污水站有機廢氣處理工藝與測試研究

摘要：污水站是排放有機廢氣的主要場所，其會污染環境，還會影響人體健康，應及時處理污水站廢氣，待其符合相關標準要求后方可排放。本文在介紹紫外線、活性炭吸附等幾種常用處理原理基礎上，重點探討了催化燃燒法的處理效果。

關鍵詞：污水站;有機廢氣;處理工藝;測試結果

中圖分類號：X701.7 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.067

Study on treatment process and test of organic waste gas in sewage station

Wang Yanping

（Shandong Haiyue Environmental Technology Co.，Ltd.，Yantai Shandong 264000，China）

Abstract：Sewage station is the main place to discharge organic waste gas， which will pollute the environment and affect human health.The waste gas of the sewage station shall be treated in time and discharged only after it meets the requirements of relevant standards.Based on the introduction of several common treatment principles of ultraviolet and activated carbon adsorption，this paper focuses on the treatment effect of catalytic combustion.

Key words：Sewage station;Organic waste gas;Treatment process;Test results

針對污水站排放出的有機廢氣，過往多采用焚燒法、吸收法、吸附法等手段加以處理。在處理有機廢水實踐中，應重點考慮本站投資以及日常運營的開銷狀況。有研究發現，活性炭吸附法對苯系化合物的凈化率高于90%，排放濃度小于80㎎/m?，已完全滿足國家對污水站有機廢氣達標排放的要求，而使用催化燃燒法處理有機廢水，不僅能降低電能消耗量，還能實現對廢氣的智能化控制。

1 幾種常用的有機廢氣處理工藝

1.1 紫外線

已知可見光的范圍為400～780nm，紫外線波長大概是100～400nm，一般會把紫外線分為UVA（315～400nm）、UVB（280～315nm）、UVC（100～280nm）三個區域，其中UVC段光線有廣譜消毒功能，為常用的物理消毒手段。現已證實[1]，UVC波段的紫外線可以分解空氣內的氧氣分子，形成臭氧，臭氧屬于強氧化劑，其能將污水站排放廢水內的有機惡臭物質轉化為低分子化合物、水及CO2，在處理廢氣及其惡臭方面體現出良好效能。

現如今，工業領域中采用的紫外線燈輻射的波段以185nm、254nm為主，前者主要用于產生臭氧，后者供殺菌消毒設施所使用。利用基于紫外線而形成的高級別氧化法處理有機廢氣，能取得較好的處理效果，把有機廢氣內的惡臭氣體講解為CO2、H2O，其原理可作出如下表述：

UV（185nm）+3O2→2·O3;

UV（254nm）+O3→ ·O+O2;

·O+H2O→ 2·OH;

VOC+OH→H2O+CO2。

1.2 活性炭吸附

工業領域污水站在凈化處理有機廢氣過程中，通常會使用到蜂窩活性炭或柱狀活性炭，活性炭比表面積偏大，通常大于700㎡/g，當廢氣經由活性炭并和其充分接觸以后，廢氣內的毒害成分將會被截留于活性炭孔隙內，進而達到除污的處理目標。

現已證實[2]，碘吸附值高低是影響活性炭吸附效率的主要因素之一，當下工業領域中常用活性炭的碘吸附值是600～1 200㎎/g，利用不同材質、工藝生產出的活性炭的碘吸附值存在一定差異。在具體實踐中，應綜合考慮功能與成本因素基礎上，選擇碘值適宜的活性炭。

2 案例分析

某公司在2018年投資465萬元建成了污水站有機廢水的處理裝置，聯合“脫硫及總烴濃度均化-催化燃燒”處理工藝，對廢水的處理能力為2 995Nm?/h。該催化燃燒裝置在2018年12月5日正式投運，在2019年4月中旬予以標定。對運行及分析數據進行討論，發現該裝置運轉過程平穩，經處理后的揮發性有機物（VOCs）濃度小于100㎎/m?[3]。

3 催化燃燒法處理污水站有機廢水的實踐分析

3.1 廢氣處理流程

廢氣通過引風機由封閉性良好的隔油池、浮選池等被抽吸出，經輸送管路先被整合至空氣預熱器內，預熱器的作用是能在冬季氣溫偏低時對廢氣行預熱處理，隨后將廢氣導入至分水罐，以將其內的水霧剔除后，進入到脫硫與總烴濃度均化罐階段。在罐中，能脫除廢氣內大部分H2S與有機硫，并對廢氣濃度進行均化處理。而后，廢氣經引風機、過濾器進入“加熱—換熱—催化燃燒”反應單元，在適宜溫度與催化劑的雙重作用下，廢氣內部分有機物會被氧化，生成H2O與CO2，并釋放出較大量的反應熱，這預示著催化燃燒反應完成。經處理后的氣體帶有較高熱量換熱器與廢氣預熱器能對熱能實現回收，對處理前的廢氣實施預、加熱措施，這樣經處理后的、符合相關標準要求的廢氣就會經排氣筒被排放至外部環境中。

3.2 裝置的處理效果

（1）脫硫及總烴濃度均化器的處理情況（見表1），分析后得知，均化器內的硫化氫含量很低（均小于3㎎/m?），提示脫硫效果良好。

（2）催化燃燒反應器的處理效果：催化燃燒反應器為本裝置的核心設備，為標定重點。在標定期間，該設備進、出口共計進行3次采樣，分析對象有反應器進、出口苯系物、硫化氫等，具體分析結果見表2[4]。分析發現，出口VOCs濃度均小于100㎎/m?，符合山東省設定廢氣集中處理設施排氣筒污染物排放標準。

（3）能耗情況：本催化燃燒裝置運行期間的能耗源以電與凈化風為主，后者主要用作氣動閥的運行，風量相對較小，故而本次考評時未將其納入其中。損耗電能的構件以風機與電加熱器為主。在標定階段，廢氣內的有機物濃度偏低，無法滿足系統運行期間對熱能平衡提出的要求，故而，需要利用電加熱器填充適量的熱能。在以上過程中，二段加熱器始終處于閉合狀態，一段加熱器提供的熱量就可以本催化裝置穩定運行。結合現場一段集熱器的啟用狀態與頻次，輸出功率為10%～50%，依照均值30%估算，則加熱器的電能耗損為80×0.5×30%=12kW。一、二次風機的變頻輸出均是60%，額定功率為18.0kW，則計算得兩風機的電耗是21.5kW。本裝置的總能耗是電加熱器和兩風機總和，即33.5kW，相當于三十幾千瓦風機的耗能量。

4 結束語

本文研究所設計的催化裝置能有效治理污水站形成的有機廢水，反應器出口氣體的VOCs濃度小于100㎎/m?，符合國家排放標準。在正常操作條件下，本裝置的總電能消耗量約為34kW，體現出較高的節能、環保特征，在有機廢氣處理領域中有較大的推廣價值。

參考文獻

[1]陳順強.噴漆廢氣中漆霧處理及有機廢氣凈化技術[J].內燃機與配件，2019（23）：219-220.

[2]謝永欽.低溫等離子體聯合光催化在噴漆廢氣治理中的應用[J].科技經濟導刊，2019，27（35）：94-95.

[3]張新.煉化污水有機廢氣催化燃燒工藝的應用研究[J].石油煉制與化工，2019，50（12）：90-95.

[4]任歡燦.廢水站有機廢氣處理工藝及測試分析[J].廣東化工，2019，46（13）：140-141+125.

收稿日期：2020-04-02

作者簡介：王艷萍（1974-），女，漢族，本科學歷，中級工程師，研究方向為環保工程。