化工企業污水揮發性有機物及惡臭污染物治理的升級改造

李正文

[聯泓（山東）化學有限公司，山東 滕州 277527]

聯泓（山東）化學有限公司采用水煤漿加壓氣化、變換、低溫甲醇洗、合成、精餾工藝生產甲醇。制得的水煤漿在氣化工段與空分來的高壓氧氣反應制取水煤氣，進入變換裝置后再進入低溫甲醇洗凈化，氫回收裝置產生的富氫氣與低溫甲醇洗凈化氣一起組成甲醇合成新鮮原料氣，通過合成塔生成粗甲醇，粗甲醇經過精餾送往罐區作為產品外售。

生產裝置產生的污水主要是氣化廢水、精餾廢水、甲醇洗甲醇分離水等，原處理采用序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，SBR）（見圖1），水池敞口，達到《污水綜合排放標準》 （GB 8978——1996）中的一級標準后外排。

圖1 SBR處理流程

1 實施背景

2018年4月23日，山東省發布了《揮發性有機物排放標準第6部分：有機化工行業》（DB 37/2801.6——2018）和《有機化工企業污水處理廠（站）揮發性有機物及惡臭污染物排 放標準》（DB 37/3161——2018）兩個地方排放標準。

為貫徹執行上述標準要求，公司現有污水預處理、SBR池等產生揮發性有機物和惡臭污染物的裝置需要密閉收集，收集后的廢氣采取送、排風措施進入廢氣集中處理設施處理，處理達標后方可排放。為此，公司對污水處理進行升級改造，在污水處理站后續建設揮發性有機物及惡臭污染物治理項目（以下簡稱項目），對污水處理過程中產生的氣體進行收集、輸送后集中處理，以實現達標排放。

2 工藝選擇

項目采用“堿洗法+生物過濾”對污水臭氣進行凈化處理，通過臭氣加蓋密閉系統匯集污水臭氣，由臭氣管道輸送系統將污水臭氣送入堿洗處理工段，與堿液中和洗去酸性物質后，送至生物過濾工段，經生物過濾處理后排空（見圖2 ）。

圖2 工藝流程

2.1 工藝原理

污水池各臭氣源點的臭氣經集氣系統負壓收集后，由離心風機直接導入洗滌-生物濾床除臭設備。洗滌床具有以下功能：（1）減輕濃度峰值對設備的沖擊；（2）有效除塵；（3）調節臭氣的濕溫度；（4）去除部分水溶性物質。后段的多級生物過濾床內，通過氣液、液固傳質由多種微生物將致臭物質降解。

惡臭氣體中的氨先與水反應生成氨水。氨水在有氧條件下，經亞硝酸細菌和硝酸細菌的硝化作用轉為硝酸；在厭氧條件下，硝酸鹽還原細菌將硝酸鹽還原為氮氣。

硝化反應式為：反硝化反應式為：

2.2 主要建設內容

項目主要建設內容包括臭氣加蓋密閉裝置、臭氣管道輸送裝置、堿洗處理裝置、生物過濾裝置、尾氣排放裝置、相關輔助設施以及污水冷卻塔等。臭氣加蓋密閉裝置采用玻璃鋼加蓋裝置，分別設置在勻質調節池、事故池、SBR池、生物污水調節池、污泥脫水房、污水冷卻塔等污水臭氣散發處。臭氣管道輸送裝置主要設備為風管，風管為圓形，材料選用有機玻璃鋼材質，由臭氣加蓋密閉裝置架空敷設至堿洗處理裝置。堿洗處理裝置主要設備為堿洗塔，生物過濾裝置主要設備為生物濾池，排放裝置主要設備為15 m高煙囪。輔助設施主要包括控制系統、儀表、測量裝置、鋼結構、平臺等。

2.3 工藝特點

2.3.1 堿洗工藝

堿洗處理設備是用來處理有腐蝕性或毒性的可溶性氣體、液滴或者微粒的空氣污染防治設備。整套設備為塔式結構，廢氣進入洗滌塔底部后，向上流經填充層時，堿液自噴嘴均勻噴灑在填料表面以保持濕潤；同時廢氣與堿液在充分濕潤的填料表面相互接觸，在化學吸收作用下，將廢氣中硫化氫等含硫化合物的酸性氣體吸收在洗滌液中，達到去除酸性污染物的目的。然后，氣流經過塔頂的除霧器移除夾雜的水汽。

堿洗處理系統的特點有：（1）凈化效率高，氣體在箱體內的停留時間僅為2～4 s，即可完成凈化過程，去除效率在90%以上；（2）耐沖擊負荷，對負荷的急劇變化有很好的適應能力，配備pH控制器，自動調整吸收液濃度，維持高效運行；（3）設備體積小，占地面積少。由于完成凈化所需時間短，處理同樣流量氣體所需時間更短、占地更少。

2.3.2 生物過濾工藝

生物過濾工藝采用一體化生物除臭裝置，由預洗池和生物濾池組成。混合氣體首先通過預洗池進行加濕除塵并去除大部分的水溶性氣體，減少對生物濾池微生物的毒害作用；之后通過生物濾池，與附著在生物填料上的微生物接觸，生物體通過自身的生化反應，吸收混合氣體中的惡臭組分，轉化為二氧化碳、水和維持生物體新陳代謝的物質。

生物填料以無機礦質為主，添加各種有機、無機成分，采用多種級配，以提高抗碎性能，能避免被壓實，同時提供微生物生長的各種營養元素。填料的通透性和穩定性良好，可以保證在長期運行條件下保持較小的壓力損失。填料具有較大的比表面積，具有良好的pH緩沖能力、濕度保持能力和養分保持能力。

生物濾池具有以下特點：（1）運行成本低。以揮發性有機物作為生物體內的能源，只要微生物與其接觸，就可以實現氧化、分解。微生物生長適宜的溫度一般為20～30 ℃，接近常溫，通常情況下不用加熱，節省能源和資源，處理成本低廉。（2）可避免或減少二次污染。將硫系、碳系、氮系等各種惡臭成分通過微生物的作用，氧化和分解成CO2、H2O、SO42-等。（3）處理效率高。微生物依靠填料中的有機質維持生長，不需要額外投加營養劑。微生物分解惡臭物質的速度快、效率高，反應穩定。（4）設備運行采用全自動控制，無需人工操作。維護管理簡單，操作人員只需巡視是否有機器發生故障，運行非常穩定。生物濾床對硫化氫、氨氣臭氣的去除率可穩定在90%以上。

3 建設情況

3.1 立項

委托資質單位編制項目可行性研究報告，取得了建設項目備案證明。

3.2 安全“三同時”

根據可行性研究報告編制了《安全生產條件和設施綜合分析報告》；委托資質設計單位編制了《項目安全設施設計》，并組織了專家審查。

建成、投入試運行后，委托資質評價單位編制了安全設施竣工驗收評價報告，組織專家進行了驗收審查，經整改和專家復核后正式投入使用，目前運行穩定，達到了預期效果。