工業(yè)廢水處理裝置中的廢氣治理探討

江蘇省環(huán)科院環(huán)境科技有限責(zé)任公司 康凱

自2012年十八大報(bào)告中第一次將生態(tài)文明建設(shè)納入五位一體的戰(zhàn)略布局，國(guó)家對(duì)環(huán)保工作更加重視，一些法律法規(guī)相繼出臺(tái)，處罰更加嚴(yán)格，所以治理工業(yè)廢氣至關(guān)重要。高速發(fā)展的時(shí)代背景下，經(jīng)濟(jì)建設(shè)促使工業(yè)領(lǐng)域飛速發(fā)展，因此導(dǎo)致越來越多的環(huán)境問題，其中影響最大的是工業(yè)廢水處理裝置中產(chǎn)生的廢氣，這些廢氣不僅會(huì)在一定程度上破壞周圍環(huán)境，還會(huì)對(duì)人們的生命健康產(chǎn)生一定的威脅。因此，在產(chǎn)生廢氣的過程中，廢氣治理能夠充分發(fā)揮作用價(jià)值，那么需對(duì)工業(yè)廢水處理裝置中的廢氣治理進(jìn)行深入分析探究。

一、VOCs廢氣來源、危險(xiǎn)以及地方排放標(biāo)準(zhǔn)分析

通常來說，VOCs廢氣來源廣，牽涉的領(lǐng)域較多，在國(guó)內(nèi)諸多工業(yè)中均會(huì)產(chǎn)生VOCs廢氣，并且對(duì)VOCs而言，該氣體類型多樣，并非只有一種。在實(shí)際生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之中均會(huì)出現(xiàn)VOCs廢氣。在國(guó)內(nèi)，以石油、天然氣、煤為原料的工業(yè)均為產(chǎn)生VOCs廢氣的來源，部分其他工業(yè)同樣會(huì)產(chǎn)生VOCs氣體。國(guó)內(nèi)VOCs廢氣排放量是很大的，在幾年前就已經(jīng)達(dá)到了2500多萬噸，工業(yè)中占據(jù)比例能夠達(dá)到總量的43%，而化工涂裝噴漆為VOCs廢氣排放比較大的行業(yè)。VOCs廢氣達(dá)到某種程度時(shí)，會(huì)威脅到人體健康，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致死亡，這是因?yàn)樵赩OCs廢氣里面的芳香胺與多環(huán)芳烴均有致癌性，與此同時(shí)人類細(xì)胞里面的蛋白質(zhì)會(huì)和VOCs廢氣里面的苯酸類產(chǎn)生反應(yīng)，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝固。而VOCs廢氣的地方排放標(biāo)準(zhǔn)為：天津工業(yè)化企業(yè)全部有機(jī)廢氣排氣筒最高VOCs排放濃度：焚燒處理小于等于每立方米20毫克、15米排氣筒VOCs允許排放速率為每小時(shí)2.8千克、非焚燒處理為每立方米80毫克；罐頂VOCs檢測(cè)濃度小于2000ppmv。

二、工業(yè)廢水廢氣治理技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀

工業(yè)廢水處理裝置中產(chǎn)生的惡臭氣體，主要成分為硫化氫、氨以及硫醇類、硫醚類、烴類、有機(jī)鹵系衍生物等揮發(fā)性物質(zhì)。這些物質(zhì)的產(chǎn)生，不僅對(duì)環(huán)境具有嚴(yán)重的影響，還對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)、血液功能、造血功能都產(chǎn)生較大的影響。在對(duì)工業(yè)廢水處理裝置中廢氣的治理過程中，需要結(jié)合實(shí)際的技術(shù)工藝、運(yùn)行成本、運(yùn)行效率，盡可能地對(duì)工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣進(jìn)行一體化處理應(yīng)用，不斷地提升廢水廢氣的處理效率。另外，還要在治理工作的開展中，加強(qiáng)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)、線上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，提高治理的水平，從而更好地保障人們的生存環(huán)境。

三、工業(yè)廢水的分類

工業(yè)廢水處理裝置因水體所造成污染的物質(zhì)屬性不同，進(jìn)而導(dǎo)致所形成的污染物也存在一定程度上的差異。在現(xiàn)如今時(shí)代背景下，從工業(yè)廢水的種類方面進(jìn)行分析，可以將污染主要分成兩種形式，分別為化學(xué)性污染以及生物性污染。對(duì)于生物性污染而言，主要指因病微生物而導(dǎo)致水體產(chǎn)生污染現(xiàn)象。而針對(duì)化學(xué)污染而言，所產(chǎn)生的原因很多，其中包括重金屬以及無機(jī)物等。

四、工業(yè)廢水處理裝置中的廢氣治理技術(shù)

（一）冷凝處理技術(shù)

冷凝法主要基于物理特性的方式對(duì)VOCs廢氣進(jìn)行處理，是目前應(yīng)用較為普遍、操作較為簡(jiǎn)單的處理技術(shù)之一。一般情況下，不同的VOCs廢氣有著不同的蒸氣壓。那么針對(duì)此項(xiàng)特征，基于溫度以及壓力的雙方面管控可以起到較好凝結(jié)VOCs廢氣的作用。要想實(shí)現(xiàn)VOCs廢氣的高效冷凝回收，就需要有效地降低溫度并施以較高氣壓。但這種方法運(yùn)行成本較高，所以一般情況下，工業(yè)技術(shù)流程中會(huì)將冷凝法和吸附法以及吸收法等一起使用。采用上述耦合處理工藝，既能達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也有非常好的回收效果。相較于其他VOCs廢氣處理方法，多法結(jié)合的冷凝法的總體成本投入不高。但該法適用范圍較窄，一般僅對(duì)高濃度廢氣有較好效果，且使用時(shí)也存在一定局限性。

（二）微生物降解技術(shù)

微生物降解法的優(yōu)點(diǎn)比較多，無需耗費(fèi)較高的成本即可達(dá)到理想的處理效果，而且操作比較安全。可專門將微生物降解法用于治理?yè)]發(fā)性有機(jī)物，充分利用微生物的分解氧化功能，確保有毒有害氣體轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等物質(zhì)，利用微生物過濾池即可對(duì)其進(jìn)行治理。

（三）吸附處理技術(shù)

吸附法主要是利用特殊介質(zhì)的吸附力，對(duì)VOCs廢氣進(jìn)行有效吸附，以降低VOCs廢氣揮發(fā)的可能性，使其沉降，再進(jìn)行過濾。目前該技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，在許多領(lǐng)域都有著廣泛的運(yùn)用。吸附法屬于典型的干法工藝技術(shù)，當(dāng)下通常選擇活性炭等作為核心吸附劑。該類碳質(zhì)的吸附劑往往具有非常好的吸附性、穩(wěn)定性，且整個(gè)投入的成本不高，因此多見于氣體凈化等工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是VOCs廢氣的治理方面。有學(xué)者曾利用該技術(shù)研制了兩段循環(huán)流化床吸附技術(shù)—基于對(duì)活性炭的進(jìn)一步深化處理，大大提升其對(duì)VOCs廢氣的吸附水平，提高其沉降過濾的效率?，F(xiàn)階段，工業(yè)領(lǐng)域主要以ACF吸附技術(shù)，即活性炭纖維材料吸附技術(shù)應(yīng)用最為普遍。該技術(shù)主要借助活性炭的可塑性以及伸展性等優(yōu)勢(shì)，相較于常規(guī)的吸附處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更大面積的吸附，在VOCs廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域中有著非常好的操作前景。需要注意的是，吸附處理技術(shù)與吸收處理技術(shù)之間存在較為明顯的差異：后者主要基于特定吸收液的吸收能力從而對(duì)VOCs廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行消除揮發(fā)可能性處理，其主要理論依據(jù)為不同的廢氣潛在的物理特性不同，被特定吸收液吸收，以達(dá)到有效分離的目的，屬于典型的濕法工藝。此外，吸收工藝的適用范圍也不像吸附法那么廣泛，且對(duì)于吸收劑的選擇、配比及后續(xù)物質(zhì)處理也存在一定的操作難度。同吸附處理技術(shù)相比，吸收處理技術(shù)在整個(gè)實(shí)現(xiàn)工藝方面以及成本方面均需要投入更多，存在一定的局限性。

（四）微生物代謝治理技術(shù)

微生物代謝處理工藝主要原理是通過特殊的篩選及馴化工程菌，將異味氣體中存在的污染物去除，使得污染物被氧化分解，這種情況下能夠使得氣體污染物不存在有毒元素及有害物質(zhì)。在實(shí)際運(yùn)用微生物代謝治理技術(shù)的過程中，首先，異味氣態(tài)污染物擴(kuò)散到生物填料的表面；其次將其轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi)，這種情況下就能夠在微生物活動(dòng)的基礎(chǔ)上將異味氣態(tài)污染物降解。在此過程中，主要工作流程包括以下幾方面：工業(yè)廢水處理裝置中存在的機(jī)械格柵井、提升泵、吸水池、沉砂池、斜板隔油池、預(yù)反應(yīng)池、好氧池、缺氧池、曝氣池及節(jié)除油罐等。

（五）高能UV光解治理

這種廢氣的治理技術(shù)是一種新型的治理手段，主要是利用光化學(xué)氧化法的原理，借助于紫外線的光解作用，對(duì)廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行氧化還原，實(shí)現(xiàn)有效的治理效果。這種方法在對(duì)廢水處理裝置中廢氣的治理應(yīng)用中，通過紫外光線的作用，與臭氧進(jìn)行反應(yīng)，然后對(duì)污染的廢氣進(jìn)行降解處理。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，這種方法相對(duì)復(fù)雜，需要根據(jù)不同的氣體種類進(jìn)行小試，取得相應(yīng)參數(shù)。但實(shí)際大部分設(shè)計(jì)應(yīng)用單位沒有相應(yīng)技術(shù)及設(shè)備，盲目應(yīng)用，效果不盡如人意。

（六）膜分離技術(shù)

膜分離是一種先進(jìn)的治理技術(shù)，其主要是利用多孔玻璃態(tài)的高分子材料，為人工合成膜分離的物質(zhì)進(jìn)行處理，使其形成分子篩膜，保證各種揮發(fā)性組分得到高效的回收和利用。雖然這一技術(shù)比較先進(jìn)，但應(yīng)用成本很高，因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中并未得到大范圍使用。

（七）洗滌處理治理技術(shù)

在廢氣治理過程中，洗滌處理技術(shù)能夠達(dá)到很好的成本控制效果，在實(shí)際運(yùn)用洗滌處理治理技術(shù)的過程中，需要運(yùn)用工業(yè)廢水處理裝置當(dāng)中存在的洗滌器。通常情況下，工業(yè)廢水處理裝置當(dāng)中都會(huì)存在洗滌器，并且洗滌器的工作原理一般情況下沒有太大區(qū)別，洗滌器的操作方式也沒有太大差異。因此，操作洗滌器非常容易，不僅如此，洗滌器的日常護(hù)理也十分簡(jiǎn)單方便。在運(yùn)用洗滌處理治理技術(shù)的過程中，主要成本消耗在化學(xué)劑用量上，如果在運(yùn)用化學(xué)劑的過程中不能有效控制化學(xué)劑，那么就不能有效控制運(yùn)用成本。因此，相比較而言，前期運(yùn)用洗滌處理治理技術(shù)時(shí)所產(chǎn)生的成本相對(duì)來說要高一些，但是后續(xù)維修處理過程中所產(chǎn)生的保養(yǎng)成本較低。值得注意的是，洗滌處理治理技術(shù)更適用在處理無機(jī)氣體過程中，而處理那些成分較為復(fù)雜的廢氣，并不能達(dá)到良好的處理效果。

（八）吸收凈化法

廢水處理系統(tǒng)的廢氣，主要成分是硫化氫、氨及惡臭等，硫化氫和氨都可以通過酸堿中和吸收生成鹽予以去除。因此，處理廢水處理系統(tǒng)中的廢氣，一般首選吸收凈化法。以硫化氫為主的廢氣，首選用堿吸收。以氨為主的廢氣，則優(yōu)先考慮用酸吸收。硫化氫、氨同時(shí)存在時(shí)考慮酸堿兩級(jí)吸收。工業(yè)廢氣吸收治理設(shè)備的形式有多種，常見的有填料塔、旋流板塔、降膜吸收塔、文丘里等。通常選填料塔、旋流板塔較多。

五、結(jié)束語

總之，針對(duì)工業(yè)廢水中廢氣的治理工作，一定要根據(jù)不同的廢氣種類，選擇合適的治理技術(shù)。酸堿吸收加化學(xué)氧化法是十分成熟且廣泛應(yīng)用的工藝。等離子和光催化氧化工藝尚有待進(jìn)一步深入研究及改進(jìn)提高。生物處理工藝效果好、成本及運(yùn)行費(fèi)用低。隨著技術(shù)進(jìn)步及經(jīng)驗(yàn)的積累，通過工藝的改進(jìn)，該技術(shù)在污水處理系統(tǒng)的廢氣處理方面，將具有十分廣闊的應(yīng)用前景。