生物除臭技术在炼油污水处理厂臭气治理中的应用

作者:王浩英 张…    文章来源:工业用水与废水    点击数:3044    更新时间:2012-10-12

摘要:生物除臭技术成熟可靠,已在许多市政污水处理厂得到实际应用,但在炼油企业的应用还处于起步阶段。近年来恶臭污染日益突出,人们对生产所造成的恶臭污染的关注也进一步增强。因此,加强对恶臭污染控制已成为今后环保工作的最重要内容之一。介绍了生物除臭系统的工作原理、工艺流程、影响因素以及在庆阳石化污水处理厂中的应用效果,为以后对炼油厂吹扫气等恶臭气体治理提供了技术支持。

关键词:恶臭气体;生物过滤;污染防治;炼油

中图分类号:X512 文献标识码:A 文章编号:%1009 - 2455(2012)03 - 0035 - 03

Application of biofilteration process in deodorization system of refinery wastewater treatment plant

WANG Hao-ying,ZHANG Cheng-fan

Abstract:As a mature and realiable technology, biological deodorization has been applied in many domestic sewage treatment plants; however, its application in oil refining enterprises is still in the initial stage. In recent years, odor pollution problem has become increasingly prominent and the odor pollution caused by industrial production has attracted more and more attention. Therefore, strengthening the control of odor pollution should be one of the most important environmental protection works in the future. The working principle, process flow, influencing factors of the biological deodorization system and its application effect in Wastewater Treatment Plant of Qingyang Petrochemical Corporation were introduced, which provided technical support for the treatment of odor pollution from refinery purge gas.

Keywords:malodorous gas; biofiltration; pollution control; oil refining

恶臭是指大气、水体、废弃物等物质中能够引起人体厌恶或不愉快的挥发性气味,是一种通过空气介质作用于人的嗅觉器官而被感知的嗅觉污染。工业和市政污水处理设施中的废水处理池是产生挥发性有机化合物(VOCs)的主要源头,此恶臭属于由废水引起的二次污染。污水处理厂中比较典型的产生VOCs 的处理池包括:气浮池、沉淀池、生化池、曝气池、污泥浓缩池等几种类型,由于气体成分的不同,产生的恶臭程度也不相同[1]。

中油庆阳石化公司污水处理厂生物除臭系统是高效生物滤池系统,主要对CAF、DAF、污泥脱水间3 个构筑物产生的恶臭气体进行生物除臭处理,处理后的总风量10 314 m3,设计处理风量10 000m3。炼油污水中恶臭气体主要成分是:硫化氢、氨气、硫醇、苯、苯乙烯、甲苯、二甲苯等。

1 生物除臭原理

生物除臭系统采用了液体水洗吸收和生物降解处理的组合工艺。恶臭气体首先被液体(水)有选择地吸收形成混合污水,再通过微生物的作用将其中的污染物降解。

先将人工筛选的特种微生物菌群固定于填料上,当污染气体经过填料表面时,可从恶臭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,会快速生长、繁殖,并在填料表面形成生物膜。当臭气通过其间,有机物被生物膜表面的水层吸收后被微生物吸附和降解,得到净化再生的水被重复使用。恶臭气体被去除的实质是恶臭气体作为营养物质被微生物吸收、代谢及利用[2-3]。

2 生物除臭的工艺流程

除臭系统整个工艺流程大体可以分为4 步:

(1)将气浮池的恶臭气体加盖收集,用引风机加压后送至生物滤池。

(2)恶臭气体进入生物滤池,在循环水的喷淋润湿下,恶臭气体同水接触并溶解到水中。

(3)水溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收,进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解、利用,从而使污染物得以去除。

(4)处理后的气体达标排放。

3 进气污染物指标

除臭系统的进气污染物指标如表1 所示。

表1 进气污染物指标

Tab. 1 Indexes of pollutants in inlet air

 

4 主要设备及性能参数

生物除臭系统装置包括生物除臭装置主体(生物滤池)、加湿循环系统、生物滤料、滤床灌溉系统、离心风机、循环泵、电控柜、自控仪器仪表及处理后排放管道等。生物除臭系统装置的自控装置可监测进气流量、温度、滤床的压降、循环水系统的pH 值、流量、温度等参数,以确保除臭装置在最佳状态下运行。

4.1 臭气收集系统

对于敞开式池体产生的恶臭气体需进行加盖收集,庆阳石化公司生物除臭收集系统覆盖材质采用的是玻璃钢,支撑采用骨架钢管桁架。

4.2 生物除臭系统

生物除臭系统包括预处理系统和生物滤池,两者为一体化设备。主体采用封闭式的生物滤池,点源排放形式,池体材质为玻璃钢。设备内部带有中碱C-glass 乙烯酯内衬,设备内部的滤料承托层采用38 mm× 38 mm(单个孔径)的玻璃钢格栅板。生物滤池设计表面负荷:150 m3 /(m2·h),停留时间:25 s,预处理部分空池流速:0.25 m/s,生物滤池部分空池流速:0.05 m/s。

生物除臭系统包括以下几部分:

(1)预处理系统

预处理系统尺寸为L × W × H = 2.0 m × 6.0 m ×2.8 m,自下而上为0.5 m循环水层、0.7 m布气层(气室)、1 m填料层(乱堆)、0.6 m喷淋层,总高度为2.8 m。外携控制水箱1 个,尺寸为1.0 m×0.5 m× 0.6 m,采用DN 100 mm UPVC 管道与设备内循环水层连接,循环水箱内置仪器仪表,以便于实现对补水、温度、pH 值、排水等的自动控制。

该预处理部分为逆向喷淋填料塔形式,喷淋采用立式(不锈钢304)离心泵,喷淋水量为15 m3/h,喷淋水循环利用,直至pH 值小于3 时排出。

(2)生物滤池系统

生物滤池系统尺寸为L × W × H = 11.0 m × 6.0m × 2.8 m,自下而上为0.3 m排水层、0.6 m布气层(采用穿孔布气管布气)、1.4 m填料层(乱堆)、0.5m喷淋层,总高度为2.8m。外携喷淋水箱1 个,尺寸为1.0 m× 0.5 m× 0.6 m,喷淋水箱内置仪器仪表,以便于实现对补水、温度等的自动控制。该喷淋系统为间歇喷淋形式,每隔4 h 喷淋1 次,1 次喷淋40 s,由于用水量少,并且含有大量生物膜残片,因此该喷淋水不回用,直接排出至污水场进口。

该生物滤池部分加湿采用立式(不锈钢304)离心泵,喷淋水量为8 m3/h。

在布气层设置2 条DN 400 mm 布气管,玻璃钢材质,均匀在管壁上打孔,孔径为Φ 10 mm。

生物除臭系统采用的滤料为高效火山岩、腐殖树皮、泥炭、腐殖木屑的混合体,其中80%为无机部分(高效火山岩),20%为有机部分,填料总体积为93 m3。

(3)控制系统和在线监测系统

控制系统及在线监测系统由现场仪器仪表及PLC 配电柜组成,通过对进气流量计、温度传感器、压力传感器、加热器仪器仪表及PLC 的相关参数的设定来实现对总进气的控制;通过控制进水电动球阀、排水电动球阀、液位传感器、加热器、pH 计、温度传感器等来实现对循环水系统的控制;通过对排气口硫化氢、氨气等在线探头的数据控制来实现达标排放或者超标报警,从而实现整个生物除臭系统的自动运行及在线监测。

(4)排放系统

生物除臭装置采用集中排放,排放口的设置高度为10 m,保证气体排放符合GB 14554—93《恶臭污染物排放标准》中二级标准的要求。

5 运行效果

单机试车及各项准备工作完成后,开始用循环水泵对滤料进行清洗,待清洗干净后,滤料已润湿。然后投加微生物,此时保证pH 值为5 ~ 7,温度控制在20 ~40 ℃;用引风机供风,变频调速为总进气量的60%,保证微生物的供氧量;同时向生物滤池中投加少量硫磺,以改善开车期间污染气体浓度过低造成的微生物养分少的情况。同时定期给生物滤池喷水循环,使微生物载体处在一种湿润的环境中;随着污染物浓度增大,生物膜开始成长并适应,生物过滤系统转入正常运行。

生物除臭装置自2010 年10 月15 日运行至今,经监测分析,尾气完全达到GB 14554—93 中二级排放标准的要求。尾气检测分析数据如表2 所示。

表2 尾气检测分析数据

Tab. 2 Results of exhaust gas detection

 

6 影响生物过滤除臭效果的因素

6.1 填料

填料是生物过滤工艺的核心,是微生物的载体。因此,它必须满足以下几点:容许生长的微生物的种类丰富;为微生物提供较大的栖息生长比表面积;营养成分合理(N、P、K 和微量元素);具有良好的吸水性,自身无异味;吸附性好,结构均匀,空隙率大;材料易得、价格便宜;耐老化,运行、养护方便。

6.2 温度

温度是影响微生物活性的重要因素,在15 ~40 ℃范围内,生物菌种的活性会随着温度的升高而增加。庆阳石化公司设置生物过滤滤池厂房,在厂房内设置了采暖设备,还在循环液箱内设置了电加热器,即当恶臭气体温度过低时,通过加热循环喷淋液、气液传质的方式来调节温度,以保障微生物的活性。

6.3 湿度

湿度是影响微生物活性的另一重要因素,也是生物过滤设备重要的控制参数。众多试验表明,当进气湿度在80% ~ 95%时,生物膜的状态良好。

因此增加润湿喷淋系统,保证进气湿度。

6.4 pH 值

生物过滤装置内的最佳pH 值为5 ~ 7。由于微生物降解会产生酸性物质,装置内pH 值会逐渐降低,可通过喷淋水的方式来调节pH 值。

7 结论

(1)生物过滤除臭方法利用微生物的代谢作用,对中、低浓度有机废气进行处理,具有适应性强,投资、运行费用低,二次污染小等优点,是一种自然的污染治理技术。

(2)对炼油污水处理厂产生的恶臭污染进行治理,改善了生产区及周边环境的大气质量,保障了人们的身体健康;同时为以后对炼油厂吹扫气等恶臭气体的治理提供了技术支持。

(3)今后的生物除臭研究工作应主要集中在填料选择、菌种筛选和固定化、生物滤池优化设计及其组合应用等方面,为工艺的进一步推广应用提供技术参数。

参考文献:

[1]宋红伟,叶万东. 炼油厂含油污水处理工程设计[J].工业用水与废水,2009,40(5):80-82.

[2]陈建孟,王家德,唐翔宇.生物技术在有机废气处理中的研究进展[J].环境科学发展,1998,6(3):30-35.

[3]施志德,邬坚平,张永明. 生物滤池去除污水处理厂臭气的应用研究[J].工业用水与废水,2007,38(1):58-61.

作者简介:王浩英(1974-),男,甘肃平凉人,工艺工程师,现从事污水处理工作。

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