制藥廢水處理站除臭優(yōu)化化學(xué)吸收法
制藥企業(yè)通常都配套有專門(mén)的生產(chǎn)廢水處理站,廢水處理站在運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生惡臭氣體,對(duì)周圍大氣環(huán)境產(chǎn)生影響。惡臭氣體主要產(chǎn)生于廢水調(diào)節(jié)池、物化處理單元、厭氧處理池、好氧處理池、污泥濃縮池及污泥處理設(shè)備間。惡臭氣體的組分較為復(fù)雜,調(diào)節(jié)池和物化處理池的廢氣組分主要為廢水中的揮發(fā)性有機(jī)化合物,如芳香烴類、鹵代烴類等,而來(lái)自生化處理單元的惡臭氣體則以硫化氫、硫醇、硫醚及小分子脂肪酸等為主。
由于廢水水處理站廢氣的特點(diǎn),廠區(qū)周邊和一定距離內(nèi)會(huì)存在不同程度的異味,影響范圍大,往往成為企業(yè)被環(huán)保投訴的直接原因,因而臭氣濃度指標(biāo)已經(jīng)成為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和治理的對(duì)象。在浙江省,隨著《生物制藥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB33/923-2014)的推行,臭氣濃度最高允許排放濃度從2000倍降至800倍,日趨嚴(yán)格。
浙江省某生物制藥企業(yè)現(xiàn)有廢水站廢氣處理系統(tǒng)的臭氣濃度難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,其利用現(xiàn)有治理設(shè)備,對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)改造,最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)排氣穩(wěn)定可靠達(dá)標(biāo)。本文主要針對(duì)案例進(jìn)行分析,為類似項(xiàng)目的升級(jí)改造提供一種技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上實(shí)用的解決思路。
1、廢氣處理現(xiàn)狀
項(xiàng)目企業(yè)主要產(chǎn)品為天然植物提取物和中藥提取物等,配套有一座廢水處理規(guī)模為300t/d的廢水處理站。廢水處理站的處理工藝流程如圖1所示。
現(xiàn)有廢水處理站調(diào)節(jié)池、混凝沉淀池、厭氧池、好氧池、污泥池及污泥壓濾機(jī)房采用加蓋、密閉隔斷等方式處理,廢氣收集后接入現(xiàn)有廢氣處理系統(tǒng),廢氣總設(shè)計(jì)風(fēng)量為30000m3/h。廢氣處理系統(tǒng)采用UV光解與水噴淋吸收組合工藝,工藝流程如圖2所示。
廢氣處理系統(tǒng)的主要設(shè)備及參數(shù)如表1所示。
為了了解廢氣處理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況及處理效果,在企業(yè)正常生產(chǎn)條件下,進(jìn)行連續(xù)5日臭氣濃度指標(biāo)監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)如表2所示。
實(shí)際檢測(cè)結(jié)果顯示,企業(yè)廢水站廢氣處理設(shè)施運(yùn)行情況較為平穩(wěn),排氣筒臭氣濃度能穩(wěn)定在1450倍以下,但已超出現(xiàn)行地方標(biāo)準(zhǔn)要求的800倍,已經(jīng)屬于超標(biāo)排污的情況。
2、存在的主要問(wèn)題
目前,3級(jí)吸收塔均采用堿洗吸收,工藝參數(shù)單一,對(duì)水溶性較好及酸性廢氣處理效果尚可,對(duì)水溶性較差的組分去除效果不佳;堿洗吸收塔吸收液更換頻次不夠,導(dǎo)致吸收塔中存在無(wú)機(jī)鹽結(jié)晶的情況,進(jìn)而導(dǎo)致填料層及噴淋層堵塞,吸收塔實(shí)際吸收傳質(zhì)受到很大影響;堿洗吸收塔配套的水泵偏小,核算液氣比為1.3L/m3,整體吸收傳質(zhì)效果不佳;紫外光催化設(shè)備燈管故障比例較高,點(diǎn)亮功率不足一半,原因是前置吸收塔除霧效果較差,導(dǎo)致大量水霧進(jìn)入紫外光催化設(shè)備,進(jìn)而導(dǎo)致紫外燈管發(fā)生故障。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理風(fēng)量為30000m3/h,但實(shí)測(cè)風(fēng)量只有10000m3/h,原因是所選風(fēng)機(jī)風(fēng)壓不夠,無(wú)法達(dá)到風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量,同時(shí)吸收塔填料存在堵塞的問(wèn)題,導(dǎo)致吸收塔風(fēng)阻超出原有設(shè)計(jì)風(fēng)阻,進(jìn)一步影響了風(fēng)機(jī)的實(shí)際抽風(fēng)風(fēng)量??偸占L(fēng)量不足,必然影響廢水站廢氣的收集效率,導(dǎo)致企業(yè)廠界臭氣濃度超標(biāo)。
3、優(yōu)化改造思路
一是對(duì)三級(jí)化學(xué)吸收塔的加藥方式進(jìn)行調(diào)整。第一級(jí)采用堿洗吸收除去廢氣中的酸性污染物;第二級(jí)則采用酸洗氧化吸收,將廢氣中堿性及還原性的污染物去除,氧化劑采用次氯酸鈉溶液;第三級(jí)采用堿洗吸收,可以去除過(guò)量的次氯酸。具體的加藥量、氧化劑加藥品種、加藥方式通過(guò)調(diào)試確定。
二是調(diào)整現(xiàn)有吸收塔中吸收液的更換頻次,考慮到企業(yè)廢水站處理容量較大,為提高吸收液的處理效果,建議適當(dāng)提高吸收液的更換頻率,以確保吸收塔的吸收傳質(zhì)效果。三是將各級(jí)化學(xué)吸收塔配套的循環(huán)泵進(jìn)行更換,更換后吸收塔的液氣比應(yīng)至少達(dá)到4.0L/m3。
四是對(duì)紫外光催化設(shè)備進(jìn)行維修,對(duì)故障的燈管進(jìn)行更換。同時(shí),為避免液態(tài)水對(duì)設(shè)備運(yùn)行效果及燈管配件壽命的影響,在紫外光催化設(shè)備前設(shè)置一組除霧器,采用“填料除霧+絲網(wǎng)除霧”的組合除霧工藝,將水霧的影響控制在可接受范圍內(nèi)。五是對(duì)現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)進(jìn)行更換,確保引風(fēng)機(jī)風(fēng)壓滿足系統(tǒng)風(fēng)阻的需求,并且在引風(fēng)機(jī)進(jìn)口段設(shè)置壓差變送器,風(fēng)機(jī)采用變頻控制,風(fēng)機(jī)頻率與壓差變送器進(jìn)行連鎖,以確保系統(tǒng)的實(shí)際收集風(fēng)量。改造后,廢氣處理系統(tǒng)的主要設(shè)備及參數(shù)如表3所示。
4、改造后各處理單元參數(shù)
4.1 一級(jí)化學(xué)吸收塔工藝參數(shù)
一級(jí)化學(xué)吸收塔的運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化主要為藥劑選擇、pH值控制、運(yùn)行液氣比和吸收液更換周期的選擇。一級(jí)化學(xué)吸收塔選擇藥劑為NaOH,將廢氣中酸性物質(zhì)通過(guò)中和反應(yīng)進(jìn)行去除,控制吸收液pH值在8~9。運(yùn)行液氣比按照4.0L/m3來(lái)運(yùn)行。吸收液更換頻次為每天2次。
4.2 紫外光催化反應(yīng)器工藝參數(shù)
紫外光催化器前端增加填料除霧和絲網(wǎng)除霧器,將廢氣中的水霧充分去除。紫外光催化反應(yīng)器的運(yùn)行功率為8kW。
4.3 二級(jí)化學(xué)吸收塔工藝參數(shù)
二級(jí)化學(xué)吸收塔的運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化主要為pH值控制、運(yùn)行液氣比和吸收液更換周期的選擇。二級(jí)化學(xué)吸收塔選擇藥劑為NaClO和硫酸,將廢氣中堿性及還原性物質(zhì)通過(guò)氧化還原反應(yīng)來(lái)去除,控制吸收液pH值在2~4,控制吸收液的氧化還原電位在600mV以上。運(yùn)行液氣比按照4.0L/m3來(lái)運(yùn)行。吸收液更換頻次為每天1次。
4.4 三級(jí)化學(xué)吸收塔工藝參數(shù)
三級(jí)化學(xué)吸收塔的運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化主要為pH值控制、運(yùn)行液氣比和吸收液更換周期的選擇。三級(jí)化學(xué)吸收塔選擇藥劑為NaOH,將廢氣中參與的酸性物質(zhì)以及二級(jí)化學(xué)吸收塔中產(chǎn)生的次氯酸通過(guò)中和反應(yīng)來(lái)去除,控制吸收液pH值在8~9。運(yùn)行液氣比按照4.0L/m3來(lái)運(yùn)行。吸收液更換頻次為每天1次。
5、改造后臭氣理效果
為了評(píng)價(jià)改造后廢氣處理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況及處理效果,在正常生產(chǎn)工況下,本研究對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)5d臭氣濃度排放指標(biāo)監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)如表4所示。
根據(jù)表4數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),改造后的廢氣處理系統(tǒng)排放口的臭氣濃度可以基本控制在800倍以內(nèi),臭氣去除效率可以至少達(dá)到78%,滿足地方標(biāo)準(zhǔn)中臭氣濃度排放限值的要求。
6、結(jié)論
在化工制藥企業(yè)中,廢水站廢氣不同于工業(yè)廢氣,具有風(fēng)量大、濃度低的特點(diǎn),傳統(tǒng)的吸附濃縮、催化氧化、蓄熱焚燒等工藝投資和運(yùn)行成本都非常高昂,難以適用。隨著新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格,原有的處理系統(tǒng)已很難保證穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
本項(xiàng)目利用現(xiàn)有的多級(jí)化學(xué)吸收加紫外光催化的多級(jí)處理設(shè)施,雖然采用傳統(tǒng)的相對(duì)低效的凈化工藝,但是通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù),選用合理的藥劑和加藥方式,可以將臭氣濃度控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)。因此,化工制藥企業(yè)的廢水站廢氣治理系統(tǒng)的提升改造可以在基本不增加設(shè)備投資的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)治理效果的提升,該項(xiàng)目可以供同類性質(zhì)的廢氣治理工程參考。(來(lái)源:浙江仁欣環(huán)科院有限責(zé)任公司,杭州博盛環(huán)??萍加邢薰?
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