论恶臭的治理方法

2009年第25卷第1期

★　石油化工安全环保技术　★

PETROCHE M I CAL S AFETY AND E NV I RONM E NT AL PROTECTI O N TECHNOLOGY

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工业污染防治与生态保护

论恶臭的治理方法

韩云艳, 梁立伟, 郭桂悦, 陈福霞

1

2

2

3

(11大庆石化公司塑料厂, 黑龙江　大庆　163714; 21中国石油大庆化工研究中心,

黑龙江　大庆　163714; 31大庆石化公司水气厂, 黑龙江　大庆　163714)

摘　要:随着恶臭气体污染成为环境污染的重大问题, 恶臭问题越来越受到人们的关注, 各

种脱臭技术的研究也正蓬勃兴起, 尤其是生物除臭技术正日益受到重视。简要介绍恶臭污染的特点及几种常见的脱臭方法, 侧重介绍生物脱臭法及其最新的研究进展和方向关键词:恶臭污染; 恶臭治理方法; 生物脱臭　　, , 年, 并积累了相当的理论和实践经验。在各种治理方法中, 生物脱臭法因其具有脱臭效率高、装置简单、处理成本低等优点而成为近10年来的研究重点。以下简要介绍恶臭污染的特点和各种脱臭技术方

[1]

法, 并着重介绍生物脱臭法。1　污水处理厂气味的特征

2211　除臭措施

目前污水厂臭味常见的控制措施主要为:

“闭、清、排、曝、净”五种。(1) 闭:就是通过合理的方式将释放臭味的非封闭区域构造成封闭区域以改善工作环境的空气质量。(2) 清:即通过周密、有计划、持续地在长期运行中对可能导致的臭味来源通过清理和清洗或类似的方法消除臭味。比如及时清理栅渣、污泥泥饼、冲洗池壁等。(3) 排:就是将带有臭味的空气收集后高空排放, 这一方案是目前设计规范中所主要采取的措施。(4) 曝:这一措施是最简单的方法。如果处理工艺不需要进行厌氧和缺氧工艺, 操作人员向厌氧腐臭的构筑物补充足够的溶解氧, 使得产生硫化氢等臭味气体的厌氧反应得到抑制进而控制臭味发生。(5) 净:就是将臭气收集进行净化处理, 一般可以通过化学或生物的方法。下面将要介绍的除臭工艺主要从“净”方面进行论述212　除臭工艺

21211　水清洗和药液清洗法

[2]

在污水处理工艺过程中产生的气味物质主要

由碳、氮和硫元素组成。只有少数的气味物质是无机化合物, 例如:氨(NH 3) 、膦(PH 3) 和硫化氢(H 2S ) ; 大多数气味物质是有机物, 比如低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物。值得注意的是, 这些物质都带有活性基团, 容易发生化学反应, 特别是被氧化。当活性基团被氧化后, 气味就消失, 生物除臭工艺就是基于这一原理。几种主要臭气的成份见表1。

表1　主要臭气成份

化合物

胺　类二　胺化合物硫化氢硫　醇粪臭素氨

典型分子式

CH 3NH 2(CH 3) 3N

NH 2(CH 2) 4NH 2NH 2(CH 2) 5NH 2

。

典型分子式

H 2S

CH SHCH SSCH C H NHCH NH 特性鱼腥味腐肉味特性臭鸡蛋味烂洋葱味粪便味氨味

水清洗是利用臭气中的某些物质能溶于水的

　　收稿日期:2008-10-28。

　　作者简介:韩云艳, 女, 2003年毕业于辽宁石油化工大

学化学工程与工艺专业。现在大庆石化公司塑料厂工作。电话:0459-6915189

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★　石油化工安全环保技术　★2009年第25卷第1期

特性, 使臭气中氨气、硫化氢气体和水接触、溶解, 达到脱臭的目的。药液清洗是利用臭气中的某些物质和药液产生中和反应的特性, 如利用呈碱性的苛性钠和次氯酸钠溶液, 去除臭气中硫化氢等酸性物质, 利用盐酸等酸性溶液, 去除臭气中的氨气等碱性物质。与活性炭吸附法相比较, 它必须配备较多的附属设施, 运行管理较为复杂, 与药液不反应的臭气较难去除, 效率较低。21212　活性炭吸附法

21216　填充式微生物脱臭法

活性炭吸附法是利用活性炭能吸附臭气中致臭物质的特点, 达到脱臭目的。为了有效地脱臭, 通常利用各种不同性质的活性炭, 在吸附塔内设置吸附酸性物质的活性炭, 吸附碱性物质的活性炭和吸附中性物质的活性炭, 接触后, 排出吸附塔法相比较, , 限, 。这种方法。21213　臭氧氧化法

生物脱臭法自1840年由德国科学家发明以

来, 经不断开发、研究, 已取得一定的成果。随着人们对脱臭必要性的逐步认识, 在土壤脱臭法的基础上, 逐渐研究了新型、高效的生物脱臭技术。由于多孔材质生物载体的开发, 使填充式微生物脱臭法得到广泛应用, 该法利用下述原理达到脱臭目的:臭气中的某些成份溶解于水; 臭气中的某些成份能被微生物吸附; 吸附后的臭气能被微生物分解。附着微生物载体的多年研究开发, 有天然有机纤维、硅酸盐材料、多孔陶瓷制品、发酵后的谷糠、P VA 粒子、纤维状多孔塑料等。这些材料:能保持较久的水分; ; 吸附量较大; 能。3根据微生物在除臭作用中的存在形式可将处理方法分为生物过滤法(固着态) 和生物吸收法(悬浮态) 。311　生物过滤法

臭氧氧化法是利用臭氧强氧化剂, 使臭气中的化学成份氧化, 达到脱臭的目的。臭氧氧化法有气相和液相之分, 由于臭氧发生的化学反应较慢, 一般先通过药液清洗法, 去除大部分致臭物质, 然后再进行臭氧氧化。21214　高压静电法

广州石油化工总厂在碱渣回收Na 2CO 3的过程中采用高压静电除尘器, 提高Na 2CO 3的回收率, 同时降低外排废气中低浓度H 2S 和硫醇的量, 减少了臭气的排放。高压静电除臭是由于臭味物质分子在高压静电场内, 被Tyndall 效应直接作用下产生的氧化性极强的活性粒子或自由基氧化, 改变了本身的化学结构, 变成无特征发臭基因的物质。

21215　催化燃烧法

其原理是使收集到的废气在适宜的条件下通过长满微生物的固体载体(填料) , 气味物质先被填料吸收, 然后被填料上的微生物氧化分解, 完成废气的除臭过程。固体载体上生长的微生物承担物质转换的任务, 因为微生物生长需要足够的有机养分, 所以固体载体必须具有较高的有机成分。要使微生物保持高的活性, 还必须为之创造一个良好的生存条件, 比如:适宜的湿度、pH 值、氧气含量、温度和营养成分等。同时, 环境条件变化会影响微生物的生长繁殖, 因此在试运行时或改变操作条件时要考虑生物

[3]

过滤池会有一个适应期。31111　生物滤池式脱臭法

邵火亘等人研制的除臭用陶瓷催化器能使废气的有机溶剂、恶臭气体催化燃烧, 达到除臭净化

功。该催化剂以董青石陶瓷为载体, 涂覆γ-A l 2O 3为第二载体, 浸渍活性组分Pt 制成。它能使有

该法的主要原理是恶臭气体经过去尘增湿或降温等预处理工艺后, 从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床, 恶臭物质由气相转移到水—微生物混合相, 通过固着于滤料上的微生物的代谢作用而被分解掉。生物滤池脱臭法目前研究得最多, 工艺最成熟, 在实际中也是最常用的生物脱臭方法。日本大谷等人曾采用盐化维尼龙系卷毛纤维作为填充物, 高度为1150m , 空塔线速度为0132m /s, 空间速度为每小时667km , 在H 2S 浓度

机溶和恶臭气体的起燃温度降低, 且能无焰燃烧, 生成无毒无味的CO 2和H 2O 。

3

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为105～130mg ・L 条件下, 去除率为98%, 最大去除率为2800g/m・d 。该法的脱臭效率受滤料中的含水率、pH 值、温度、布气的均匀性和自然条件等因素影响。常用的滤料有土壤、堆肥和泥炭等, 这样生物滤池脱臭法又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法和泥炭脱臭法等。生物滤池处理臭气时, 运行费用低, 处理效率很高, 尽管其占地面积很大, 填料也需要定期更换以及脱臭过程不易控制, 在实际中仍得到广泛地应用。在德国和荷兰已有500多座生物滤池投入应用, 它们中的大多数用于家禽和食品加工工业。近几年已逐渐用于化学工业产生的难降解恶臭物质的处理。采用该法处理H 2S 气体、甲醛和氨、有机污染物、脂肪类碳氢化合物等都取得了显著的效果31112　生物滴滤池式脱臭法

[4]

3

30130kg/m, 良好的传质和降解性能, 并具有较好

的持水特性

[5]

。

312　生物吸收法

生物吸收法(也可称为生物洗涤法) 多采用

活性污泥的方法, 先将恶臭成份转移到水中, 然后, 再进行受污染水的微生物处理。按气液接触方式分为两种形式:洗涤式和曝气式。31211　洗涤式生物活性污泥脱臭法

。

该法的主要原理是将恶臭气体和含悬浮泥浆的混合液充分接触, 在吸收器中把恶臭物质从恶臭气体中去除掉, 洗涤液再送到反应器中, 通过悬浮液生长的微生物代谢活动降解溶解的恶臭物质。这种, , 实际中有较, 但这种方法设备费用大, 操作复杂而且需要投加营养物质, 因而其应用受到了一定的限制。31212　曝气式活性污泥脱臭法

近, 、陶瓷、木炭、。生物滴滤池中, 只有针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上, 而不会出现生物滤池中混合微生物群同时消耗滤料有机质的情况, 因而池内微生物数量大; 惰性滤料可以不用更换, 而且它造成的压力损失也较小; 同时生物滴滤池的操作条件极易控制, 使得它成为目前生物脱臭研究中的重点。生物滴滤池可承受比生物滤池更大的污染负荷, 同时它还有很大的缓冲能力, 即使中断供给营养物质几天后, 系统仍保持很高的脱臭效率。由于该系统操作复杂, 使得其应用受到一定的限制。同济大学季学李等采用高负荷生物滴滤

器(BTF ) 作处理气态挥发性有机污染物(VOCS ) 甲苯废气的净化实验。生物滴滤器以纤维附着活性炭(ACOF ) 为载体材料, 以甲苯为唯一碳源驯化而得的微生物菌种挂膜。结果表明, 该BTF 最大消除能力值可达到280g/m・h, 远大于已有文献的报

3

道值(见表1) 。在甲苯负荷小于280g/m・h, 停留时间1517秒的条件下, 表观气速230m /h, 可保持90%以上的净化效率。闲置恢复实验表明, 数小时的停运闲置使设备性能有所下降, 但在1～3h 内便能恢复; 20d 以上的闲置对BTF 性能影响较大, 需2～3d 才能基本恢复, 实验显示用AC OF 挂膜的BTF 具有净化效率高、缓冲能力较好等优点。这是

3

该脱臭方法是将恶臭物质以曝气形式分散到

含活性污泥的混合液体中, 通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质。这与废水的活性污泥法处理过程极为相似, 只是用恶臭气体代替空气注入活性污泥中, 所用设备通常是曝气罐, 风量为011～1mm /s 。该方法适用各种不同不超过极限负荷量的恶臭气体。效果很好, 其去除效率均可高达99152%以上。影响恶臭气体去除率的主要因素有曝气水深、曝气强度、污泥浓度、酸碱度以及营养物质的投放等。一般活性污泥浓度控制在5000～10000mg/L为宜, 臭气的送入速度以

3

20m /h 以下为好; 营养盐的投加也很重要。这种方法是日本福山等人在80年代初最先开发成功的, 现已应用于粪便处理场和污水处理场的臭气处理。町田等人从粪便处理现场取出活性污泥, 然后把粒径为5～10mm 的木炭浸入其中, 将其作为吸附细菌的填充物, 填充高度为60c m , 空间速度为每时100k m , 在硫化氢浓度为800mg/L条件

3

下进行实验, 最大去除速度是2900g/m・d, 可见其速度非常高。其次是标准工厂中使用, 例如选用从尿处理厂的尿调整槽中排出的高浓度恶臭气体进行处理实验, 其硫化氢的负荷是1000～1

3[6]

600g/m・d, 结果几乎完全去除。

由于该生物滴滤器内具有很高的生物膜量(最大为

　464　结　语

★　石油化工安全环保技术　★2009年第25卷第1期

参考文献:

[1]陈凡植, 颜幼平, 蓝惠霞1电除尘器脱除臭

臭味的去除方法主要有化学法、物化法和生物法。由于引起恶臭的臭源物质种类不同, 应当采取的除臭方法也不同。对于臭源物质为H 2S 、NH 3等无机小分子的臭气, 其去除采用氧化法较为适应, 而对于臭源物质是烃、醇、酚、酯等有机物的臭气, 其去除采用催化氧化或生物法较为合适。另外, 可以将吸附法与化学法或生物法结合起来, 首先将臭源物质吸附于吸附剂表面, 再利用催化氧化使其分解或利于微生物作用使其转化为无害物质。在化学法除臭方面, 除臭氧和高铁酸盐之外的廉价氧化剂应继续开发和利用, 除纳米Ti O 2、Pt 等之外的催化剂活性成分的研究有待进一步深入, 尤其是光催化方法中的廉价光催化剂有待开发。在物化除臭法中, 吸附剂改性有利于除臭效率的提高, , , 在生物除臭法中, 过滤、吸收等物化方法设计工艺, 但采用生物法时首先应该考虑臭源物质的生物去除可能性和去除效率, 其次要做好微生物驯化工作, 以更好的做好除臭工作。

味物质的实践与理论探讨[J ]1过滤与分离, 2002, 10(4) :31-32.

[2]邵火亘, 汤备珍, 周竹发1除臭用陶瓷催化

器的工艺初探[J ]1江苏陶瓷, 1998, 31(3)

:1-21

[3]Chris E 1Odor and air e m issi ons contr ol using

bi otechnol ogyf or both collecti on and waste water treat m ent system s [J ]1Che m ical Engineering Journal, 2005, (113) :93-1041

[4]Sat oh H, M ino T, Matsuo T 1Anaer obic up take

of bi ol ogical re [J ]1W ater 579-5821

5, 李家洲1利用有机废水生产聚羟基烷酸

(PHAs ) 的进展[J ]1广东化工, 2005, (7) :34

-361

[6]杨幼慧, 伍朝晖, 钟士清, 等1食品工厂活性污

泥积累生物降解塑料PHA 的研究[J ]1食品与发酵工业, 2002, 28(8) :5.

(上接第36页)

管线的设计应当考虑物料凝固结晶的问题, 火炬总管应当加上蒸汽伴热和管线保温, 同时要减少火炬总管内物料积聚问题。

(3) 火炬管线在设计时应按照最小阻力坡向的安装方式, 避免出现U 形管路, 各排放源进入火炬总管的方向必须为顶部45°斜向。

(4) 运行介质为苯和环丁砜的设备, 冬季要采取防冻措施, 尤其是环境温度变换较大时, 要加大巡回检查力度。

(5) 苯产品的低压储罐冬季应及时采取保温防凝措施, 确保物料的安全储存, 防止出现物料结晶产生应力损坏设备。参考文献:

[1]田龙胜, 唐文成, 赵明, 等1利用萃取精馏分离

采取的处理措施:

(1) 对苯抽提装置周围交通人员管制; (2) 疏通火炬管线排地罐管线; (3) 用蒸汽缓慢加热火炬管线将管线内的苯物料倒空; (4) 增加不含液态物料火炬管线和火炬罐的蒸汽加热盘管和保温, 确保火炬管线内的物料全部安全的疏导收集至地下

[2]

溶剂罐中回收。4　结　语

(1) 火炬管线内物料的积聚, 造成排放不畅

通, 是导致火炬总管压力高的根本原因。化工装置在日常检查中应加强对火炬管路的检查, 尤其是入冬前和春季化冻等环境温度变化较大时, 更应加大检查力度, 防止出现因火炬管线内存有物料, 引起火炬管线损坏和管线不畅通的现象, 发现异常应及时处理, 将火炬管线的物料排空。

(2) 苯抽提装置因为存在结晶点高的物料(苯:结晶点514℃; 环丁砜:冰点2716℃) , 火炬

芳烃的方法:中国, Z L 99108038[P ]119991[2]汪镇安1化工工艺设计手册[M]1第3版1

北京:化学工业出版社, 2003:3-541

ABSTRACTS

PET ROCHE M I C AL S AFETY AND E NV IRON ME NT AL PROTECTI O N TECHNOLOGY

B i m onthly 120Feb 12009Vol 125No 11

and making sulfur equi pment t o p r oduct sulfur and

the p r oducti on of liquid a mmonia will be s old 1

Keywords:Deconta m inati on , Acidity water , Catal 2yse , Sulfur , Ammonia , Reclai m ati on

EXPER I M ENTAL STU DY O N THE TREAT 2M ENT O F SAL INE ETH YL ENE W ASTE W ATER B Y B I OLO G I CAL AERATE D F I L TER

111

Zhang Ke , Tao Guan -Hong , Chen J ian -Jun

2

Zhang Junzheng 111College of Che m istry, Che m ical

Engineering and M aterials Suzhou U n iversi 2ty, P 1C 1; 2&Che m ica l Cor 2P C 1in p r oducti on of terylene cut stap le and advances cor 2res ponding counter measures t o p r ovide ideas for the safety manage ment on terylene cut stap le p r oducti on 1Keywords:Terylene cut staple, Pr oducti on, Hazardous fact or, Analysis and evaluati on, Preventive measure THE M ETHOD S O F ODO UR CO NTR OL

Han Yunyan , L iang L i w ei , Guo Guiyue , Chen Fux 23

ia 111P lastic P lant of D aqing Petroche m ical Co m pa 2ny, P 1C 1163714; 21D aqing Petroche m ical R esearth center , P 1C 1163714; 31W ater A nd A ir P lant of D aqing Petroche m ica l Co m pany, P 1C 1163714

1

2

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Abstract:A s the odour ous polluti on become big p r oble m of envir on ment polluti on , odour p r oble s dra wing more and more public a l of 2search works are , es pecially the a 1The nature of odour on and several deodorizing techniques, particularly the bi ol ogical deodorizati on and the recent p r ogress and trend , are intr oduced in the paper 1

Keywords:Odour ous polluti on , The methods of o 2dour contr ol , B i ol ogical deodorizing method THE PURI FI CATI O N AN D REC LA IM OF THE CONTA IN -SU LFURWATER IN N O 12REFINER Y

Gaofei, L uqiang, Fan N ingan, B aofeng, J iao Yan, Hui Yanlai 1PetroCh ina Fushun Petroche m ical Co m pa 2ny N o 12refinery , P 1C 1113004

Abstract:This paper intr oduces the se wage purifica 2ti on and reclai m which the water contains sulfur and a mmonia, in Petr o China of Fushun petr oche m ical company petr oche m ical p lant NO 121611m illi on t on per year acidic stea m stri pp ing equi pment adop ts skilled technol ogy by comp ressing sidetrack and dra w 2ing out stea m stri pp ing in single t ower, and elicits the abundant a mmonia in the stea m stri pp ing t ower side 2track, then comp ress int o liquid a mmonia after desul 2furized by crystallizing and abs orbing technol ogy 1A 2cidul ous water after dis posed gained purified water, one part lay back t o the s outh catalyse -equi pment and 15m illi on t on per year heavy oil catalyse -e 2qui pment as washing water others send t o north and s outh distillati on equi pment as electric desalting and de watering, a little send t o se wage dis posal p lant 1The Acidity Gas as p r oducti on send t o desulfurizati on

H -has an inhibit ory m s, and it is of great difficulty t o high salinity organic waste water with traditi onal bi ol ogical method 1I n this paper, saline exhausted lye fr o m an ethylene p lant was treated by use of bi ol ogical aerated filter, and a salt -t olerance test of the treat 2ment syste m was carried out on the basis of p r oper sludge accli m ati on 1The results shows that, under the conditi ons that te mperature is 20～25℃and hydraulic retenti on ti m e is 9h, when the salt concentrati on is less than 6%, COD re moval rate can stablize at 85%1W hen the salt concentrati on reaches 8%, m icr obial activity is restrained but still with a high COD re moval rate, which maintains above 75%1

Keywords:H igh salinity organic wastewater, B i ol og 2ical aerated filter, Exhausted lye, Sludge accli m a 2ti on

APP L I CAT I O N O F CO KE COOL ING W ATER SEAL E D TREAT M ENT TECHN OLO GY IN D E 2LAY E D CO KER AT YANSHAN

Yuan Q uan 1R efinery of B eijing Yanshan Petroche m i 2cal Co 1, L td 1S INO PEC, P 1C 1102500

Abstract:The delayed coker at Refinery of Beijing Yanshan Petr oche m ical Co 1, L td 1was designed by SI NOPEC Engineering I ncor porati on t o adop t coke cool 2ing water sealed treat m ent technol ogy 1The operati on results show that the adop ti on of eddy degreaser, scraper filter and cycl one coke re mover can basically s olve the envir on mental p r oble m s br ought by the con 2venti onal coke cooling water open treat m ent technol ogy 1Keywords:Delayed coking, Coke drum , Coke cool 2ing , Sealed, Eddy degreaser