生物滴濾塔處理VOCs和H2S混合廢氣的工程實例

謝國建吳昊梁斌何偉立

（1.杭州經濟技術開發區環境監測站，浙江 杭州 310012；2.杭州市環境監測中心站，浙江 杭州 310007；3.杭州華集環境檢測技術有限公司，浙江杭州 310017；4.中球冠集團有限公司，浙江杭州 311202）

環保技術

生物滴濾塔處理VOCs和H2S混合廢氣的工程實例

謝國建1吳昊2梁斌3何偉立4

（1.杭州經濟技術開發區環境監測站，浙江 杭州 310012；2.杭州市環境監測中心站，浙江 杭州 310007；3.杭州華集環境檢測技術有限公司，浙江杭州 310017；4.中球冠集團有限公司，浙江杭州 311202）

在浙江某化工廠建立了處理生產車間VOCs和自備污水站H2S混合廢氣的生物滴濾塔（BTF）。BTF經過12 d完成啟動。在啟動之后的調試期間，混合廢氣中VOCs的質量濃度為200~400 mg/m3、H2S的質量濃度為80~150 mg/m3，BTF對VOCs和H2S的去除率均分別能保持在86%和96 %左右。VOCs和H2S均達標排放。

生物滴濾塔；VOCs；H2S

0 前言

化工行業是我國國民經濟的重要組成部分，但由此產生的大量廢氣也對環境造成了嚴重的污染和危害?；S在生產過程中往往會產生大量的揮發性有機物 （Volatile Organic Compounds，簡稱VOCs），VOCs的種類繁多（包括芳香烴類、酯類、醛類和酚類等），且因生產工藝而異。VOCs多數有毒，部分致癌[1]。H2S是化工廠自備污水站惡臭廢氣中的主要成分[2]，無色劇毒、有刺激性氣味，其毒作用的主要靶器是中樞神經系統和呼吸系統，并且在低濃度時就會對人體造成較大的危害[3]。

廢氣的生物法治理技術具有適用性強、運行費用低、無二次污染等優點，已成為目前大氣污染控制領域的研究熱點[4-5]。本文介紹了采用生物滴濾塔（biological trickling filter,BTF）處理浙江某化工廠的VOCs和H2S混合廢氣的工程實例，主要內容包括BTF的啟動及處理效果等情況，以期為同類廢氣治理工程提供借鑒和指導。

1 材料和方法

1.1 廢氣來源

浙江某化工廠是一家主要從事藥物中間體合成的中型化工廠，生產車間的VOCs廢氣包含苯、甲苯、鹵代烴、醇類和酯類等污染物，廢氣量約為5200 m3/h；該廠自備污水站（正常處理能力1300 t/d）的厭氧、兼氧處理段逸散的惡臭氣體主要成分為H2S，通過集氣罩收集，廢氣量約為7000 m3/h。上述兩種廢氣通過管路一并送至BTF進行凈化處理，混合廢氣中VOCs的質量濃度為200~400 mg/m3，H2S的質量濃度為80~150 mg/m3。

1.2 工藝流程

本工程BTF處理混合廢氣的工藝流程如圖1所示。混合廢氣通過引風機送入BTF底部，從下往上經過填料層，廢氣中的VOCs和H2S被附著在填料上的微生物凈化，處理后的廢氣從BTF塔頂排放。BTF的填料安裝高度3.0 m，截面積28.26 m2，有效體積84.78 m3，分為等體積的上下兩層。通過不斷噴淋溫度適宜的循環水，以保持微生物生長所需的無機營養、水分和合適的pH，使微生物保持活性。循環水由自來水中加入各種無機鹽（K2HPO4，KH2PO4，MgSO4，CaCl2，NH4NO3，MnSO4，CuSO4，FeSO4等）配制而成，循環水量15 m3（每天更換0.8 m3，外排至污水站綜合調節池），pH控制在4~7，噴淋強度34.9 L/（m2·min）。循環水池裝有溫控系統，保證水溫在25℃以上。廢氣量約為12200 m3/h，停留時間25 s。

1.3 分析方法

VOCs質量濃度采用PGM-54型VOCs便攜式測定儀測定 （美國華瑞科學儀器公司），H2S質量濃度采用亞甲基藍分光光度法 （《空氣和廢氣監測分析方法》第四版）測定，pH采用玻璃電極測定。

2 結果和討論

2.1 BTF的啟動

在現場采用可以快速擴大菌種量的培菌機，以浙江某化工廠污水站好氧曝氣池的活性污泥作為原始菌種，以擬處理的混合廢氣為唯一碳源，添加所需的無機營養液，進行馴化培養，每天測定培菌機內污泥沉降比（SV），第10 d，SV達20%，表明培菌機內的微生物已經能夠以混合廢氣作為唯一碳源生長，馴化完成。

馴化完成后，將培菌機內的菌懸液全部接種至循環水池，開啟循環水連續噴淋，混合廢氣經引風機送入BTF底部，開始填料的掛膜。在BTF的啟動階段，往往通過減小噴淋強度的方式，使填料掛膜快速完成。本工程將噴淋強度控制在 25.0 L/（m2·min）左右。

BTF的掛膜歷時 12 d，每天測定進出口的VOCs和H2S質量濃度，并考察去除效果。BTF啟動階段VOCs和H2S的去除情況如圖2和圖3所示。VOCs的去除率在第7 d達到85.23%，至第12 d，去除率均保持在86%左右。H2S的去除率在第8 d達到95.92%，至第12 d，去除率均保持在96%左右。BTF啟動完成。

2.2 BTF啟動后的運行情況

BTF成功掛膜啟動后，又進行了30 d的調試。期間，BTF對混合廢氣取得了較好的處理效果，且運行穩定，VOCs和H2S質量濃度的去除率均能保持在86%和96%左右。VOCs的排放濃度和排放速率均達到GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》的限值要求，H2S的排放速率達到GB14554-1993《惡臭污染物排放標準》的限值要求。BTF啟動后VOCs和H2S的去除情況如圖4和圖5所示。

3 小結

（1）BTF經過12 d完成掛膜啟動。啟動前，對污水站的活性污泥進行有針對性的馴化、培養，獲得了大量能以擬處理的混合廢氣為唯一碳源生長的高濃度菌懸液，大大縮短了啟動時間。

（2）在啟動之后的調試期間，混合廢氣中VOCs的質量濃度為200~400 mg/m3、H2S的質量濃度為80~150 mg/m3，BTF運行穩定，對VOCs和H2S的去除效果明顯，去除率始終能夠保持在86%和96%左右。VOCs和H2S均達標排放。

[1]李婕,羌寧.活性炭吸附回收揮發性有機物的研究進展[J].化工環保,2008,28(1):24-28.

[2]龔夢錫,孫世祥.污水處理廠惡臭活性氧處理工藝設計[J].浙江化工,2004,35(10):27-28.

[3]Roth S H,Skrajny B,Reiffenstein R J.Alteration of the morphology and neurochemistry of the developing mammalian nervous system hydrogen sulphide [J].Clin.Exp. Pharmacol.P.,1995,22(5):379-380.

[4]於建明,沙昊雷,褚淑祎,等.生物滴濾床凈化含H2S廢氣的實驗研究[J].環境污染與防治,2008,30(4):31-34.

[5]謝志榮,魏在山,曾貴華,等.生物法處理含氮硫無機有機惡臭氣體研究[J].環境科學與技術,2011,34(1):136-139.

Engineering Example of Treatment of Mixed Waste Gas Containing VOCs and H2S in Biological Trickling Filter

XIE Guo-jian1,WU Hao2,LIANG Bin3,HE Wei-li4
(1.Hangzhou Economic and Technological Development Area Environmental Monitoring centre,Hangzhou 310012,China;2.Hangzhou Environmental Monitoring Centre,Hangzhou 310007,China;3.Hangzhou Huaji Environment Detection Technology Co.,Ltd.,Hangzhou 310017,China;4.China Globe Crown Group Co.,Ltd., Hangzhou 311202,China)

A biological trickling filter(BTF)treating mixed wastegas containing VOCs from produce department and H2S from own sewage plant was established in a chemical plant in Zhejiang.The BTF completely started in 12 d.In the period of commissioning after start,the mass concentrations of VOCs and H2S were 200~400 mg/m3and 80-150 mg/m3,and their removal rates could maintain at 86%and 96%.VOCs and H2S both reached emission standard.

biological trickling filter;volatile organic compounds;hydrogen sulfide

1006-4184（2012）05-0034-03

2011-10-31

謝國建（1981-），男，浙江杭州人，碩士，工程師，主要研究方向：大氣污染控制工程、水污染控制工程、環境生物技術。