制藥污水處理站廢氣治理工藝

發表時間：2021-11-15 12:33:23 閱讀次

　　隨著制藥行業的發展，隨之而來的環境污染問題日益凸顯，特別是高污染、高能耗的原料藥行業有機廢氣的區域環境污染，嚴重影響居民的正常生活，制約區域經濟發展。

　　由于制藥企業使用的有機溶劑種類多，很多有機溶劑最終到廢水中，使得廢水處理過程中常產生大量的VOCs，如甲苯，正己烷，乙酸乙酯，二氯甲烷等，另外，廢水中有機物含有N、S等成份，在微生物新陳代謝作用下，會產生NH3、H2S等臭氣成份，這些異臭分子均具有揮發度大、沸點低、氣味表征值大等特點，再加上污水的處理，由于傳輸、跌落及攪動等過程，使臭氣成份向外釋放，嚴重污染環境，惡化周邊環境質量。污泥在處理過程中，由于微生物的降解作用，污泥中的有機和無機物質會產生大量含有硫化氫、氨氣、硫醇等致臭物質，也對環境造成了非常不利的影響。

　　近年來，隨著國家對環境保護的重視，各種政策法規以及標準的發布，制藥企業須對廢水處理過程中廢氣進行收集與處理，本文以安徽省某制藥企業污水處理站廢氣處理工程實例進行介紹。

　　一、廢氣中污染物種類及危害

　　1.1 污染物種類

　　污水處理站廢氣主要分兩部分：預處理廢氣和生化處理廢氣，其中預處理廢氣中主要污染因子為VOCs，如二氯甲烷、乙酸乙酯、甲苯等有機廢氣，生化處理廢氣中主要污染因子為H2S、NH3等惡臭污染物。

　　1.2 污染物危害

　　1.2.1 VOCs的危害

　　VOCs的不斷排放不僅直接危害人體健康，還會促進霧霾和光化學煙霧的形成，間接影響區域的大氣環境質量。首先，VOCs進入大氣環境后，在陽光下會發生光化學反應，形成光化學煙霧，危害人體健康和動植物的生長，部分VOCs本身就是光化學煙霧的重要組成部分，而光化學煙霧是造成霧霾天氣、降低空氣能見度的重要因素之一。其次，VOCs絕大多數具有毒害作用，對人的視力、嗅覺造成嚴重損傷，而且對頭發、皮膚和內分泌系統都有很大的潛在威脅，甚至可能造成中毒事故發生；目前一部分VOCs更是被確定為致癌物質，比如甲醛和多環芳烴等。

　　1.2.2 惡臭的危害

　　污水處理站的臭氣成分復雜多變，大致可以分為五大類：

　　(1)含硫的化合物，如硫化氫、硫醇類、硫醚類;

　　(2)含氮的化合物，如胺類、酰胺、吲哚類;

　　(3)含氧的有機物，如醛、醇、酮、有機酸等;

　　(4)鹵素及其衍生物，如氯氣、鹵代烴;

　　(5)烴類，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴;

　　其中硫化氫和氨氣是兩種最主要的無機臭味物質。

　　這些物質會給人帶來不適、心情不愉快的感覺，而且會對人的呼吸系統、循環系統、消化系統、精神狀態等均產生危害。還會導致頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、食欲不振等癥狀發生，甚至還會對皮膚、黏膜、眼睛等造成刺激或傷害，同時會對金屬材料、設備和管道有一定的腐蝕性。

　　二、目前常用的處理方法

　　2.1 VOCs污染治理措施

　　有機廢氣污染物種類繁多，特性各異，因此相應采用的治理方法也各部相同，目前治理技術方法主要包括兩大類：回收利用技術和銷毀技術，其中回收利用技術中最常見的為吸附法，銷毀技術中最常見的為燃燒法，而燃燒法中最常見的為蓄熱式氧化焚燒法。

　　2.1.1 吸附法

　　吸附法原理是VOCs氣體通過一多孔固體物質(吸附劑)，使之附著于其固體表面上，從而達到去除的目的。其適用于去除氣味和較低VOCs濃度。

　　出于對經濟成本的考慮，目前最常用的吸附劑是活性炭，其由煤、木材、果殼、石油焦等原材料經“碳化冶和“活化冶制得，具有巨大表面積的內部孔結構，具有適用范圍廣且效果比較穩定特性，在業內廣受好評。

　　2.1.2 蓄熱式氧化焚燒法

　　蓄熱式氧化焚燒法原理是在高溫下，使VOCs與O2發生氧化反應，生成CO2和H2O，且對燃燒產生的熱量進行回收，用于二次燃燒，既環保又節能。其適用于中、高濃度VOCs，處理效率高于98%。

　　蓄熱式氧化焚燒法缺點為設備易腐蝕，消耗燃料，處理成本高，易形成二次污染。

　　2.2 惡臭氣體污染治理措施

　　各種惡臭氣體處理方法的目的在于經過物理、化學、生物的作用，使惡臭氣體的物質結構發生改變，消除惡臭。常見的處理方法有氧化法、吸收法、生物法、吸附法、燃燒法等。

　　2.2.1 氧化法

　　氧化法是利用氧化劑如臭氧、高錳酸鉀、次氯酸鈉、氯氣等氧化惡臭物質，使之無臭或少臭。氧化除臭主要靠兩種作用來實現：一是將惡臭物質氧化分解，二是靠氧化的氣味將惡臭掩蔽。由于低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類的、鹵代烴以及脂肪族的、芳香族的、雜環的氮或硫化物都帶有活性集團，容易被氧化，因此可以選用次氯酸鈉氧化法氧化上述臭氣去除異味。

　　2.2.2 吸收法

　　化學吸收是利用臭氣成分與化學藥液的主要成分間發生不可逆的化學反應生成新的無臭物質以達到脫臭的目的，一般用酸液去除NH3及胺類，用堿液吸收H2S及低級脂肪酸類。

　　2.2.3 生物法

　　生物法脫臭原理：在水、微生物和氧存在的條件下，利用微生物的代謝作用氧化分解惡臭物質，以達到凈化氣體的目的。具有運行成本低、操作方便、去除率高、二次污染小等優點，其缺點是投資較高、設備體積也較為龐大。

　　目前常用的生物除臭工藝有：生物過濾池、生物滴濾池、生物洗滌池。主要用于大、中型污水處理站，是目前污水處理站常用的除臭技術。

　　2.2.4 吸附法

　　吸附法脫臭原理：利用氣體混合物中不同物質在吸附劑上的選擇性不同，采用改變溫度或壓力的方式使污染物吸附在吸附劑上達到分離污染物的目的的方法。吸附法工藝流程見圖1。由圖1可知，當廢氣污染物經過床層時，VOCs快速被吸附材料吸附，使廢氣中大部分VOCs得以消除，而后排入大氣。

　　目前，在污水處理站應用最多的吸附劑活性炭。由于活性炭具有多孔隙結構，表面積大，因此當氣體通過活性炭時，與其充分接觸，則污染物質被截留在孔隙當中，從而達到凈化氣體的目的。其具有操作簡單、投資較低、去除率高、能耗低、工藝成熟等優點，是目前污水處理站應用最多的除臭技術，廣泛用于中小型污水處理站。但其運行過程中必須定期更換活性炭，因此運行成本較高。

　　2.2.5 燃燒法

　　燃燒法脫臭原理：由于惡臭物質具有可燃性，將其與燃料氣充分混和，通過燃燒將惡臭物質轉化成無臭物質，從而達到除臭的目的。其適用于高濃度的可燃性惡臭氣體的處理。

　　燃燒法脫臭的優點是惡臭物質可以被徹底氧化分解，去除效率高。但其需要消耗燃料、運行成本較高、而且容易產生二次污染。

　　三、廢氣處理工藝流程

　　將產生的氣體收集后通過管道引入處理設施，工藝流程見圖2。