焦化企業(yè)污水生化處理惡臭綜合治理工藝措施

武秀梅

(烏海市生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究與排污權(quán)中心，內(nèi)蒙古 烏海 016000)

0 引言

相比于其他企業(yè)而言，焦化企業(yè)的生產(chǎn)工藝具有一定的獨特性，因此在其所排放的污水中，含有較高的COD和氨氮，具有難降解特征。焦化污水所具有的上述特點，致使焦化企業(yè)在對其進(jìn)行各項生化處理環(huán)節(jié)時，不可避免的會形成帶有惡臭的發(fā)臭團(tuán)，而在此其間，又以帶有二甲基硫、甲基乙基硫的硫醚惡臭氣味更為強(qiáng)烈。毫無疑問，焦化企業(yè)污水生化處理期間所產(chǎn)生的惡臭氣體深刻影響企業(yè)內(nèi)部員工身心健康，若員工長期處于惡臭氣體環(huán)境中進(jìn)行工作，其身心自然會受到不同程度的損害。同時，焦化企業(yè)所產(chǎn)生的惡臭氣體排放至環(huán)境中也會對大氣環(huán)境造成污染，影響社會和諧和穩(wěn)定。基于此種形勢，焦化企業(yè)務(wù)必要秉持環(huán)保理念，嚴(yán)格對污水生化處理期間的惡臭氣體進(jìn)行綜合處理，以優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部員工生產(chǎn)操作環(huán)境，強(qiáng)化大氣環(huán)保效果。

1 惡臭氣體的構(gòu)成及特征

在焦化企業(yè)所排放的污水中，有著較高的氨氮和COD，這也直接決定了企業(yè)在對污水進(jìn)行生化處理期間所產(chǎn)生的惡臭氣體具有兩項特征，即：污染物成分復(fù)雜和惡臭氣體產(chǎn)生量變化大[1]。

首先從污染物成分構(gòu)成來看，既包括大量的二胺、甲硫醇、糞臭素等，又包括少量的硫醚類、芳香烴和有機(jī)酸等物質(zhì)。其次從惡臭氣體產(chǎn)生量來看，即便在同一家焦化企業(yè)污水處理單位內(nèi)部，不同單元最終產(chǎn)生的惡臭氣體量也深受水質(zhì)、水量和操作因素等影響。

與一般的空氣污染治理工作相比，焦化企業(yè)污水惡臭污染治理具有獨特的特點，具體來說，可歸結(jié)于如下四個方面：第一，焦化企業(yè)污水生化處理期間所產(chǎn)生的惡臭排放點多為敞開式、處理量相對較大，但濃度較低；第二，惡臭氣體會通過個體的呼吸系統(tǒng)對嗅覺器官產(chǎn)生刺激，此時嗅覺閾值低，對氣體進(jìn)行處理后，要求惡臭物濃度趨近于零；第三，惡臭成分復(fù)雜，普遍需要多種處理工藝組合應(yīng)用；第四，惡臭氣體測定相對困難，相比于分析儀器而言，嗅覺閾值往往超出其對惡臭物質(zhì)的最低檢測濃度。

2 焦化企業(yè)污水生化處理惡臭綜合治理案例

本環(huán)節(jié)選擇位于山東某集團(tuán)焦化污水生化處理惡臭案例進(jìn)行研究，該公司建設(shè)于1988年，截至2021年，已經(jīng)有30年的發(fā)展歷史。在多年的發(fā)展歷程中，公司的焦?fàn)t幾經(jīng)轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)效率日漸提升，為公司創(chuàng)造了理想的經(jīng)濟(jì)效益。但與之對應(yīng)的是，公司對焦化污水所應(yīng)用的處理工藝卻長久未作更新，始終應(yīng)用生化處理工藝，其在污水處理期間所產(chǎn)生的惡臭氣體無論是對員工身心健康還是對社會環(huán)境，皆造成了不良的影響。2021年，山東某集團(tuán)開始和某環(huán)保科技公司進(jìn)行合作，對污水生化處理期間所產(chǎn)生的惡臭進(jìn)行綜合處理，取得了理想的處置效果。

在對惡臭氣體進(jìn)行綜合治理階段，先是對惡臭氣體產(chǎn)生的源頭和特征進(jìn)行了全面的分析，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合具體情況，制定了相應(yīng)的綜合處置工藝，詳細(xì)來說，主要分為如下流程。首先應(yīng)用引風(fēng)機(jī)，將存在于各個密封池內(nèi)的惡臭氣體通過支管引入主風(fēng)道，在將其引入洗滌塔后，對其進(jìn)行預(yù)處理洗滌，而后洗滌塔頂?shù)牟鹅F器即會對其進(jìn)行捕集并去除洗滌液，將其送入光霧催化裝置。待其進(jìn)入光霧催化裝置后，使用UV紫外線，對具有惡臭團(tuán)的化合物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，裂解、氧化原本的大分子化合物，并將未去除惡臭的氣體送入低溫等離子裝置，再次對其進(jìn)行分解，實現(xiàn)徹底脫臭、凈化的目標(biāo)。

而在某集團(tuán)所采取的惡臭綜合治理方案中，廢棄系統(tǒng)加蓋收集為保障裝置運(yùn)行穩(wěn)定性的重要條件。在脫氮池、沉淀池和酸化池等密封狀態(tài)下進(jìn)行集氣，更方便惡臭氣體的運(yùn)輸和收集。同時，在惡臭治理裝置中，洗滌塔、低溫等離子和光氧化催化裝置也至為關(guān)鍵，其實際上是惡臭氣體綜合治理的核心。光氧催化裝置可以產(chǎn)生光觸催化反應(yīng)，強(qiáng)化紫外光波能量聚變，催化產(chǎn)生大量的活性氧和臭氧，推動廢氣和惡臭氣味降解轉(zhuǎn)化為低分子化合物，進(jìn)而實現(xiàn)脫臭和滅菌的目標(biāo)。低溫等離子裝置則可推動惡臭化合物向二氧化碳和水轉(zhuǎn)變，達(dá)成凈化惡臭的目標(biāo)。惡臭綜合處理裝置治理對比指標(biāo)如表1所示。

截至今日，公司所設(shè)計的惡臭綜合處理裝置已經(jīng)運(yùn)行多年，裝置處理效果十分理想，實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，裝置排出口氣體也滿足相關(guān)指標(biāo)要求。(如表1所示)即：硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二流醚、二氧化碳、氨、三甲胺、苯乙烯、臭氣濃度的廠界濃度限值(mg/m2)分別在0.06、0.007、0.07、0.06、3.0、1.5、0.08、5.0和20(無量綱)。

表1 惡臭綜合處理裝置治理對比指標(biāo)

3 焦化企業(yè)污水生化處理惡臭綜合治理工藝措施

本環(huán)節(jié)主要對焦化企業(yè)污水生化處理惡臭治理工藝進(jìn)行探討，主要總結(jié)出兩大類工藝措施。

3.1 化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法主要包括三項技術(shù)，即：光化學(xué)氧化技術(shù)、高錳酸鉀氧化法和臭氧氧化法三種。

一是從光化學(xué)氧化技術(shù)來看，其實際上是一項在化學(xué)氧化和光照輻射同時進(jìn)行情況下去除水中污染物的技術(shù)類型[2]。現(xiàn)階段，作為一項高級的氧化技術(shù)，光化學(xué)氧化技術(shù)備受廣大學(xué)者關(guān)注。該項技術(shù)在應(yīng)用期間，需要吸收特定波長的電磁輻射，在產(chǎn)生分子激發(fā)態(tài)后，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生新的物質(zhì)或成為中間化學(xué)產(chǎn)物。在化學(xué)氧化反應(yīng)和光照輻射同時進(jìn)行的情況下，反應(yīng)速率和氧化能力顯著提升。在紫外光和氧化劑同時發(fā)揮效果時，即為光激發(fā)氧化法，一般來說，臭氧、過氧化氫和空氣等為常見氧化劑；而在紫外光和催化劑同時發(fā)揮效果時，即為光催化氧化法，通常情況下，鈦白粉為常見的催化劑，借助光源對水中有機(jī)物進(jìn)行氧化，去除水中含有的微量有機(jī)污染物和不同氯化有機(jī)物等。從光化學(xué)反應(yīng)的活化能來源來看，主要源自光子的能量，且主要為紫外光，在處理污水內(nèi)難降解的CHCl3、CCl4、多氯聯(lián)苯等方面作用顯著。

二是從高錳酸鉀氧化法來看，其作為一種應(yīng)用廣泛的無機(jī)強(qiáng)氧化劑，具有優(yōu)秀的滅菌性能，將其應(yīng)用于污水惡臭治理工作中，可以對氯化消毒后的反應(yīng)副產(chǎn)物進(jìn)行有效的控制[3]。與此同時，高錳酸鉀所具有的高反應(yīng)也可降低污水內(nèi)的有機(jī)物濃度和數(shù)量，改變水的致突變性。另外，將高錳酸鉀用于焦化企業(yè)污水惡臭治理中，也能夠避免污水繼續(xù)生成氯酚等物質(zhì)，且因其具有優(yōu)秀的氧化性能，也可對色、嗅、味進(jìn)行有效去除，并具有凈化烯烴、醛及酮類化合物的功能。最后，無論是處于酸性環(huán)境還是處于堿性環(huán)境，高錳酸鉀的強(qiáng)氧化作用都不會受到限制，其對低分子質(zhì)量和低沸點類的有機(jī)污染物有著理想的凈化作用。

三是從臭氧氧化法來看，顧名思義，臭氧氧化法實際上就是將臭氧作為氧化劑，對廢水進(jìn)行凈化和消毒處理。實際上，臭氧本來就具有強(qiáng)大的氧化性能，其可以同時對水體內(nèi)存在的有機(jī)污染物進(jìn)行消毒和凈化[4]。同時，臭氧還具有破壞生物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)交換的作用，在發(fā)揮該項作用時可改變部分污染物的性質(zhì)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)移和去除污染物的目標(biāo)，在臭氧的作用下，原本大分子的有機(jī)物也可被分解成小分子有機(jī)物。因此，臭氧可作為企業(yè)污水生化處理惡臭中的一項殺菌劑和脫色劑[5]。

總結(jié)來說，當(dāng)前臭氧氧化法在污水治理領(lǐng)域的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在對水的消毒、去除水中酚、氰等污染物質(zhì)、水的脫色、去除水中鐵、錳等金屬離子和去除水中異味和臭味方面。也正是基于臭氧具有的強(qiáng)大的氧化能力，其也得以在環(huán)境保護(hù)和化工生產(chǎn)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。另外，相關(guān)研究顯示，即使在低劑量下，臭氧也可發(fā)揮理想的效果，不僅可降低總的有機(jī)鹵化物，還可抑制溟化物向溟酸鹽進(jìn)行轉(zhuǎn)化。最后，臭氧氧化法在短時間內(nèi)即可發(fā)揮作用，且應(yīng)用流程相對簡單，不會產(chǎn)生二次污染。但需要注意的是，現(xiàn)階段社會領(lǐng)域在生產(chǎn)臭氧階段，需要較高的電耗，一般來說1 kg臭氧耗電量大約在20～35 kW·h度之間。因此，在后續(xù)階段，有關(guān)單位需對這一問題加以關(guān)注，持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)生產(chǎn)，以降低電耗，與此同時，還需加強(qiáng)對氣水接觸方式和接觸設(shè)備的研究，提高臭氧的利用率。相關(guān)單位在應(yīng)用臭氧氧化法階段，也要考慮臭氧氧化的產(chǎn)物對水質(zhì)可能產(chǎn)生的不良影響。

3.2 生物法

現(xiàn)階段，生物法也是企業(yè)進(jìn)行污水惡臭處理的一項關(guān)鍵方法，且該項方法日前在社會領(lǐng)域已經(jīng)廣泛運(yùn)用。不同微生物可以將污水內(nèi)所含有的多種污染物作為營養(yǎng)來源，并通過自身的新陳代謝實現(xiàn)對污水內(nèi)污染物的分解，污水內(nèi)的有機(jī)相物可以作為大部分微生物的碳源，污水內(nèi)的硝酸鹽等則可作為大部分細(xì)菌的氮源，污水內(nèi)的金屬則可作為特定微生物的營養(yǎng)來源，由此可見，微生物對焦化企業(yè)污水處理效果良好。同時，土壤桿菌和節(jié)桿菌等微生物在焦化企業(yè)廢水中低濃度污染物處理工作中有著理想的應(yīng)用效果，當(dāng)然，在污染物濃度不同的情況下，微生物的生長狀況也不盡相同。例如：在低濃度污水內(nèi)，微生物可在有機(jī)相污染物濃度很低狀況下大幅度生長繁殖，在處理污染程度小的水體中作用顯著，且微生物可以通過二次基質(zhì)的作用凈化濃度更低的少量的難降解有機(jī)污染物網(wǎng)。

總結(jié)來說，生物處理技術(shù)在對副產(chǎn)物前體物進(jìn)行消毒和凈化有機(jī)物方面效果顯著，其可以理想的減少氨氮濃度，有著較高的凈化效率。同時，該項處理技術(shù)應(yīng)用過程穩(wěn)定，運(yùn)營成本相對來說較低，故適合在當(dāng)前階段大規(guī)模推廣應(yīng)用。但相關(guān)單位也應(yīng)當(dāng)注意，生物處理技術(shù)在處理污水內(nèi)難降解的污染物時，效果并不理想，具體來說，其對三鹵甲烷污染物僅能進(jìn)行基本的微量處理，不能改變污染物的致突變性。因而在后續(xù)階段，企業(yè)在進(jìn)行污水生化處理惡臭治理期間，需具體問題具體分析，立足實際情況，選擇合適的治理方案。

4 結(jié)語

總而言之，在新的時代背景下，隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，焦化企業(yè)數(shù)量也在持續(xù)增加，其在推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所扮演的角色愈發(fā)重要。但需要注意的是，在焦化企業(yè)運(yùn)營生產(chǎn)階段，會排放大量的廢水，而在對廢水進(jìn)行生化處理期間，又會產(chǎn)生大量的惡臭氣體，不僅威脅企業(yè)內(nèi)部員工身心健康，還危害大氣環(huán)境。基于此，焦化企業(yè)需重視污水生化處理惡臭的危害，科學(xué)采取有效方式，對廢水和惡臭氣體進(jìn)行綜合治理。本篇文章即在分析惡臭氣體構(gòu)成和特點的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了山東某集團(tuán)有限公司對污水生化處理惡臭治理的實際案例，對其污水生化處理惡臭治理實踐加以分析，并在此基礎(chǔ)上，以案例為參照，提出了相應(yīng)的污水治理工藝措施，即：化學(xué)氧化法和生物法，同時又詳細(xì)對化學(xué)氧化法中的光化學(xué)氧化技術(shù)、高錳酸鉀氧化法和臭氧氧化法進(jìn)行了論述，為后續(xù)階段焦化企業(yè)相關(guān)實踐活動提供參照，最大程度的提升我國環(huán)境保護(hù)工作成效。