焦化廢水異味治理工藝及其效果評(píng)估

余夢(mèng)春

（山西焦化股份有限公司，山西 臨汾 041606）

0 引言

對(duì)于焦化公司而言，其對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品主要包括有焦炭、焦油、粗苯、煤氣以及甲醇等；在上述產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生焦化廢水，廢水的主要污染物包括氨氮、揮發(fā)酚、有機(jī)物以及氰化物等[1-2]；可以說焦化廢水屬于典型的高濃度、高氨氮的有機(jī)廢水。上述焦化廢水通過本廠的污水處理站進(jìn)行處理，由于污水處理單元為敞開式的，其會(huì)散發(fā)出大量的異味，對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，也對(duì)廠區(qū)人員的身心健康造成影響。鑒于此，本文將結(jié)合實(shí)際需求設(shè)計(jì)一套高效率、低能耗的異味治理工藝。

1 工程概述

本文所研究的煤化工公司在多年的改造與發(fā)展后已經(jīng)形成了240 萬t 焦炭、11 萬t 煤焦油、25 萬t焦?fàn)t煤氣制甲醇以及其他各種煤化工產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。在上述煤化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的廢氣進(jìn)行洗滌凈化處理會(huì)產(chǎn)生廢水，主要包括有上升管的水封廢水、蒸氨氣工段廢水、氣柜產(chǎn)生的水封廢水、甲醇轉(zhuǎn)化廢水、甲醇合成廢水以及職工生活廢水等，總計(jì)廢水總量為72 m3/h。上述廢水均在本廠的污水處理進(jìn)行凈化處理，主要分為預(yù)處理部分、生化處理部分以及混凝過濾部分，對(duì)應(yīng)的進(jìn)水出水水質(zhì)指標(biāo)如表1 所示。

表1 污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場廢氣主要來源本廠污水處理站中調(diào)節(jié)池、除油池、缺氧池以及厭氧池四個(gè)單位，通過對(duì)現(xiàn)場的異味進(jìn)行收集并對(duì)其化學(xué)參數(shù)進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表2 所示。

表2 廢氣化學(xué)參數(shù)及指標(biāo)

通過對(duì)上述化學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析總結(jié)如下：

1）現(xiàn)場廢氣的濕氣偏高，而且偏堿性。

2）廢氣中的主要污染物包括有氨、甲苯、乙硫醇等，其中大部分污染物在時(shí)厭氧或者缺氧的環(huán)境下自身產(chǎn)生的，苯以及二甲苯等污染物是通過生產(chǎn)廢水所引入的。

3）對(duì)比各項(xiàng)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場廢氣中的氨濃度相比于標(biāo)準(zhǔn)超標(biāo)318 倍，硫化氫濃度超標(biāo)219 倍，二甲二硫醚濃度超標(biāo)21.3 倍，臭氣濃度超標(biāo)2.3 倍，苯濃度超標(biāo)1 倍。

2 焦化廢水異味治理工藝設(shè)計(jì)

經(jīng)過前文綜合分析，該焦化公司污水處理站產(chǎn)生異味氣體的部分主要包括有調(diào)節(jié)池、除油池、厭氧池以及好氧池。根據(jù)異味氣體處理需求，采取相應(yīng)現(xiàn)場采取相應(yīng)的異味治理工程手所排放的氣體中各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)滿足GB 14554092《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。

首先，鑒于污水站處于敞開式的狀態(tài)。因此，對(duì)產(chǎn)生異味較多的四個(gè)部分進(jìn)行加蓋封閉處理，對(duì)應(yīng)每個(gè)池的覆蓋面積為27 m×27 m，總計(jì)2 916 m2；根據(jù)《污水處理廠臭氣處理規(guī)范》換算得出為其配套的風(fēng)量為30 000 m3/h。

2.1 廢氣處理工藝方案的優(yōu)選

目前，可應(yīng)用于廢氣處理的方法包括有化學(xué)洗滌吸收方法、高溫氧化方法、活性炭吸附法、低溫等離子體降解法、UV 光催化方法以及生物凈化方法等[4-5]。鑒于本焦化公司污水廠所產(chǎn)生廢氣的組分復(fù)雜且致臭的污染物種類較多，采取單一的廢氣處理方法并未能夠預(yù)期的處理效果。因此，在綜合比對(duì)各類處理方法并充分調(diào)研現(xiàn)場廢氣組分的基礎(chǔ)上，初步確定了4套組合處理工藝，分別為：

1）A 組：高溫氧化+活性碳吸附工藝；

2）B 組：化學(xué)洗滌+光催化氧化+活性炭吸附工藝；

3）C 組：生物凈化+活性炭吸附工藝；

4）D 組：化學(xué)洗滌+低溫等離子體技術(shù)+活性炭吸附工藝。

上述四種處理工藝對(duì)廢氣中污染物的去除率對(duì)比如圖1 所示。

圖1 不同處理工藝對(duì)廢氣污染物去除率對(duì)比

分析圖1 結(jié)果可知，A 方案對(duì)應(yīng)的去除效率最好，其次為B 方案和D 方案，C 方案的去除效果最差。鑒于本煤化工公司廢氣的濕度較大，采取A 方案時(shí)需要加入一定的燃料助燃，其能耗較大。因此，綜合分析能耗和去除率因素先排除A 方案和C 方案。

對(duì)于B 方案和D 方案而言，二者對(duì)廢氣污染物的去除效果分別為95.2%和96.4%，相差不大。但是，綜合對(duì)比可知，D 方案在實(shí)際實(shí)施過程中相比于B 方案占地面積更小，運(yùn)行成本越低、操作更加簡便，風(fēng)險(xiǎn)更加可控。因此，最終確定采用化學(xué)洗滌+低溫等離子體技術(shù)+活性炭吸附工藝對(duì)現(xiàn)場廢氣進(jìn)行處理。

2.2 廢氣處理效果評(píng)估

化學(xué)洗滌+低溫等離子體技術(shù)+活性炭吸附工藝需要根據(jù)待處理廢氣的特性及性質(zhì)選擇合適的洗滌液。經(jīng)研究，本工程擬采用pH≥11 的堿液作為洗滌液，對(duì)應(yīng)的操作工藝參數(shù)如下：化學(xué)洗滌液的流量設(shè)定為55 m3/h，液氣比為1.84，低溫等離子體的工作電鏟頻率為1 050 Hz，為保證廢氣處理效果對(duì)應(yīng)活性炭15 個(gè)月更換一次。

在上述工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)化學(xué)洗滌+低溫等離子體技術(shù)+活性炭吸附工藝的去除效果進(jìn)行測試，測試結(jié)果如表3 所示。

表3 廢氣處理效果

分析表3 中的廢氣處理效果可知，采取化學(xué)洗滌+低溫等離子體技術(shù)+活性炭吸附工藝對(duì)廢氣中的二甲二硫醚的去除效果最好，其去除率可達(dá)98.8%；對(duì)廢氣中的二甲苯和臭氣濃度的去除效果相對(duì)較差，對(duì)應(yīng)的去除率為95%。綜合各項(xiàng)因素，可將該焦化廢水的臭氣濃度去除率達(dá)到95%。

3 結(jié)語

煤化工公司為對(duì)原煤進(jìn)行焦化處理的場所，在實(shí)際生產(chǎn)中其不僅會(huì)生產(chǎn)各類煤化工產(chǎn)品，而且在對(duì)煤化工產(chǎn)品在處理過程中不可避免地產(chǎn)生廢水，通過污水處理站對(duì)廢水進(jìn)行處理。由于本公司污水處理站處于敞開式狀態(tài)，其廢氣對(duì)周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。本文重點(diǎn)對(duì)焦化廢水的異味進(jìn)行治理，總結(jié)如下：

1）在日常生產(chǎn)中，本公司的廢水量約為72 m3/h，其中在污水處理站中調(diào)節(jié)池、除油池、缺氧池以及厭氧池為產(chǎn)生異味的來源。

2）綜合對(duì)比各種異味治理方案的優(yōu)劣勢，最終確定采用化學(xué)洗滌+低溫等離子體技術(shù)+活性炭吸附工藝對(duì)異味進(jìn)行治理，對(duì)應(yīng)的操作工藝參數(shù)為：化學(xué)洗滌液的流量設(shè)定為55 m3/h，液氣比為1.84，低溫等離子體的工作電鏟頻率為1 050 Hz，為保證廢氣處理效果對(duì)應(yīng)活性炭15 個(gè)月更換一次。

3）實(shí)踐表明，采用化學(xué)洗滌+低溫等離子體技術(shù)+活性炭吸附工藝可將該焦化廢水的臭氣濃度去除率達(dá)到95%。