含酸性恶臭类挥发性有机废气处理工程实例

彭 旭

（浙江蓝天环保高科技股份有限公司，浙江 杭州 310018）

0 引言

企业污水处理站主要用来处理生产废水和部分生活污水，该类废水通常含有较高浓度的易挥发性有机物；此外，用于废水处理的物化处理池、生化反应池会释放含恶臭类的VOCs 气体[1]。因此，在污水处理中如不采取有效措施对这些废气进行处理，将会对大气造成严重污染。在精细化工行业，如农药化工、医药化工、石油化工等行业尤其明显，主因是其产生的挥发性、半挥发性污染物较多，这些物质通常在水中以溶解态、悬浮态等形式存在；在污水处理站经过搅动、鼓泡、物化反应等方式以气体的形式释放出来，此外温度的升高会增加气体释放程度，更加剧了大气环境污染[2-3]。

含恶臭类有机废气具有阈值低、人员敏感的特征，少量泄漏就会导致气味难忍，若得不到有效处理，在污染大气环境的同时也对周边环境造成破坏，从而使得周边空气环境质量下降，对企业员工以及周边居民健康造成威胁，同时对周边作物也会带来不利影响[4-5]。与此同时，国家进行了污染防治攻坚战计划，如“十三五”纲要将挥发性有机污染物纳入总量考核指标，2018 年1 月，国家正式颁布实施了《中华人民共和国环境保护税法》，明确了关于废气排污税的征收等；由此可见，含恶臭类挥发性有机污染物的治理，保持良好空气环境已然成为国家大气污染防治计划的重中之重[6]。

传统的恶臭类有机污染废气具有成分复杂，处理难度大的特点，常见的处理方式有低温等离子法、生物洗涤法、光催化氧化法等，他们都存在受环境影响大，处理效率低、耐用性差、可靠性不佳、耐冲击负荷低等缺点[7]。因此，一般的处理方式很难达到有效的处理效果；本项目在综合分析废气成分的基础上，采用“水洗+碱洗+活性炭吸附”的耦合工艺，对废水处理站废气进行统一收集，集中处理，减少了大气污染。

1 净化机理与工艺流程

1.1 废气组分

本项目酸性废气主要由罐区储酸槽清洗置换酸性气体及槽车灌装呼吸废气组成，该类酸性废气具有产生总量较小，间歇式排放的特点。酸槽存储的是成品副产盐酸，在充装盐酸工序及清洗置换过程中会有酸性废气产生；盐酸槽车灌装废气主要由槽车灌装时产生的酸性废气构成；废水处理站有机废气由物化反应以及生化反应产生的废气组成。经分析，废气主要由HCl、H2S、氯气、氨、非甲烷总烃等成分构成。

1.2 净化原理

水洗塔：利用HCl 易溶于水，生成酸性物质从而完成对氨类等碱性恶臭物质的吸收，同时微量氯气溶于水会产生一定量HClO，该物质对VOCs 以及氨具有一定氧化性，从而降低了VOCs含量[8]，其反应式见式（1）、式（2）、式（3）。

碱洗塔：在碱洗塔中完成酸性物质的吸收，H2S、水洗塔剩余的氯气等物质与NaOH 反应，生成NaClO，该物质具有氧化性，综合作用下将H2S及水洗剩余VOCs 氧化吸收[9-10]，反应式见式（4）、式（5）。

活性炭吸附塔：经过水洗、碱洗的废气经除沫器去除一定水分后进入活性炭吸附塔，利用活性炭的吸附性将未完全净化的废气净化。

1.3 工艺流程

本工艺技术的处理流程见图1，工程项目现场见图2，罐区酸槽酸性废气与盐酸灌装废气经真空塔收集进入废气缓冲罐，经水碱洗装置净化，除沫器除雾，进入活性炭吸附装置，最后经高空达标排放。

图1 项目工艺流程图Fig.1 Project process flow chart

图2 工程项目现场Fig.2 The project engineering site

废水处理池经加盖密闭收集的有机废气直接进入废气缓冲罐，经水碱洗装置净化，再经除沫器与活性炭吸附塔净化后，高空达标排放。

其中除沫器、水碱洗塔及废气缓冲罐产生的废水按照要求，定期排放到调节池进入废水处理系统。

2 材料设备与分析方法

2.1 处理装置与设备参数

本工艺设计废气量为2000 m3/h，包含罐区酸槽酸性气体（间歇排放）、盐酸灌装呼吸废气（间歇排放）、废水处理池废气。主要废气处理装置的参数如下：

（1）负压真空收集塔：2 座，真空收集塔规格Φ300×800 mm（钢衬四氟），分别由2 台真空泵提供负压，真空泵型号为WHR-80H，转速1450 r/min，真空压力29.4 kPa（可调），配套电机Y112M-4 功率4.0 kW，2 用1 备；

（2）水洗塔：Φ800×3200 mm，配翻板液位计0～1.5 m；pH 计，酸碱度检测系统一套；填料2 层，层高1200 mm，Φ50 mm 多面空心球，材质PVC；耐腐蚀循环泵：型号TP40VK-2，流量18 m3/h，扬程13 m。

（3）碱洗塔：Φ800×3200 mm，配翻板液位计0～1.5 m，碱液加药系统一套，75 r/min，N=0.55 kW；pH 计，酸碱度检测系统一套；填料2 层，层高1200 mm，Φ50 mm 多面空心球，材质PVC；耐腐蚀循环泵型号：TP40VK-2，流量18 m3/h，扬程13 m。

（4）废气缓冲罐：1 个，Φ1000×1500 mm；除沫器：1 台，Φ500×1500 mm，配翻板液位计0～1.0 m。

（5）活性炭吸附塔：2 台（一备一用），卧式，Φ1500×2600 mm，柱状活性炭30～50 mm。

（6）防腐引风机：2 台（一备一用），型号Y100L-2，2.2 kW，流量2853 m3/h，全压1532 Pa；

（7）混凝土塔及设备基座：6 个，标号C30；PP风管（Φ300 mm）、弯头、阀门若干；管梁支架若干、碳钢材质。

2.2 分析检测方法

该项目检测方法均采用国家标准，其具体方法见表1。

表1 主要特征污染物检测方法与标准Table 1 Detection methods and Standards of main characteristic pollutants

3 运行效果分析

3.1 节能减排效果

该项目实施后有效减少了恶臭类酸性VOCs的物质浓度，其处理效果见表2。

由表2 可以看出，该工艺具有良好的废气净化效果，其净化效率均高于90%，废气经处理后满足《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）、《恶臭类污染物排放标准》（GB 14554-1993）对排放限值的排放要求。

3.2 环境效益分析

工程实施后，更加有效保障了企业废气的达标排放，减少了对周边环境的污染，有毒有害气体对周边居民和企业的影响，同时改善了工人作业环境，降低了企业环保税缴纳数量。

3.3 经济效益分析

本项目电气设备总装机容量为10.2 kW（加药装置不计入），按每小时0.8 元计则每小时耗电8.16 元；使用的药剂主要有烧碱，平均每10 d 换一次NaOH 溶液，每次消耗30 kg，按每吨3600 元计，每小时消耗0.45 元；人工费每人每天按150元计，定额一人，一个台班为18.75 元/h；根据上述计算，废气处理综合费用为13.68 元/km3，综合处理费用较低。

表2 主要特征污染物净化效率Table 2 Purification efficiency of main characteristic pollutants

4 结论

“水洗+碱洗+活性炭吸附”的耦合工艺对含酸性恶臭类有机废气具有良好的处理效果，该项目实施后减排效果明显，改善了厂区环境，有利于员工身心健康。

该工艺运行稳定，净化效率高，控制节点少；具有良好的可操作性，耐久性，适用范围广，经济可行、技术合理，对相似组分废气处理工程具有良好的指导与示范作用。