污水处理场无组织废气处理技术的探讨

【摘要】我国污水处理装置的建设很少考虑到无组织废气的处理问题，但随着人民生活水平的提高，对环境质量的要求越来越高，对无组织废气摘要所带来的污染也更加敏感，有关污水处理设施臭气影响市民生活质量和健康的投诉案例屡见报端，呈上升的趋势。在污水处理过程，保护和提高处理现场及周围的环境，减少恶臭影响，如何对恶臭进行有效控制已成为急需解决的课题。本文通过对大庆炼化公司炼油污水处理站无组织废气处理过程中采用的生物氧化技术进行研究、分析，总结出该处理工艺的优、缺点 
【关键词】无组织废气 生物氧化 
　　废水中含有大量石油类、挥发酚、氨氮、丙酮、非甲烷总烃等有毒有害、易挥发的物质，而污水处理站各处理单元多采半敞开式结构，主要有隔油池、气浮池、生化池等，尤其是气浮池和生化池均采用水中曝气的运行方式，造成剩余空气和污染物分解的有毒气体大量挥发，并积聚在炼油污水处理站附近，对本装置操作人员以及周边装置员工的人身安全具有一定的伤害作用，很容易发生各种急、慢性中毒，进而影响到安全生产。目前通过对各处理单元进行封闭，并将废气引入生物氧化装置处理，达标后排放。 
　　1 无组织废气来源1.1 炼油污水概况 
　　目前炼油污水处理系统在处理污水过程中，各处理单元中挥发出多种无组织废气，主要无组织废气有 H2S、NH3、NO2、丙酮、非甲烷总烃，对厂区周边大气环境及工人操作环境造成了一定程度的影响，还会对周围居民的日常生活带来严重的危害。为了完善炼油污水处理站的功能、创造良好的空气环境，续建炼油污水处理站无组织废气处理装置势在必行。 
　　1.2 炼油污水处理站无组织废气来源 
　　根据污水处理的过程，这些无组织废气产生源主要在隔油单元、气浮单元和生化单元，污水前处理部分（污水提升泵站、格栅、沉砂池）以及生物反应中的厌氧调节池和污泥处理部分（浓缩池、储泥池、脱水间等）是除臭的重点；曝气池负荷低，一般可不考虑除臭措施。 
　　1.3 无组织废气成分 
　　在污水处理工艺过程中产生气味的物质主要由碳、氮和硫元素组成。大多数的气味物质是有机物，只有少数的气味物质是无机化合物。据有关资料介绍，从成分来看氨的浓度最高，其次是硫化氢；而从臭气的强度来看甲硫醇最大，其次是硫化氢 （其臭气强度达到了强臭的程度 ）。硫化氢是产生恶臭气味的主要物质之一。污水收集、输送和处理处置工程中主要的致臭气体列于下表。 
　　1.4 废气处理工艺的对比 
　　国内外现有污染气体的主要处理技术有：热氧化法、物理化学法、低温等离子法、植物提取液法、生物氧化法等。 
　　2 生物氧化技术 
　　2.1 生物氧化技术的反应机理 
　　将人工筛选的特种微生物菌群固定于生物载体上，当污染气体经过生物载体表面初期，可从污染气体中获得营养源的那些微生物菌群，在适宜的温度、湿度、pH值等条件下，将会得到快速生长、繁殖，并在载体表面形成生物膜，污染气体中的有害成分接触生物膜时，被相应的微生物菌群捕获并消化掉，从而使污染物得到去除。 
　　2.2 生物氧化技术处理污染物的转化过程 
　　污染物去除的实质是微生物捕捉废气中污染物质作为营养物质，进行吸收、代谢及利用的过程。在这一过程中，微生物之间相互协调，发生复杂的物理、化学、物理化学以及生物化学反应。 
　　污染物中的硫系物、氮氧化物将被氧化分解成硫（硝）酸盐和亚硫（硝）酸盐，沉集在系统的滤液中，定期或定量进行排放。 
　　2.3 无组织废气处理装置工艺原理及工艺流程说明 
　　需要处理的气流直接进入到系统的生物滴滤装置底部。在生物滴滤装置内，气流被抽送通过喷淋系统，借助于水喷淋可以捕获颗粒物和水溶性化学物质，这些物质滴入到滤液槽中，被滤液槽中的生物降解。一部分滤液则通过管线进入公司的污水处理系统。而滤液槽中通过加入新鲜水以保持适当的水位、PH值和电导率。然后气流从生物滴滤装置顶部通过除雾器，除去水滴，进入生物氧化除臭装置顶部，再向下经过滤床上含有微生物和菌类的滤球加以捕获并消耗大多数残留的有毒有害气体。处理好的气体从生物除臭装置底部排出。 
　　3 无组织废气处理装置的运行情况3.1 生物氧化的处理过程及工艺特点3.1.1 生物氧化装置的处理过程 
　　经收集和传输的污染气体首先进入系统的生物滴滤装置，气体由装置下部进入，与经过循环喷淋的生物滴滤介质进行充分的接触，废气中的部分成分，被附着在滴滤介质上的特定微生物群所捕获消化，这一过程可以对其中较少部分的污染物质进行降解，剩余的大部分污染物质则随着滴滤液，沉降到滤液池中，滤液池中含有大量丰富微生物的液体将对捕捉到的污染物质进行彻底的降解，在此过程中，对于水溶性的污染成分，如简单的醇类、醛类、硫化氢及许多胺类，将得到较高的去除，经加湿处理后的气体则从装置顶经由排出管道进入生物氧化装置。 
　　在生物氧化装置中，来自生物滴滤装置的、已被加湿但未被处理的气体与定期喷淋加湿的生物介质球进行充分接触，被特定微生物群所捕获消化，对于有机硫及较大分子量、水溶性差的化合物在此部分进行最大化的降解，此过程在污染气体有足够停留时间的情况下（视气体成分和浓度的不同而不同），可实现对憎水性污染物质最大化的去除，处理后的气体由装置底排出管道经风机抽出送入排气筒排至大气。 
　　不间断的循环喷淋滴滤过程是为对污染气体饱和性加湿设计的，同时增加滴滤液中的溶氧量，为滴滤液中丰富的好氧菌群的生存提供了保持活性和生存的前提条件，滤池中大量的滴滤液为微生物降解污染物质提供了足够的停留时间，是系统提高去除效果的关键环节。当滴滤液的PH值和盐度达到一定程度，需要对滴滤液进行一定量的排放，缺失的滴滤液可以用新鲜水（或工业中水）进行补充，滤池的液位可自动进行控制，也可通过人工进行手动控制。 
　　间歇式的生物介质喷淋加湿过程是为生物介质提供适度的湿度，增加对水溶性污染物的吸收作用而设置的，其操作方法可由控制器自动根据时间和温度实现自动喷淋，也可以现场手动控制。 　　3.1.2 生物氧化装置特点 
　　（1）后置的抽气风机设计，使整个系统运行时处于微负压工作状态，大大减少了系统运行中设备和工艺管线泄漏可能造成的安全隐患。 
　　（2）生物滴滤、生物池滤、生物氧化过滤三位一体的设计，使处理装置可应对现场破坏性工况的危害。 
　　（3）可组合的多级滴滤和多段生物氧化设计，为系统运行提供了高抗冲击和进一步提高去除率的手段。即使出现流量和浓度的较大波动，也能保证有较为理想的去除效果和较高的去除率。 
　　3.1.3 非正常生产状态下载体的维护 
　　（1）当系统处于闲置或睡眠状态时（即气流明显减少），应使介质保持一定的湿度以确保介质不会因干燥而死亡，每星期做一次喷淋，每次5分钟左右；每周一次或每月二次添放少量肥料为系统提供必要的营养物质。这样可使系统在重新启动时能有一个较短的反应期。 
　　（2）或将系统全部关闭，排放出所有污水并将介质风干。在重新启动前的两周， 
　　4 无组织废气处理装置存在的问题及措施 
　　通过半年连续运行和调试，发现无组织废气处理装置还存在几下方面问题： 
　　4.1 生化池上的集气管有个别地方存在漏点，冬季结冰严重 
　　生化池上的集气管部分阀门和管道连接处，在安装过程中存在质量问题，有漏点，气温高的时候运行，不易发现，但在冬季运行期间由于集气管道中有大量的凝结水，在漏点处堆积成冰。这些漏点必须及时与于处理。 
　　4.2 循环泵没有备用泵 
　　原设计两台循环泵是两台，一台运行另一台备用，但通过调试发现一台循环泵无法保住装置内的喷淋水量和湿度，需两台泵同时运行才能保证生产需要，造成目前没备用泵的局面。在一下的整改过程中需要对循环泵进行更换，或者再增加一台。 
　　4.3 观察窗质量差 
　　构筑物上均用集气罩覆盖，以便收集废气，在集气罩的侧面开有观察窗，以便检查池内情况，但目前发现观察窗质量较差，部分损坏严重，一方面影响废气的收集，另一方面也影响日常的检查和维护。 
　　4.4 排气烟囱上积冰严重 
　　排气烟囱顶端设有一个挡板，在冬季运行过程中拦截大量的水蒸气冷凝后在烟囱侧面形成大量积冰，带来严重的安全隐患。需要对烟囱顶端的挡板进行拆处，使废气在高空排放过程中没有阻碍。 
　　4.5 设备腐蚀严重 
　　生化池采用全封闭集气罩，安装集气罩后，生化池内的风线阀门处于高浓度废气的环境中，出现严重的腐蚀的情况，而且由于集气罩的增加，使池内各种阀门操作及为不便。 
　　4.6 废气收集不平衡 
　　炼油污水处理站无组织废气的收集全部依靠引风机的吸力，在风管内形成负压将废气吸入，由于引风机的位置相对生化池较近，距隔油池和气浮池较远，造成隔油池和气浮池废气吸力小，收集不足。 
　　5总 结 
　　（1）无组织废气处理装置的建设极大的改善了炼油污水处理站内及周边环境的大气质量，将污水处理场挥发出来的异味降到了最小化，并且对收集的废气得到了无害化处理，达到了国家《恶臭污染物排放标准》。 
　　（2）虽然无组织废气处理装置处理后的废气达到了国家的排放标准，但并没有达到最初的设计要求，所以该装置还需要进一步改造和调整，逐步提高处理标准。 
　　（3）无组织废气处理装置在全国投用并可参考的装置不多，所以在设计和施工过程中出现了很多预想不到的问题，尤其是要适应东北冬季寒冷季节的运行，提出很多要求，因此，下一步要逐步的对无组织废气处理装置进行完善，保证长周期平稳运行。 
　　参考文献 
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　　[2] 郝吉明，马广大.大气污染控制工程. 北京：高等教育出版社，1989.5 
　　[3] 仉春华，王文君.生物脱臭技术的现状与展望.环境污染治理技术与设备，2003，4（1）：63-65