動中，要靈活應用各類生物除臭技術以及除臭處理工藝。

三、常用的除臭技術

（一）水清洗與化學除臭法

在石化廢水處理作業(yè)中，水清洗法主要是借助臭氣中可能存在的部分能夠易溶于水的物質(zhì)，讓臭氣當中的氨氣以及硫化氫等氣體，通過與水之間的接觸，實現(xiàn)對這一類物質(zhì)的有效溶解，通過對這一類物質(zhì)的溶解，來實現(xiàn)除臭效果，讓排出的氣體不再具有較強的污染性以及惡臭氣味。

化學除臭發(fā)主要是在石化廢水的處理過程中，通過各類藥液，與臭氣中的相關物質(zhì)發(fā)生反應，改變其分子結(jié)構，實現(xiàn)對各類物質(zhì)的有效分解，進而實現(xiàn)除臭效果[3]。對于部分酸性較強以及部分易氧化的惡臭氣體，則需要使用呈堿性的次氯酸鈉以及氫氧化鈉混合液，對其進行除臭處理。

在實際的應用過程中，石化企業(yè)需要重點考慮到整個運行管理工作的復雜性，并且合理調(diào)配該除臭系統(tǒng)。

在實際的應用過程中，水清洗以及化學除臭操作更為便捷，能夠有效避免各類事故的發(fā)生，但由于成本較高，多數(shù)石化生產(chǎn)企業(yè)中作為預處理與生物除臭配套使用。

（二）活性炭吸附法

該種處理方式在實際的應用過程中，主要是通過活性炭自身所具備的較強吸附能力，將具有揮發(fā)性特點的物質(zhì)吸附到活性炭表面，阻止其順利揮發(fā)進入到空氣中，進而實現(xiàn)對石化廢水的有效處理[4]。該種方法的應用，能夠有效解決污水中的臭氣，并且提供一定的過濾效果。對于石化產(chǎn)量較大，廢水排放較多的企業(yè)來說，其活性炭的飽和速度快，更換活性炭的頻率高，性價比較低。

（三）催化型活性炭法

通過活性炭對石化廢水的臭氣進行處理雖然具備較好的效果，但是其應用成本較高，在更換活性炭時，操作也較為麻煩[5]。為了改善這一問題，就可以通過催化型活性炭除臭技術，來進一步優(yōu)化活性炭吸附技術。該種技術在應用的過程中，主要通過具備較強催化能力的粒狀活性炭對石化廢水進行過濾以及處理。在應用的過程中，其活性炭的催化能力以及再生能力相較于一般的活性炭更強，能夠在應用的過程中，通過自身的再生能力，減少不斷更換活性炭所耗費的經(jīng)濟成本。在該技術的實際應用中，普遍將其作為污水泵站的除臭技術，進而實現(xiàn)對石化廢水硫化物的有效處理。

四、石化廢水處理中生物除臭技術的應用

石化廢水在處理過程中，其除臭的主要目的在于氧化以及降解其中具有臭味的物質(zhì)等。接下來，文章將簡述生物過濾器控制裝置在硫化氫以及氨氣等物質(zhì)的去除上能夠呈現(xiàn)出來的效果，并經(jīng)由對比分析，進一步了解該技術的有效應用。

（一）惡臭成份生物轉(zhuǎn)化的大致機理

在生物處理過程中，惡臭氣體通常作為反應中的能源即電子從體，而氧、亞硝酸鹽或硝酸鹽、硫酸鹽和二氧化碳則作為電子受體。好氧處理中氧是電子受體，缺氧過程是利用亞硝酸鹽或硝酸鹽作為電子受體，而在厭氧過程中電子受體硫酸鹽。

惡臭成分與微生物種類的不同，分解代謝的產(chǎn)物也不同。含硫的惡臭物質(zhì)經(jīng)微生物分解釋放出H2S后，被硫氧化細菌氧化成為硫酸。含氮的有機物質(zhì)如胺類經(jīng)氨化作用放出氨氣，氨氣可被亞硝化細菌氧化為NO2-，再進一步被硝化細菌氧化為NO3-。

（二）生物過濾器控制裝置的應用

1.硫化氫的去除

在整個廢水處理的過程中，通過生物過濾器控制裝置，能夠集中處理石化廢水的臭氣。經(jīng)由生物過濾器控制裝置的作用，加濕泵中的除臭風量能夠達到12000m3/h，并且在整個作業(yè)的過程中，廢水的臭氣與生物過濾器之中的填料接觸時間在12s以上，加濕泵中的水體pH值則持續(xù)維系在7左右。在整個作業(yè)流程中，臭氣經(jīng)過了生物過濾器并排出之后，其誰提的pH值均由一定程度的下降。這也就間接說明了，通過該種方式，有效控制了廢水中的硫化氫，進而有效實現(xiàn)了石化廢水除臭作業(yè)。在石化廢水的除臭作業(yè)實時的過程中，生物過濾器的組合裝置，每天都需要處理容量巨大的臭氣，在這一整個過程中，裝置自身的運行差或者各類客觀因素的影響下，可能會導致最終的除臭效果有效下降，但是其除臭效果基本也能夠滿足當下石化生產(chǎn)的排放要求。

2.氨氣的去除

相較于硫化氫，在石化生產(chǎn)的過程中，其石化廢水處理工藝中，氨氣的濃度相對較小，但是該種物質(zhì)在臭氣中的有機物含量排名第二，也就是說，氨氣的去除效果很大程度上直接影響整個生物過濾器控制裝置能夠帶來的除臭效率。在整個系統(tǒng)的運行過程中，臭氣通過加濕泵的作用，進入到相應的生物過濾器時，其廢水的按其含量在0.5—2.3mg/m3，左右，在廢水竟有生物過濾器的處理后，其氨氣濃度明顯下降，去除率能夠高達50%以上，有效實現(xiàn)了氨氣的去除。在整個臭氣去除作業(yè)的過程中，由于氨氣自身的穩(wěn)定性相對較高，即便生物過濾器的運行出現(xiàn)了一定的參數(shù)異常或者設備故障，其除臭效果也不會受到太大的影響，能夠基本保障氨氣去除率穩(wěn)定在一個規(guī)定的范圍內(nèi)，除臭效率仍然可以保持在45%以上。

3.硫醇類物質(zhì)去除

硫醇等一般是含硫有機化合物例如蛋白質(zhì)，含硫氨基酸等在無機化過程中分解不徹底時的產(chǎn)物。在進一步氧化過程中以硫化氫為最后的產(chǎn)物。分解有機硫化物的微生物的種類很多。包括許多腐生性細菌，真菌都有此作用。有機硫化物分解產(chǎn)生的硫化氫則被硫化細菌進一步分解轉(zhuǎn)化為SO4-。以甲硫醇為例，其分解產(chǎn)生硫化氫的反應式如下：2CH3SH+3O2→ 2CO2+2H2O+2H2S。

4.胺類轉(zhuǎn)化物質(zhì)去除

胺類物質(zhì)在有氧條件下可以被氧化為有機酸。而有機酸的臭味比胺類輕很多。而且只要提供一定的環(huán)境條件，有機酸還可以被進一步氧化分解成二氧化碳和水。

在生物脫臭法中保持微生物正常的生長環(huán)境極為重要。要維持微生物生長的適宜環(huán)境，就意味著環(huán)境中要有充足的營養(yǎng)物質(zhì)和溶解氧含量、適當?shù)臏囟?、pH值和含水率等。同時待降解的惡臭物質(zhì)必須有一定的水溶性和可生物降解性，惡臭氣體的溫度不能大于50℃，并且不含有抑制微生物生長的有害物質(zhì)。

（三）生物流化池和污泥處理區(qū)對硫化氫和氨氣的去除

在生物流化池的應用過程中，也需要將臭氣導入到其中，通過對流化池內(nèi)液體的溫度以及環(huán)境的濕度進行控制，來實現(xiàn)對進入其中的臭氣進行有效降解。經(jīng)由該種方式對廢水進行除臭作業(yè)之后，其臭氣中的硫化氫以及氨氣的濃度都有一定程度的下降。在整個石化廢水的處理過程中，其前期可能會出現(xiàn)大量的硫化氫，導致空氣中的硫化氫含量嚴重超標，通過該種方式，將其導入到流化池內(nèi)，能夠有效控制空氣中的硫化氫含量，并且確保臭氣中的硫化氫濃度能夠控制在中度以下。而后通過生物過濾器，對其進行進一步的除臭作業(yè)，讓整個除臭作業(yè)更加高效。

五、結(jié)束語

在石化企業(yè)的廢水處理作業(yè)中，如若不能有效處理廢水中產(chǎn)生的臭氣，就會造成較為嚴重的空氣污染。當下的生物除臭技術能夠基本滿足當下的除臭需求，想要進一步保障石化生產(chǎn)的環(huán)保性能，就必須要靈活應用各類生物除臭技術，以有效控制石化廢水排放出的臭氣。