農藥生產車間及廢水站廢氣協同降解工程實例

彭 旭 ， 陳際雨

（1.中化藍天集團有限公司，浙江 杭州 310051；2.浙江藍天環保高科技股份有限公司，浙江 杭州 310018）

隨著我國農業的高速發展，農業病蟲害的防治環境更加嚴峻，農藥生產規模隨之快速擴大。炔滿特、克螨特由于廣譜、低毒、高效，因而作為殺菌除蟲藥被廣泛應用于農業生產之中[1-2]。而這一農藥生產會產生含有苯系物為主的VOCs廢氣，同時企業污水站對其生產過程廢水進行A2/O處理時會產生大量惡臭類氣體，這都將對周邊環境產生較大污染；如不進行有效治理，不但影響廠區工作人員健康，同時也會遭到周邊居民的投訴[3]。

由于生產過程中產生的廢氣成分復雜、處理難度大、毒性較強，故傳統方法對混合型有機廢氣的處理效果難以達到國家標準[4]。本工程項目針對生產企業這一情況，采用臭氧氧化、光催化氧化、堿洗、活性炭吸附協同處理工藝；對農藥生產車間（炔滿特、克螨特）及廢水站產生廢氣進行處理；經處理后，有害物質得到有效去除，達標后經高空排放。

1 反應機理及材料性能

1.1 臭氧氧化與光催化機理

臭氧及光催化氧化法是目前研究較多的一項高級氧化技術。臭氧是一種強氧化劑，它的氧化還原電位為2.07 eV，因此可以利用其氧化性對氣態污染物進行分解并釋放出一定能量。本工程實例中該過程作為第一道工藝工序，在氣體混合緩沖罐中加入，同時為催化反應提供部分臭氧，強化光催化效果。

光催化反應，就是在光的作用下，催化劑吸收特定波長的電磁輻射，受激產生分子激發態，然后會發生化學反應生成新的物質，或者變成引發熱反應的中間化學產物。其主要包含3個基本反應過程：（1）當光輻射能hv大于催化劑禁帶寬度Eg時，光催化劑中的價帶電子受到激發；（2）e-越過禁帶，在導帶中出現正電空穴h+，其中h+具有氧化性，e-具有還原性；（3）電子、空穴遷移到催化劑表面，進而形成氧化還原反應體系。其主要反應機理見圖1。

圖1 光催化氧化反應過程Fig1 Photocatalytic oxidation process

形成的HO、H等自由基與強氧化性物質O3，對廢氣中的有機物進行強烈的氧化反應，從而對其進行降解；而O3在光催化作用下強化了HO的形成，最終污染物降解成CO2與H2O[5]。

1.2 堿洗與活性炭吸附機理

污水處理時會因微生物的分解作用，產生H2S、硫醇、硫醚、氨等刺激性臭味；且因其閾值較低，較低濃度的廢氣即可對周邊空氣環境產生重大影響。但其較好的水溶性以及易被堿液吸收的理化性質，使得堿液吸收成為可能。本項目采用10%的氫氧化鈉作為廢氣淋洗劑[6]。

活性炭擁有巨大的比表面積，具有豐富的中微孔結構與毛細管狀結構，這種結構具有很強的吸附能力。當廢氣中待處理物質與其接觸時，則被捕捉，起到了凈化廢氣的作用[7]。

2 廢氣處理工藝流程

采用的工藝流程圖及實物圖見圖2。從生產車間產生的工藝廢氣經軸流風機輸送，污水處理站產生的廢氣經負壓收集 （廢氣風機前設有除塵、除濕裝置），二者共同輸送至廢氣緩沖罐；兩路廢氣經與臭氧在緩沖罐中充分混合后，進入光催化氧化裝置進行光解氧化，再經過堿洗填料塔進行物化噴淋吸收，經除霧后進入活性炭吸附裝置；最后經離心風機2抽離，高空達標排放。

圖2 廢氣處理工藝流程圖與實物圖Fig 2 Waste gas treatment process flow diagram physical diagram

3 主要處理構筑物與設備

3.1 廢氣輸送裝置與管路

生產車間工藝廢氣管路（?200 mm×10000 mm PP材質，法蘭連接）鋼支撐固定。車間產生的廢氣，經軸流風機引至主風管（?300 mm×10000 mm PP材質，法蘭連接），由主風管輸送至緩沖罐；廢水站產生的廢氣經密閉（帶肋玻璃鋼結構）負壓收集，經離心風機1輸送至緩沖罐 （?1500 mm×3000 mm，PP材質）。

3.2 風機系統

風機引風系統主要由4臺風機構成，軸流風機2臺，其規格為：1500 m3/h、全壓300 Pa、N=300 W、玻璃鋼材質；離心風機1其規格為：4000 m3/h、全壓 1320 Pa、N=5.5 kW；離心風機2其規格為：7000 m3/h、 全壓 2600 Pa，N=7.5 kW，防腐玻璃鋼材質。

配套設備：電控系統3套，防爆、防水；鋼支撐基座4套。

3.3 廢氣協同處理系統

廢氣緩沖罐用來充分混合廢氣，起到均質作用，同時也作為臭氧氧化裝置，其中臭氧發生器臭氧產量為 200g/h，臭氧濃度 10～40mg/L，N=5.0kW，配套電控系統一套（防爆），鋼支撐基座一套。

光催化氧化系統處理容量7000 m3/h，尺寸大小為：2.50 m×1.5 m×2.0 m，主體材質為不銹鋼，內部為紫外燈管以及催化劑涂層網，整體功率N=5.5 kW，壓降200 Pa。配套設施：電控系統一套（防爆），鋼砼基座。

物化洗滌系統由廢氣填料噴淋塔（帶除霧裝置）、循環水泵、加藥裝置以及排水系統組成。廢氣填料塔?1500 mm×4500 mm，填料層高度1.2 m（鮑爾環 PP材質 規格38 mm），液氣比3 L/m3，防腐循環泵流量21 m3/h，揚程28 m，N=4.5 kW；當pH＜8時，噴淋循環液切換至廢堿槽，用于廢水調節池酸堿度調節，同時循環液重新加藥；整個裝置壓降700 Pa。配套設施：鋼砼基座，電控系統一套（防爆）。

經過處理的廢氣再進入活性炭固定床吸附裝置，主要用于去除未被完全去除的污染因子，其設計流量大小為7000 m3/h；尺寸大小為：2.7 m×1.5 m×1.5 m，填料體積 1.0 m3，主體材料 SUS304，內含過濾網，壓降600 Pa；配套設施：鋼支撐基座1套。

4 處理效果評價

4.1 降解效果評價

廢氣處理的進口與出口均有相應的檢測口，用以檢測相應的污染因子。

相關污染因子的檢測方法，按照表1相應標準進行檢測。

表1 檢測項目、方法和儀器一覽表Table 1 Inspection items,methods and instrument list

根據表1檢測方法，在環境溫度20℃，進口廢氣流速14.9 m/s，出口廢氣流速16.6 m/s，標態干廢氣流量 4.5×103～6.5×103m3/h， 獲得進出口廢氣檢測濃度以及凈化效率，如表2所示。

表2 效果分析與評價Table 2 Analysis and evaluation of results

4.2 經濟性評價

農藥生產企業廢氣具有成分復雜，處理難度大的特點。采用本項工藝技術協同處理廢氣時，主要消耗藥劑為堿液，而廢堿液經適當處理后用泵輸送至廢堿槽，供廢水調節池使用，減少了堿的用量。經測算，堿液費用為12.11元/天，電費綜合計價343.2元/天，合計使用費用355.31元/天，單位處置費用0.0021元/m3。

5 結論

采用臭氧氧化、光催化氧化、堿洗、活性炭吸附協同處理工藝，對農藥生產車間工藝廢氣以及廢水處理站生化處理廢氣進行降解，處理效果好，排放符合 《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297-1996）和 《惡臭污染物排放標準》（GB 14554-93）；設備運行穩定，運行費用低，為農藥生產企業廢氣治理提供一定的借鑒。

[1] 李海平，儀美芹，于永成，等.幾種藥劑對玉米紅蜘蛛的室內和大田藥效[J].農藥，2010，49（2）：136-137.

[2]官建鋒.克螨特使用技術簡介[J].福建農業，1994，（9）：7.

[3] 吳康躍，陳根良，陳杰，等.農藥廠廢氣污染綜合治理系統設計與應用[J].環境污染與防治，2009，31（10）：97-99.

[4] 石磊，吳希文，李秀榮，等.農藥廠硫化氫及硫醇硫醚類惡臭工藝廢氣污染及治理對策[C].2003.

[5] 彭曉春，陳新庚，黃鵠，等.n—TiO2光催化機理及其在環境保護中的應用研究進展[J].環境工程學報，2002，3（3）： 1-6.

[6] 孫亞男.臭氣處理技術及發展趨勢 [J].城市建設理論研究：電子版， 2015， （8）.

[7] 徐慶嫦.有機廢氣活性炭吸附法工程應用及其前景探討[J].廣東化工，2012，39（6）：148-149.