焦化廢水異味治理工藝及其效果評估

余夢春

（山西焦化股份有限公司，山西 臨汾 041606）

0 引言

對于焦化公司而言，其對應的產品主要包括有焦炭、焦油、粗苯、煤氣以及甲醇等；在上述產品的生產過程中，不可避免地會產生焦化廢水，廢水的主要污染物包括氨氮、揮發酚、有機物以及氰化物等[1-2]；可以說焦化廢水屬于典型的高濃度、高氨氮的有機廢水。上述焦化廢水通過本廠的污水處理站進行處理，由于污水處理單元為敞開式的，其會散發出大量的異味，對周圍環境造成嚴重的污染，也對廠區人員的身心健康造成影響。鑒于此，本文將結合實際需求設計一套高效率、低能耗的異味治理工藝。

1 工程概述

本文所研究的煤化工公司在多年的改造與發展后已經形成了240 萬t 焦炭、11 萬t 煤焦油、25 萬t焦爐煤氣制甲醇以及其他各種煤化工產品的生產能力。在上述煤化工產品的生產過程中，對生產環節中的廢氣進行洗滌凈化處理會產生廢水，主要包括有上升管的水封廢水、蒸氨氣工段廢水、氣柜產生的水封廢水、甲醇轉化廢水、甲醇合成廢水以及職工生活廢水等，總計廢水總量為72 m3/h。上述廢水均在本廠的污水處理進行凈化處理，主要分為預處理部分、生化處理部分以及混凝過濾部分，對應的進水出水水質指標如表1 所示。

表1 污水處理廠進水水質指標

經現場調查研究發現，現場廢氣主要來源本廠污水處理站中調節池、除油池、缺氧池以及厭氧池四個單位，通過對現場的異味進行收集并對其化學參數進行檢測，檢測結果如表2 所示。

表2 廢氣化學參數及指標

通過對上述化學參數進行分析總結如下：

1）現場廢氣的濕氣偏高，而且偏堿性。

2）廢氣中的主要污染物包括有氨、甲苯、乙硫醇等，其中大部分污染物在時厭氧或者缺氧的環境下自身產生的，苯以及二甲苯等污染物是通過生產廢水所引入的。

3）對比各項指標發現，現場廢氣中的氨濃度相比于標準超標318 倍，硫化氫濃度超標219 倍，二甲二硫醚濃度超標21.3 倍，臭氣濃度超標2.3 倍，苯濃度超標1 倍。

2 焦化廢水異味治理工藝設計

經過前文綜合分析，該焦化公司污水處理站產生異味氣體的部分主要包括有調節池、除油池、厭氧池以及好氧池。根據異味氣體處理需求，采取相應現場采取相應的異味治理工程手所排放的氣體中各項指標參數滿足GB 14554092《惡臭污染物排放標準》、GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》等相關標準要求[3]。

首先，鑒于污水站處于敞開式的狀態。因此，對產生異味較多的四個部分進行加蓋封閉處理，對應每個池的覆蓋面積為27 m×27 m，總計2 916 m2；根據《污水處理廠臭氣處理規范》換算得出為其配套的風量為30 000 m3/h。

2.1 廢氣處理工藝方案的優選

目前，可應用于廢氣處理的方法包括有化學洗滌吸收方法、高溫氧化方法、活性炭吸附法、低溫等離子體降解法、UV 光催化方法以及生物凈化方法等[4-5]。鑒于本焦化公司污水廠所產生廢氣的組分復雜且致臭的污染物種類較多，采取單一的廢氣處理方法并未能夠預期的處理效果。因此，在綜合比對各類處理方法并充分調研現場廢氣組分的基礎上，初步確定了4套組合處理工藝，分別為：

1）A 組：高溫氧化+活性碳吸附工藝；

2）B 組：化學洗滌+光催化氧化+活性炭吸附工藝；

3）C 組：生物凈化+活性炭吸附工藝；

4）D 組：化學洗滌+低溫等離子體技術+活性炭吸附工藝。

上述四種處理工藝對廢氣中污染物的去除率對比如圖1 所示。

圖1 不同處理工藝對廢氣污染物去除率對比

分析圖1 結果可知，A 方案對應的去除效率最好，其次為B 方案和D 方案，C 方案的去除效果最差。鑒于本煤化工公司廢氣的濕度較大，采取A 方案時需要加入一定的燃料助燃，其能耗較大。因此，綜合分析能耗和去除率因素先排除A 方案和C 方案。

對于B 方案和D 方案而言，二者對廢氣污染物的去除效果分別為95.2%和96.4%，相差不大。但是，綜合對比可知，D 方案在實際實施過程中相比于B 方案占地面積更小，運行成本越低、操作更加簡便，風險更加可控。因此，最終確定采用化學洗滌+低溫等離子體技術+活性炭吸附工藝對現場廢氣進行處理。

2.2 廢氣處理效果評估

化學洗滌+低溫等離子體技術+活性炭吸附工藝需要根據待處理廢氣的特性及性質選擇合適的洗滌液。經研究，本工程擬采用pH≥11 的堿液作為洗滌液，對應的操作工藝參數如下：化學洗滌液的流量設定為55 m3/h，液氣比為1.84，低溫等離子體的工作電鏟頻率為1 050 Hz，為保證廢氣處理效果對應活性炭15 個月更換一次。

在上述工藝參數的基礎上，對化學洗滌+低溫等離子體技術+活性炭吸附工藝的去除效果進行測試，測試結果如表3 所示。

表3 廢氣處理效果

分析表3 中的廢氣處理效果可知，采取化學洗滌+低溫等離子體技術+活性炭吸附工藝對廢氣中的二甲二硫醚的去除效果最好，其去除率可達98.8%；對廢氣中的二甲苯和臭氣濃度的去除效果相對較差，對應的去除率為95%。綜合各項因素，可將該焦化廢水的臭氣濃度去除率達到95%。

3 結語

煤化工公司為對原煤進行焦化處理的場所，在實際生產中其不僅會生產各類煤化工產品，而且在對煤化工產品在處理過程中不可避免地產生廢水，通過污水處理站對廢水進行處理。由于本公司污水處理站處于敞開式狀態，其廢氣對周圍環境造成了嚴重污染。本文重點對焦化廢水的異味進行治理，總結如下：

1）在日常生產中，本公司的廢水量約為72 m3/h，其中在污水處理站中調節池、除油池、缺氧池以及厭氧池為產生異味的來源。

2）綜合對比各種異味治理方案的優劣勢，最終確定采用化學洗滌+低溫等離子體技術+活性炭吸附工藝對異味進行治理，對應的操作工藝參數為：化學洗滌液的流量設定為55 m3/h，液氣比為1.84，低溫等離子體的工作電鏟頻率為1 050 Hz，為保證廢氣處理效果對應活性炭15 個月更換一次。

3）實踐表明，采用化學洗滌+低溫等離子體技術+活性炭吸附工藝可將該焦化廢水的臭氣濃度去除率達到95%。