污水處理無組織廢氣治理的工藝路線選擇及運(yùn)行總結(jié)

張二興, 魏國龍, 王鵬亞

(江西心連心化學(xué)工業(yè)有限公司, 江西九江 332700)

江西心連心化學(xué)工業(yè)有限公司2021年2月投入運(yùn)行的年產(chǎn)60萬t合成氨、52萬t尿素、40萬t二甲醚項(xiàng)目工程裝置,采用四噴嘴水煤漿加壓氣化技術(shù)[1]、寬溫耐硫變換技術(shù)、CO2汽提工藝技術(shù)[2]等,具有工藝流程先進(jìn)、原料消耗低、能耗指標(biāo)低的特點(diǎn)。

原料氣經(jīng)寬溫耐硫變換,進(jìn)入低溫甲醇洗、液氮洗等工序;對原料氣中的CO、CO2、H2進(jìn)行分離,一股工藝氣體經(jīng)壓縮機(jī)提壓,合成甲醇及二甲醚產(chǎn)品,另一股工藝氣體經(jīng)氨合成塔加工成產(chǎn)品液氨,液氨與CO2反應(yīng),制成產(chǎn)品尿素。

該項(xiàng)目配套建設(shè)公用工程污水處理系統(tǒng),采用序批式活性污泥法(SBR)[3]、曝氣生物濾池(BAF)、中水回用等技術(shù),各工段排放污水經(jīng)終端污水處理后送中水裝置進(jìn)行回收利用后送入園區(qū)污水處理廠,外排指標(biāo)執(zhí)行GB 13458-2013 《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,即化學(xué)需氧量(COD)≤200 mg/L、氨氮質(zhì)量濃度≤50 mg/L、總磷質(zhì)量濃度≤1.5 mg/L、總氮質(zhì)量濃度≤60 mg/L。

為滿足日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢及要求,江西心連心化學(xué)工業(yè)有限公司對污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了反吊膜全封閉廢氣處理;污水處理廢氣治理裝置采用先進(jìn)的生物法與物理法聯(lián)合脫除工藝,對污水處理系統(tǒng)SBR生物反應(yīng)池、調(diào)節(jié)池、事故池、有機(jī)污泥儲(chǔ)池中的揮發(fā)性廢氣進(jìn)行治理。經(jīng)過近2 a的運(yùn)行,該裝置運(yùn)行穩(wěn)定,運(yùn)行費(fèi)用較低,各項(xiàng)污染物均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

1 工藝路線選擇

污水處理系統(tǒng)中SBR生物反應(yīng)池、調(diào)節(jié)池、事故池、有機(jī)污泥儲(chǔ)池等產(chǎn)生的廢氣,通過風(fēng)機(jī)收集后進(jìn)入噴淋加濕器,廢氣中有毒、有害、惡臭污染物與水接觸,溶于水中且能夠成為液相中的分子或離子,這一過程是物理過程。同時(shí),噴淋加濕器可調(diào)節(jié)氣體濕度,使氣體狀態(tài)能保證微生物的最大活性,然后進(jìn)入生物濾床(生物濾床主要將惡臭及揮發(fā)性污染物降解成CO2和水,減少二次污染),經(jīng)微生物的吸收、降解、活性炭吸附之后達(dá)標(biāo)排放。

生物除臭法主要是利用自然界細(xì)菌和微生物對臭氣的消化和降解過程來自然除臭的方法。濾料上掛膜(通過培養(yǎng)的活性污泥中的微生物)將收集的臭氣在好氧狀態(tài)下的致臭污染物進(jìn)行分解,從而達(dá)標(biāo)排放。

氣味物質(zhì)先被濾料吸收,然后被濾料上的微生物氧化分解,完成廢氣的除臭過程,固體載體上生長的微生物承擔(dān)了物質(zhì)轉(zhuǎn)換的任務(wù)。因?yàn)槲⑸锷L需要足夠的有機(jī)養(yǎng)分,所以濾料表面必須具有很高含量的有機(jī)成分,同時(shí)創(chuàng)造具有適宜的濕度、pH、氧含量、溫度和營養(yǎng)成分的環(huán)境來保持微生物活性。

生物濾料為礦石覆蓋營養(yǎng)膜無機(jī)濾料,而不是2種以上物質(zhì)的簡單混合型濾料,具有統(tǒng)一的性質(zhì)及外形,典型的濾料尺寸為5～25 mm,比表面積應(yīng)大于30 m2/g,這有利于吸附及降解污染物。生物濾料使用期間不需要添加任何營養(yǎng)液,濾床高度為1.8～2.0 m,節(jié)省占地面積?？紤]到化工污水臭氣濃度復(fù)雜,確定氣體通過濾床的停留時(shí)間不得少于30 s。濾料使用壽命長,正常運(yùn)行期間不用更換,該系統(tǒng)可間歇停止后(2個(gè)月內(nèi))再運(yùn)行,而不需重新培養(yǎng)微生物。

2 工藝運(yùn)行情況

整個(gè)生物過濾除臭系統(tǒng)主要由管道輸送系統(tǒng)、生物濾塔、排放系統(tǒng),以及輔助整個(gè)除臭系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、排放系統(tǒng)組成。除臭裝置工藝流程[4]見圖1。

圖1 除臭裝置工藝流程

各單元臭氣通過集氣罩及收集管路系統(tǒng),由引風(fēng)機(jī)抽至臭氣處理裝置,臭氣處理裝置的工藝路徑為:臭氣預(yù)處理-生物處理段-活性炭吸附-達(dá)標(biāo)排放。生物過濾工藝采用了液體吸收和生物處理的組合作用。臭氣首先被液體(吸收劑)洗滌,再通過微生物的作用將其中的污染物降解。在污水處理站設(shè)置1 套臭氣處理裝置,處理裝置包括預(yù)處理和生物處理系統(tǒng)、活性炭吸附分離和19 m 煙囪。臭氣處理體積流量為65 000 m3/h。

污水處理崗位的廢氣主要為硫化氫、氨氣。除臭裝置通過風(fēng)機(jī)將廢氣先抽至預(yù)洗段,預(yù)洗段中生產(chǎn)水對廢氣進(jìn)行噴淋,使廢氣中的部分硫化氫和氨溶于水中,從而除去部分廢氣中的硫化氫和氨。隨著預(yù)洗段中生產(chǎn)水對硫化氫和氨的持續(xù)吸收,硫化氫和氨在水中的溶解性變差,因此設(shè)置預(yù)洗段中生產(chǎn)水的pH≤5或運(yùn)行時(shí)間≥120 h,預(yù)洗段會(huì)自動(dòng)排污并補(bǔ)充新的生產(chǎn)水,來提高預(yù)洗段廢氣的處理效果。

未處理完的廢氣會(huì)進(jìn)入到生物降解段,廢氣會(huì)被火山石上吸附的活性污泥轉(zhuǎn)化成硝酸鹽等易溶于水的物質(zhì),生物降解段中水的pH≤5或運(yùn)行時(shí)間≥72 h后,會(huì)自動(dòng)排污并補(bǔ)充新的生產(chǎn)水。

廢氣經(jīng)生物降解段處理后,進(jìn)入到活性炭吸附段進(jìn)行處理,最終達(dá)標(biāo)排放。除臭裝置進(jìn)出口氣體分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 除臭裝置進(jìn)出口氣體分析數(shù)據(jù)

3 結(jié)語

該廢氣治理裝置投運(yùn)后,污水處理系統(tǒng)周圍惡臭味道得以消除;同時(shí)對各個(gè)產(chǎn)生工段具有揮發(fā)性及惡臭性氣體的反應(yīng)池及配套水池進(jìn)行了有效集中收集治理,有效杜絕了污水處理系統(tǒng)的環(huán)保隱患,保護(hù)了周圍環(huán)境,達(dá)到了環(huán)保要求。