關于危險廢物暫存庫臭氣治理方式的探討

文_熊義根 中節能（連云港）清潔技術發展有限公司

近年來,危險廢物暫存庫貯存廢物總量急劇增加，相應的臭氣（VOC）排放總量也隨之增加，而臭氣治理的好壞將直接影響區域大氣質量，與老百姓的生產、生活密切相關，因此臭氣治理變得尤為重要。本文重點介紹危險廢物處置企業暫存庫臭氣治理的生產工藝技術等問題。

1 各種治理技術

通過實地走訪危險廢物處置企業,了解到目前工藝采用的主要有如下幾種廢氣治理方式。

1.1 單一的活性炭吸附治理技術

目前為數不多的企業采取單一堿吸收、單一活性炭吸附治理臭氣。該技術原理主要采用活性炭內部孔隙結構發達，有巨大比表面積吸附惡臭氣體分子。

該技術主要優點是： 操作簡單、投資成本低。但同時該技術也存在如下幾方面缺點：

①可燃性能差，如吸附了大量可燃氣體，易發生火災等安全事故。

②流動阻力大，通常流動阻力在5000pa以上，設備運行動力成本高。

③處理含水量大的氣體效果不好。

④吸附飽和后，煙囪排放將超標，同時需對廢活性炭進行更換，更換后的廢活性炭需作為危險廢物進行處置，處置成本也相對較高。

1.2 堿吸收+活性炭吸附脫附+催化氧化（RCO）治理技術

目前較多危廢處置企業采用該工藝技術治理危廢暫存庫的臭氣，主要方法是利用物理吸附法對臭氣污染源進行吸附除臭處理，臭氣首先進入噴淋塔裝置，通過堿液噴淋去除廢氣中的酸性及可溶性廢氣，然后再進入活性炭吸附裝置進一步吸附除臭。

該技術設有一套脫附裝置對活性炭吸附塔內高濃度有機廢氣進行催化燃燒，使有機廢氣分解為CO2和H2O，重新激活活性炭吸附能力。

催化燃燒是典型的氣-固相催化反應，其實質是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑表面具有吸附作用，使反應物分子富集于表面提高了反應速率，加快了反應的進行。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下，發生無焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時放出大量熱能。

催化燃燒的特點：起燃溫度低，節省能源；適用范圍廣；處理效率高，無二次污染。

催化燃燒幾乎可以處理所有的有機惡臭氣體，它適用于濃度范圍廣、成分復雜的各種臭氣處理。

該技術的優點是：

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①相比單一活性炭吸附技術，增加了活性炭脫附，脫附后廢氣進行催化燃燒，有效地解決了活性炭吸附飽和無法判斷的缺陷。由于是連續吸附、脫附時間可以自行設定，并且通過PLC程序操作，吸附效果比單一活性炭吸附效果明顯提高。

②由于采用PLC程序控制，通過檢測廢氣進、出口VOC治理濃度，可以調配引風機的頻率，這樣對降低運營成本、提高運營效果都有明顯好處。

該技術的缺點是：由于活性炭脫附需要高溫（脫附溫度要求大于180℃），否則存在脫附效果差、處理效率低下等特點。而活性炭在吸附了大量有機氣體后，在高溫脫附的情況下，很容易引起自燃。不僅增加了環境風險，也帶來了不可預料的安全風險。

由于脫附后的廢氣采用催化燃燒的技術，而催化劑的使用注定是具有一定的選擇性。危廢處置企業暫存庫廢氣的特點是廢氣成分的不確定性以及廢氣濃度的不確定性，由于這種不確定性。該技術上選擇的催化劑就非常困難，如何避免催化劑中毒是應用該技術的關鍵，一旦某種組分造成催化劑中毒，該系統的處置效果將不復存在，反而會由于吸附大量廢氣，經脫附后，由于催化劑中毒而沒有得到有效分解，最終導致大量有機廢氣排放外環境，引發環境問題。

因此筆者建議，選擇該技術的危險廢物處置企業，需要基本確定暫存庫廢氣的組分（廢物組分單一），否則很難保證不會引發安全、環保等相關問題。

1.3 堿吸收+低溫等離子+深度氧化

該技術利用電子、離子、自由基和中性粒子小于分子，能夠順利進入分子內部，打開分子鏈，破壞分子結構的原理，轟擊發生臭氣的分子，從而發生氧化等一系列復雜的化學反應，將有害物質轉化為無害物質。

設計處理工藝為“預處理堿噴淋塔+除水器+等離子處理+深度氧化塔”。為進一步提供對有機物去除，等離子設備后端設深度氧化塔，深度氧化塔為填料形式，可延長臭氧、自由基與廢氣接觸時間，起到深度氧化的意義，降低廢氣中殘余分子碎片的含量。

該深度氧化塔采用改性填料為填料塔，可有效吸附碎片分子和活性氧等，并促進吸附在填料塔上的這些成分發生氧化反應。由于該填料塔不是用來吸附有機質的，而且始終有活性氧等成分存在，因此填料塔即使吸附了少量有機質，也會因為臭氧等氧化反應的存在，使得填料塔始終處于非飽和狀態，即本系統采用的填料無需更換，可長期使用。

有機暫存庫廢氣根據生產情況分常規、特殊、應急三種運行模式。

該工藝技術的優點是：能夠處理多種臭氣充分組成的混合氣體，在廢氣濃度及濕度較低的情況下，可長期正常工作。缺點是：對高濃度易燃易爆廢氣，極易引起爆炸，具有一定的危險性。

因此，對于危險廢物暫存庫廢物較為復雜，特別是存放甲乙類危險廢物的暫存庫，從安全角度考慮并不適用該處置工藝。

1.4 堿吸收+分子篩轉輪濃縮+RTO

堿吸收+分子篩轉輪濃縮+RTO焚燒是一種最安全、最高效的處置方式。

分子篩轉輪濃縮其原理是：將能夠吸收廢氣中有機物質的材料制造成蜂窩結構的園盤轉輪，正常工作時分子篩轉輪轉速1～3r/h。轉輪運作時可分為3個區域，即處理區、冷卻區、和再生區。含有機廢氣的氣體從處理區流過后變成相對干凈的空氣，其有機廢氣含量最低可降至5ppm以下，達到國標排放要求。部分含有機廢氣的空氣用再生風機推動從冷卻區流過后被加熱到一定的溫度，然后流過轉輪的再生區，由于轉輪再生區被再生空氣加熱，吸附于該區域的有機廢氣被脫附出來為再生空氣帶走。

蜂窩狀轉輪的特點是與空氣接觸的表面積大，其比表面積達2700m2/m3以上；風阻力低，一個厚度400mm的轉輪，在迎風風速2m/s時壓力降只有180Pa（國內活性碳纖維吸附裝置，厚度150mm、迎風速度0.2m/s時，阻力3000Pa）；傳質效率高，與直徑3mm的球狀分子篩相比，傳質效率提高1倍以上；與兩塔間歇切換的固定床切換相比較，具有凈化效率高、出口濃度穩定的特點。

該技術利用危險廢物暫存庫臭氣濃度低、風量大等特點，通過改變分子篩的微孔結構，一些有害的大分子被擋在分子篩轉輪外側，分子直徑較小的小分子通過轉輪時被分子篩轉輪吸附，而氮氣等無機分子通過分子篩轉輪后，直接通過排放風機排到大氣中。由于分子篩轉輪在24h不停地旋轉，當旋轉到某一區域時，脫附風機通過熱脫附把擋在轉輪外的大分子以及被分子篩直接吸附的部分小分子直接催脫出來，催脫出來的有機臭氣分子被送到RTO焚燒爐系統直接焚燒，焚燒后的煙氣經過堿吸收后，通過25m高的煙囪直接排放。

通過分子篩轉輪濃縮后，暫存庫臭氣濃度可以濃縮至10倍、15陪、20倍，甚至更高濃度。設計300000m3/h風量的暫存庫濃縮后只有30000m3/h，這樣對后續焚燒設備RTO選型可以更有利、更經濟，同時由于廢氣濃度提高10倍（或更高濃度）以后，對RTO焚燒爐能源消耗將大大降低。同時由于廢氣最終經RTO焚燒爐高溫（800℃以上）焚燒后得到徹底分解后排放，最終VOC處置效率可以達到99%以上。

另外由于該工藝脫附采用蒸汽熱脫附，降低了安全風險，保障了設備的平穩運行。

2 結果與探討

雖然臭氣處理工藝過程很簡單，但由于危險廢物處置企業廢物的復雜性，導致產生的臭氣具有成分不確定性、濃度不確定性，因此相對應的處理工藝也難以確定，對于危險廢物處置企業來講，重要的還是要求產廢企業對廢物進行密閉包裝，從源頭上減少廢氣的產生；處置企業也需要根據自己的生產實際情況，確保收集進來的危險廢物能夠在最短時間內得到處置，杜絕超期存放，減少由于廢物長期貯存帶來的廢物泄漏的可能性，從而在某種程度上也減少了廢氣的產生。

3 結語

本文針對危廢處置企業暫存庫臭氣的特點，介紹了幾種常規暫存庫臭氣的處置工藝。通過比較，筆者認為對于危險廢物處置企業暫存庫的臭氣通過分子篩轉輪濃縮后進RTO系統焚燒應該是最佳處置方式，值得推薦與推廣。