一種油脂工業(yè)惡臭氣體的異味控制技術(shù)創(chuàng)新及工程應(yīng)用

＊李一岑

（江蘇省環(huán)保集團南通有限公司 江蘇 226001）

1.研究背景

某油脂工業(yè)企業(yè)年加工十萬噸植物油及副產(chǎn)品，專業(yè)生產(chǎn)油酸、硬脂酸、植物瀝青等，現(xiàn)建有一座污泥儲倉和一套污泥烘干設(shè)施，日常運行中會產(chǎn)生含H2S、NH3的異味、惡臭氣體，不僅會污染周圍的環(huán)境，而且對企業(yè)的形象也會造成一定的影響。國內(nèi)外對于該污染氣體一般有活性炭吸附法、化學(xué)反應(yīng)法、低溫等離子法、熱氧化法、生物除臭法、UV光解法、植物液噴灑技術(shù)、生物氧化法等幾種[1]主要處理技術(shù)可供選擇，每種處理技術(shù)特點不盡相同，各有優(yōu)勢與不足，所以企業(yè)決定配套建設(shè)最優(yōu)的處理設(shè)施，使廢氣處理達標后再排放。

2.廢氣排放情況和處理要求

(1)廢氣處理系統(tǒng)風(fēng)量統(tǒng)計

本項目廢氣源由兩部分組成：

①大小為30m×30m×7m的污泥儲倉，為防止倉內(nèi)臭氣外泄，擬用風(fēng)機抽取內(nèi)部空氣使得內(nèi)部空間形成負壓，換氣次數(shù)按照3次計算，產(chǎn)生的臭氣風(fēng)量約為2萬m3/h，該臭氣需收集后進行處理。

②污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥，經(jīng)鍋爐煙氣加熱后烘干，再次反應(yīng)過程中，污泥經(jīng)烘干步驟后含濕率由80%降至15%，但該過程會產(chǎn)生大量的污染廢氣，產(chǎn)生的廢氣高溫高濕，含塵，且含有二氧化硫、氨氣、硫化氫、硫醇、有機胺、有機硫、小分子脂肪酸、蛋白質(zhì)及多種揮發(fā)有機物，氣體臭氣濃度高，成分復(fù)雜，污染大氣，產(chǎn)生的臭氣風(fēng)量為4萬m3/h。目前該臭氣已有一套水膜除塵+噴淋的處理設(shè)施，但處理后仍存有異味、惡臭的問題。

本項目擬將該兩股廢氣收集后合并進行處理并達標排放，總處理風(fēng)量為6萬m3/h。

(2)廢氣污染物排放濃度及標準

表1 排放標準

本項目主要污染物為顆粒物、非甲烷總烴。經(jīng)處理設(shè)施處理后，顆粒物、非甲烷總烴排放滿足江蘇省地方排放標準《大氣污染物綜合排放標準》（DB 32/4041—2021）中標準，《惡臭氣體滿足惡臭污染物排放標準》（GB 14554—1993）中要求，經(jīng)30m高排氣筒有組織排放。

3.廢氣處理工藝選擇[2]

本項目產(chǎn)生的廢氣高溫高濕，含塵，且含有二氧化硫、氨氣、硫化氫、硫醇、有機胺、有機硫、小分子脂肪酸、蛋白質(zhì)及多種揮發(fā)有機物，成分復(fù)雜，根據(jù)業(yè)主的反饋信息以及相關(guān)工程經(jīng)驗，本方案擬將污泥烘干廢氣經(jīng)現(xiàn)有水膜除塵器處理后與污泥儲倉廢氣匯總，再進入新增的一套堿噴淋+生物濾池組合工藝治理該項目產(chǎn)生的臭氣。現(xiàn)有末端噴淋塔擬通過改造增加植物液噴淋除臭系統(tǒng)，經(jīng)改造后的噴淋塔處理完成后，尾氣經(jīng)現(xiàn)有排氣筒達標排放。

(1)工藝流程簡介

整體處理工藝采用堿噴淋+生物濾池+植物液除臭組合工藝，處理工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

(2)廢氣處理工藝說明

污泥烘干廢氣管道收集后，廢氣處理量為4萬m3/h，溫度為100℃，經(jīng)現(xiàn)有水膜除塵器進行處理，充分去除廢氣中的粉塵，廢氣與水接觸后降溫至80℃，然后污泥儲倉廢氣2萬m3/h與之匯總，再進入新增的堿噴淋塔，堿噴淋塔可以中和廢氣中的酸性成分以及將廢氣中的水溶性有機污染物去除，并進一步降低廢氣溫度，降低至50℃，之后進入新增的生物濾池一體化除臭裝置，充分治理廢氣中的惡臭物質(zhì)及有機物，最后末端現(xiàn)有噴淋塔經(jīng)改造后增加植物液噴淋除臭系統(tǒng)，經(jīng)處理完成后尾氣溫度約30℃，從排氣筒達標排放。

①前端預(yù)洗單元

經(jīng)收集和傳輸?shù)奈廴練怏w，首先，從預(yù)洗裝置的頂部進入，在通過填料層的過程中與循環(huán)噴淋水充分接觸，氣體中的水溶性物質(zhì)被吸收降落到裝置底部，然后回流到洗滌循環(huán)水池。氣體經(jīng)處理后，進入生物濾池除臭系統(tǒng)。

A.裝置結(jié)構(gòu)

前端化學(xué)洗滌單元由殼體、支架、氣體分布器、循環(huán)洗滌裝置、洗滌填料等組成。

B.設(shè)備布置

臭氣通過風(fēng)管引入到氣體分布器后進入預(yù)洗單元，氣體經(jīng)預(yù)處理后進入后端生物濾池除臭系統(tǒng)。

②生物濾池除臭單元

在生物除臭單元，氣體由下部進入，在通過生物填料時與布滿在填料的生物膜充分接觸，氣體中等致臭物質(zhì)被生長在生物膜中的微生物吸收、吸附及氧化，分解成為CO2、H2O以及穩(wěn)定無臭的無機鹽類，然后廢氣被送至后端化學(xué)洗滌單元。

A.裝置結(jié)構(gòu)

生物除臭單元由過濾器殼體、支架、氣體分布器、噴淋裝置、生物填料等組成。

B.設(shè)備布置

生物除臭單元設(shè)置在水洗段后，氣體進入該系統(tǒng)處理后，經(jīng)引風(fēng)機引到化學(xué)洗滌單元處理。

③植物液噴淋除臭單元

臭氣通過氣體分布器后進入后端植物液噴淋除臭系統(tǒng)，氣體經(jīng)處理后再經(jīng)除霧器過濾去除水汽，通過15m排氣筒高空達標排放。

4.生物除臭原理介紹

(1)工作原理

生物除臭技術(shù)安全性、可靠性以及穩(wěn)定性較強，并且除臭效率高達90%以上[3]。該技術(shù)主要用于處理污水過程中，系統(tǒng)收集反應(yīng)過程中產(chǎn)生的臭氣，將其集中送至生物濾池中進行處理，讓臭氣經(jīng)過具有活性微生物以及多孔、濕潤等特性的微生物濾層。微生物細胞比表面積較大[4]、個體細胞較小、代謝類型較多以及吸附性較強等特點，使其具備吸附、降解以及吸收惡臭物質(zhì)的功能，將惡臭物質(zhì)分解為H2O、CO2、HNO3、H2SO4等無機物[5]。圖2為轉(zhuǎn)化污染物原理分析圖。

圖2 轉(zhuǎn)化污染物原理分析圖

圖3 微生物作用過程示意圖

采用生物除臭技術(shù)處理臭氣過程，一般分為三個階段[6]。

第一階段：溶解污染物。污染物會溶于水中，將其與固相表面水膜與水接觸，在液相中污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為離子或分子狀態(tài)，在氣相與液相平衡過程中，需遵循亨利定律，實現(xiàn)污染物由氣相變液相。

第二階段：吸收污染物。水溶液中的微生物逐漸吸收與吸附污染物，然后污染物逐漸從水中轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi)，從而將水在此復(fù)原出來，進而可實現(xiàn)二次/多次循環(huán)利用。在微生物細胞外酶（水解酶）的作用下，如蛋白質(zhì)、淀粉等大分子有機物，被水解為小分子之后，再進入細胞體內(nèi)。

第三階段：降解污染物。當污染物質(zhì)進入溶液微生物細胞內(nèi)部之后，微生物將其分解利用，并作為主要能源，實現(xiàn)生物降解污染物目標。

微生物細胞體內(nèi)逐漸產(chǎn)生有機物之后，在細胞胞內(nèi)酶，如氧化酶、脫氫酶等作用下，微生物氧化分析有機物。同時以該有機物為基礎(chǔ)，基于合成代謝原理，在此期間逐漸生成新的微生物細胞。在氧氣作用下，一部分有機物轉(zhuǎn)換為CO2、H2O等無機物質(zhì)，并在其中合成、獲取原生質(zhì)（細胞位置）所需能量。可用化學(xué)式（1）表示降解污染物過程：

同時，通過分解代謝，微生物將與另一部分有機物進行合成，以形成新的細胞物質(zhì)，可用化學(xué)方程式（2）表示此過程：

(2)生物濾池除臭系統(tǒng)處理含硫廢氣的優(yōu)勢[7]

生物濾池除臭工藝實際上是生物膜處理工藝，微生物法中最受關(guān)注的就是該方法，其是將微生物定附著在濾池，從而實現(xiàn)處理含硫惡臭物。生物膜法具有以下優(yōu)點：

①生物相中除好氧菌外，還存在厭氧菌，因此脫硫效果好；

②生物膜的生物量較大，因此具有較大的處理能力；

③細胞在單位體積中的活性高，穩(wěn)定性強；

④固定化方法簡單，工藝過程比較穩(wěn)定，動力消耗較少，成本較低；

⑤營養(yǎng)物質(zhì)利用效果好，轉(zhuǎn)化率高。

我們使用的生物復(fù)合填料中添加有緩沖物質(zhì)和微量元素，可以控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)洗滌過濾循環(huán)水箱水相的pH值，為微生物提供營養(yǎng)元素。

5.結(jié)語

綜上所述，以某油脂生產(chǎn)企業(yè)為例，該企業(yè)通過堿噴淋+生物濾池+植物液除臭技術(shù)，成功地解決惡臭氣體的問題，去除效率達92%。通過不斷創(chuàng)新和改進，該企業(yè)將開發(fā)出更加高效和環(huán)保的異味控制技術(shù)，為油脂工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。