高 超,謝小琛
(一汽-大眾汽車有限公司,吉林長春 130000)
從惡臭污染源的統(tǒng)計來看,污水處理是惡臭污染排放的重要來源(見圖1、圖2),本文將介紹某汽車工廠污水站內(nèi)新增臭氣治理工藝,以期對類似工程提供參照借鑒。
在污水站所散發(fā)的臭氣中,一些臭氣具有較強(qiáng)的刺激性,且本身屬于氣體,控制難度大,擴(kuò)散速度快,加之大多數(shù)臭氣具有一定的毒性,人體在吸入后,可能會出現(xiàn)不同程度的中毒反應(yīng)。比如,人體吸入氨氣后,輕度癥狀表現(xiàn)為咽炎、鼻炎、聲音嘶啞、咳嗽、咳痰等,但如果氨氣吸入的較多,可能會引起呼吸困難、喉頭水腫、肺水腫、咳血等,甚至造成氣管堵塞,引發(fā)窒息。另外,污水站所散發(fā)的一些臭氣還會和空氣中一些的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所形成的化學(xué)物質(zhì)可能會對污水站中一些設(shè)備及場地造成腐蝕,給污水站帶來較大的安全隱患?;诔魵饩哂休^大的危害性,無論污水站中臭氣是以什么形態(tài)存在,都應(yīng)加強(qiáng)臭氣的治理,這也是當(dāng)前我國環(huán)保事業(yè)中重要的任務(wù)和目標(biāo)。
(1)水洗滌和藥劑吸收法。水洗滌除臭方法操作較簡單,需要投入的費(fèi)用也較低,其原理是利用一些氣體易溶于水的特性,如硫化氫、氨氣等,將這些氣體轉(zhuǎn)化為液體,并且液體易于存儲不易擴(kuò)散,以實現(xiàn)臭氣的控制。但水洗滌除臭方法也有其局限性,主要表現(xiàn)為需要消耗大量的資源,而且除臭效果一般。藥劑吸收法主要是利用不同臭氣所產(chǎn)生的不同化學(xué)反應(yīng),通過相應(yīng)的化學(xué)藥劑來進(jìn)行吸收,但這種除臭方具有耗費(fèi)資金大、會對環(huán)境造成二次污染的缺點(diǎn),因此現(xiàn)階段應(yīng)用這種除臭方法的情況也比較少。
(2)活性炭吸附法。這一除臭方法主要利用活性炭的吸附作用來對臭氣進(jìn)行吸附,但是在吸附過程中,較容易受到外界環(huán)境的影響,如臭氣溫度較高,就會對其吸附效果產(chǎn)生影響,或者是臭氣的含塵量較高,會造成活性炭一定的堵塞,進(jìn)而降低吸附效果。目前在臭氣吸附中,一般會選擇應(yīng)用催化性活性炭,這種類型的活性炭的吸附效果及去除率較高,但是費(fèi)用相對較高,因此適用于一些處理量較小、臭氣含塵量較低且臭氣濃度低的廢水處理中。
(3)燃燒法。燃燒法可分為直接燃燒和觸媒燃燒。在直接燃燒中,需要保持環(huán)境溫度在600℃以上,由此對臭氣進(jìn)行燃燒以實現(xiàn)除臭;觸媒燃燒主要是在燃燒過程中加入一定的催化劑用以催化。這兩種燃燒方式的優(yōu)缺點(diǎn)不同,直接燃燒法需要較多的資金投入來購買燃燒設(shè)備,運(yùn)行成本較大,通常在廢氣處理量較大且廢氣濃度較高的臭氣處理中應(yīng)用。觸媒燃燒法可降低臭氣燃燒的溫度,從而減少臭氣燃燒的反應(yīng)時間,但是在應(yīng)用催化劑過程中可能會出現(xiàn)催化劑中毒和堵塞的問題。
(4)生物法。生物法具有資金成本投入低、操作簡單、不會造成二次污染的優(yōu)勢,常用于污水處理和固廢處理中,較為常見的生物處理技術(shù)有:①生物濾池除臭法,這種除臭方法是利用風(fēng)機(jī)將臭氣收集到臭氣處理塔中,之后通過生物學(xué)作用將惡臭物質(zhì)吸收至微生物細(xì)胞中,通過不斷的催化劑及微生物代謝轉(zhuǎn)化成為無機(jī)物;②腐殖活性污泥法,其是在活性污泥工藝處理上進(jìn)行,在原有的工藝處理工序基礎(chǔ)上,在生物培養(yǎng)裝置中加入腐殖土填料,讓部分活性污泥回流至腐殖土裝置中,以減少部分污泥回流的臭氣產(chǎn)生,可從根源上減少臭氣的產(chǎn)生;③生物洗滌法,這種方法需要將臭氣收集至反應(yīng)塔中,使其與污泥充分融合,之后利用污泥中的微生物進(jìn)行臭氣吸附。這種處理工藝要求較高,且生物量較大,若出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰,所有工作都將白費(fèi),還會造成大量的資源資金被浪費(fèi)。
汽車工業(yè)廢水主要處理工藝為預(yù)處理+生化處理,直接達(dá)標(biāo)排放市政管網(wǎng)。污水站的生化處理工藝采用了生化曝氣+MBR 工藝,主要構(gòu)筑物包括:格柵間、中間水箱、生化曝氣池、MBR 池以及污泥濃縮壓濾系統(tǒng),均為非密閉空間,應(yīng)為臭氣收集的重點(diǎn)源。
生活污水富含有機(jī)質(zhì),在輸送的過程中厭氧降解產(chǎn)生含有惡臭污染物的氣體,這些臭氣在水流的擾動下在污水處理的過程中散發(fā)出來。臭氣的主要成分主要分三大類:含硫化合物(硫化氫、甲硫醇、甲硫醚等)含氮化合物(氨、二元胺等)碳?xì)溲踅M成的化合物(低級醇、醛、脂肪酸等)。因此需要根據(jù)各成分物質(zhì)性質(zhì)采取相應(yīng)的處理方式。
采用液體吸收(藥劑吸收)+固體吸附(活性炭吸附)工藝。廢氣首先通過風(fēng)管收集后進(jìn)入預(yù)過濾器去除顆粒物,接著進(jìn)入化學(xué)酸洗塔去除廢氣中的堿性物質(zhì)(氨、二元胺等)然后再進(jìn)入堿洗塔,通過堿吸收去除廢氣中的酸性物質(zhì)(硫化氫、甲硫醇等)并加入次氯酸鈉強(qiáng)氧化劑將大分子有機(jī)物(碳?xì)溲踅M成的化合物)降解成小分子利于吸收反應(yīng),凈化后再進(jìn)入活性炭吸附裝置進(jìn)行最終吸收處理,最后由車間廢水站屋頂排氣筒達(dá)標(biāo)排放(見圖3)。
噴淋塔配備集液箱,收集清洗液體并循環(huán)使用,循環(huán)使用一定時間后對清洗液進(jìn)行排放現(xiàn)場地溝,最終排至污水站管網(wǎng)后進(jìn)行處理。
2.3.1 構(gòu)筑物加蓋密封
考慮污水站運(yùn)行的日常運(yùn)維需及時觀察曝氣狀態(tài)、設(shè)備檢修、水樣采集,生化曝氣池加蓋密封同時留有活動觀察蓋板,MBR 池、污泥濃縮池加蓋板半密封收集,格柵間、壓濾間設(shè)置集氣罩。
(1)加蓋材料選用輕質(zhì)材料,減少對構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)影響;
(2)加蓋材料具有防腐功能;
(3)局部地方可用萬向節(jié)或軟管替代硬質(zhì)管道,以便后期對污水站構(gòu)筑物及設(shè)備的運(yùn)維。
2.3.2 臭氣收集系統(tǒng)
臭氣收集管線、集氣罩等采用 PP 材質(zhì)。臭氣收集管路內(nèi)流動介質(zhì)主要為含有 H2S、NH3等臭氣,且濕度很大,集氣系統(tǒng)采用微負(fù)壓運(yùn)行,防止臭氣外溢。
臭氣收集系統(tǒng)在臭氣源需設(shè)多個集氣口,并在每個臭氣源構(gòu)筑物上配備必要的閥門,以調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓,保證集氣系統(tǒng)壓力和風(fēng)量平衡,所有的臭氣源構(gòu)筑物的惡臭氣體均能被抽吸。
2.3.3 噴淋塔
噴淋塔需能在所設(shè)計的氣體流動率和系統(tǒng)壓力下操作。塔本體和所有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組件必須設(shè)計有足夠的厚度,并具有足夠的維修孔及窗口以供所有內(nèi)部零件的檢查、拆卸和保養(yǎng)。對受壓和真空條件下之部位,必須于內(nèi)部裝設(shè)加強(qiáng)肋條。構(gòu)件必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,來承受靜態(tài)和動態(tài)的負(fù)荷。塔頂部要留有足夠的視窗來觀察噴嘴的工作狀況;塔外殼以及底部需設(shè)置足夠的維修人孔,維修人孔需可清除所有拉西環(huán)與底部污泥;噴淋塔底部須完整鋪設(shè)積液槽用以應(yīng)對泄漏應(yīng)急處理。
2.3.4 活性炭吸附處理
活性炭具有非常強(qiáng)的化學(xué)與物理吸附作用,其毒物吸附可經(jīng)表面微孔與空隙實現(xiàn),以活性炭1g 為例,500m2為其表面積最小值,1500m2為最大值,這類炭可經(jīng)高溫活化和炭化處理果殼、木屑等物后獲得,屬植物源含炭原料。此外,氧與氫元素也存在于其結(jié)構(gòu)中,在活性炭表面以化學(xué)鍵形式結(jié)合,除了上述兩種元素外還包含碳,促使氧化物復(fù)合體產(chǎn)生,吸附主要是通過吸附分子與活性炭反應(yīng)實現(xiàn),因此,在吸附時活性炭具有選擇性。結(jié)構(gòu)簡單、使用方便為其優(yōu)點(diǎn),但這一方法有一定局限,主要用于處理氣量小、濃度低臭氣,常用作精處理裝置,在后續(xù)處理工序中發(fā)揮作用[2]。得益于科技進(jìn)步,活性炭產(chǎn)品有了較大發(fā)展,如,活性炭纖維產(chǎn)品等的產(chǎn)生,在進(jìn)行毒氣或毒物吸附處理時這些產(chǎn)品所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)量非常大,可實現(xiàn)吸附容量的提升。
工程完工后,主要污染源加蓋除臭后達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)。通過對污水處理生化段各個構(gòu)筑物進(jìn)行加蓋、加罩收集處理,將污水處理過程中產(chǎn)生的臭氣密閉在有限的空間內(nèi),有效地控制了臭氣的散發(fā),經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放,改善了現(xiàn)場工作環(huán)境。
由于除臭工藝采用的是化學(xué)洗滌+物理吸附法,對不參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)也可以由活性炭吸附,適用范圍廣,雙重措施提高去除率。但運(yùn)行中需不斷補(bǔ)充化學(xué)藥劑,定期更換循環(huán)水、活性炭,存在二次污染風(fēng)險。各構(gòu)筑物由敞口改為密閉環(huán)境,極大減少了廢氣無組織排放量,遵循《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》管控原則,滿足排放要求,同時改善了工作環(huán)境質(zhì)量。在環(huán)保意識不斷普及,人們生活質(zhì)量要求不斷提高的背景下,臭氣治理的應(yīng)用呈上升趨勢,必然日益受到重視。在進(jìn)行臭氣處理方法的選擇時,相關(guān)人員應(yīng)做全面的調(diào)查與評估,對項目情況進(jìn)行整體把握,并考量各方面因素,如占地、成本等,提高決策的科學(xué)程度,實現(xiàn)高效除臭。