一种油脂工业恶臭气体的异味控制技术创新及工程应用

＊李一岑

（江苏省环保集团南通有限公司 江苏 226001）

1.研究背景

某油脂工业企业年加工十万吨植物油及副产品，专业生产油酸、硬脂酸、植物沥青等，现建有一座污泥储仓和一套污泥烘干设施，日常运行中会产生含H2S、NH3的异味、恶臭气体，不仅会污染周围的环境，而且对企业的形象也会造成一定的影响。国内外对于该污染气体一般有活性炭吸附法、化学反应法、低温等离子法、热氧化法、生物除臭法、UV光解法、植物液喷洒技术、生物氧化法等几种[1]主要处理技术可供选择，每种处理技术特点不尽相同，各有优势与不足，所以企业决定配套建设最优的处理设施，使废气处理达标后再排放。

2.废气排放情况和处理要求

(1)废气处理系统风量统计

本项目废气源由两部分组成：

①大小为30m×30m×7m的污泥储仓，为防止仓内臭气外泄，拟用风机抽取内部空气使得内部空间形成负压，换气次数按照3次计算，产生的臭气风量约为2万m3/h，该臭气需收集后进行处理。

②污水处理系统产生的污泥，经锅炉烟气加热后烘干，再次反应过程中，污泥经烘干步骤后含湿率由80%降至15%，但该过程会产生大量的污染废气，产生的废气高温高湿，含尘，且含有二氧化硫、氨气、硫化氢、硫醇、有机胺、有机硫、小分子脂肪酸、蛋白质及多种挥发有机物，气体臭气浓度高，成分复杂，污染大气，产生的臭气风量为4万m3/h。目前该臭气已有一套水膜除尘+喷淋的处理设施，但处理后仍存有异味、恶臭的问题。

本项目拟将该两股废气收集后合并进行处理并达标排放，总处理风量为6万m3/h。

(2)废气污染物排放浓度及标准

表1 排放标准

本项目主要污染物为颗粒物、非甲烷总烃。经处理设施处理后，颗粒物、非甲烷总烃排放满足江苏省地方排放标准《大气污染物综合排放标准》（DB 32/4041—2021）中标准，《恶臭气体满足恶臭污染物排放标准》（GB 14554—1993）中要求，经30m高排气筒有组织排放。

3.废气处理工艺选择[2]

本项目产生的废气高温高湿，含尘，且含有二氧化硫、氨气、硫化氢、硫醇、有机胺、有机硫、小分子脂肪酸、蛋白质及多种挥发有机物，成分复杂，根据业主的反馈信息以及相关工程经验，本方案拟将污泥烘干废气经现有水膜除尘器处理后与污泥储仓废气汇总，再进入新增的一套碱喷淋+生物滤池组合工艺治理该项目产生的臭气。现有末端喷淋塔拟通过改造增加植物液喷淋除臭系统，经改造后的喷淋塔处理完成后，尾气经现有排气筒达标排放。

(1)工艺流程简介

整体处理工艺采用碱喷淋+生物滤池+植物液除臭组合工艺，处理工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程图

(2)废气处理工艺说明

污泥烘干废气管道收集后，废气处理量为4万m3/h，温度为100℃，经现有水膜除尘器进行处理，充分去除废气中的粉尘，废气与水接触后降温至80℃，然后污泥储仓废气2万m3/h与之汇总，再进入新增的碱喷淋塔，碱喷淋塔可以中和废气中的酸性成分以及将废气中的水溶性有机污染物去除，并进一步降低废气温度，降低至50℃，之后进入新增的生物滤池一体化除臭装置，充分治理废气中的恶臭物质及有机物，最后末端现有喷淋塔经改造后增加植物液喷淋除臭系统，经处理完成后尾气温度约30℃，从排气筒达标排放。

①前端预洗单元

经收集和传输的污染气体，首先，从预洗装置的顶部进入，在通过填料层的过程中与循环喷淋水充分接触，气体中的水溶性物质被吸收降落到装置底部，然后回流到洗涤循环水池。气体经处理后，进入生物滤池除臭系统。

A.装置结构

前端化学洗涤单元由壳体、支架、气体分布器、循环洗涤装置、洗涤填料等组成。

B.设备布置

臭气通过风管引入到气体分布器后进入预洗单元，气体经预处理后进入后端生物滤池除臭系统。

②生物滤池除臭单元

在生物除臭单元，气体由下部进入，在通过生物填料时与布满在填料的生物膜充分接触，气体中等致臭物质被生长在生物膜中的微生物吸收、吸附及氧化，分解成为CO2、H2O以及稳定无臭的无机盐类，然后废气被送至后端化学洗涤单元。

A.装置结构

生物除臭单元由过滤器壳体、支架、气体分布器、喷淋装置、生物填料等组成。

B.设备布置

生物除臭单元设置在水洗段后，气体进入该系统处理后，经引风机引到化学洗涤单元处理。

③植物液喷淋除臭单元

臭气通过气体分布器后进入后端植物液喷淋除臭系统，气体经处理后再经除雾器过滤去除水汽，通过15m排气筒高空达标排放。

4.生物除臭原理介绍

(1)工作原理

生物除臭技术安全性、可靠性以及稳定性较强，并且除臭效率高达90%以上[3]。该技术主要用于处理污水过程中，系统收集反应过程中产生的臭气，将其集中送至生物滤池中进行处理，让臭气经过具有活性微生物以及多孔、湿润等特性的微生物滤层。微生物细胞比表面积较大[4]、个体细胞较小、代谢类型较多以及吸附性较强等特点，使其具备吸附、降解以及吸收恶臭物质的功能，将恶臭物质分解为H2O、CO2、HNO3、H2SO4等无机物[5]。图2为转化污染物原理分析图。

图2 转化污染物原理分析图

图3 微生物作用过程示意图

采用生物除臭技术处理臭气过程，一般分为三个阶段[6]。

第一阶段：溶解污染物。污染物会溶于水中，将其与固相表面水膜与水接触，在液相中污染物质转化为离子或分子状态，在气相与液相平衡过程中，需遵循亨利定律，实现污染物由气相变液相。

第二阶段：吸收污染物。水溶液中的微生物逐渐吸收与吸附污染物，然后污染物逐渐从水中转移到微生物体内，从而将水在此复原出来，进而可实现二次/多次循环利用。在微生物细胞外酶（水解酶）的作用下，如蛋白质、淀粉等大分子有机物，被水解为小分子之后，再进入细胞体内。

第三阶段：降解污染物。当污染物质进入溶液微生物细胞内部之后，微生物将其分解利用，并作为主要能源，实现生物降解污染物目标。

微生物细胞体内逐渐产生有机物之后，在细胞胞内酶，如氧化酶、脱氢酶等作用下，微生物氧化分析有机物。同时以该有机物为基础，基于合成代谢原理，在此期间逐渐生成新的微生物细胞。在氧气作用下，一部分有机物转换为CO2、H2O等无机物质，并在其中合成、获取原生质（细胞位置）所需能量。可用化学式（1）表示降解污染物过程：

同时，通过分解代谢，微生物将与另一部分有机物进行合成，以形成新的细胞物质，可用化学方程式（2）表示此过程：

(2)生物滤池除臭系统处理含硫废气的优势[7]

生物滤池除臭工艺实际上是生物膜处理工艺，微生物法中最受关注的就是该方法，其是将微生物定附着在滤池，从而实现处理含硫恶臭物。生物膜法具有以下优点：

①生物相中除好氧菌外，还存在厌氧菌，因此脱硫效果好；

②生物膜的生物量较大，因此具有较大的处理能力；

③细胞在单位体积中的活性高，稳定性强；

④固定化方法简单，工艺过程比较稳定，动力消耗较少，成本较低；

⑤营养物质利用效果好，转化率高。

我们使用的生物复合填料中添加有缓冲物质和微量元素，可以控制调节系统洗涤过滤循环水箱水相的pH值，为微生物提供营养元素。

5.结语

综上所述，以某油脂生产企业为例，该企业通过碱喷淋+生物滤池+植物液除臭技术，成功地解决恶臭气体的问题，去除效率达92%。通过不断创新和改进，该企业将开发出更加高效和环保的异味控制技术，为油脂工业的可持续发展做出贡献。