草甘膦母液廢水處理站除臭系統(tǒng)工藝

發(fā)表時(shí)間：2021-11-15 12:40:52 閱讀次

　　草甘膦化學(xué)式C3H8NO5P，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，毒性較小，是一種非選擇性、無殘留的滅生性除草劑。國內(nèi)企業(yè)主要采用甘氨酸法生產(chǎn)草甘膦，每生產(chǎn)1噸草甘膦產(chǎn)生母液5.2噸。草甘膦母液成分復(fù)雜，主要包括三乙胺、草甘膦、亞磷酸、甲醇等多種物質(zhì)。草甘膦母液具有COD值高、有機(jī)氮磷濃度高、含鹽量高、難降解等特性。興發(fā)集團(tuán)采用濕式催化氧化技術(shù)對(duì)草甘膦母液進(jìn)行處理，剩余部分低濃度廢水進(jìn)入廢水處理站進(jìn)一步處理。草甘膦母液在處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量惡臭氣體，以致廢水站進(jìn)水具有很大的臭味。草甘膦母液綜合化資源化利用及其利用過程中產(chǎn)生的惡臭氣體的處理一直是草甘膦生產(chǎn)企業(yè)面臨的環(huán)保難題。

　　興發(fā)集團(tuán)廢水處理站臨近長江，是踐行長江大保護(hù)示范項(xiàng)目，周邊環(huán)境要求高，必須要對(duì)臭氣進(jìn)行有效收集和處理。草甘膦母液廢水處理站產(chǎn)生的廢氣不同于城鎮(zhèn)生活污水處理廠，其廢氣具有臭味大、難處理、VOCs含量高等特點(diǎn)。城鎮(zhèn)生活污水處理廠臭氣處理系統(tǒng)一般由臭氣源加蓋、臭氣收集、臭氣處理和處理后排放等部分組成。臭氣處理技術(shù)主要有：洗滌處理、生物處理、活性炭吸附、等離子體處理及植物液噴灑等。其中，洗滌處理技術(shù)應(yīng)用范圍廣，單獨(dú)或作為組合技術(shù)中預(yù)處理裝置使用，需配套建設(shè)富液處理系統(tǒng)；生物處理技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，一般需前置水洗滌等預(yù)處理工藝，且受進(jìn)氣中污染物的性質(zhì)、濃度、溫度影響大；活性炭吸附技術(shù)適用于環(huán)境要求高的場(chǎng)所，一般作為單獨(dú)或組合處理設(shè)施使用，吸附飽和后成為危險(xiǎn)廢物；等離子體技術(shù)對(duì)進(jìn)氣污染物中可燃組分、腐蝕性組分、水汽等濃度有嚴(yán)格限制，離子管運(yùn)行維護(hù)成本高；植物液噴灑僅作為一種補(bǔ)充、輔助手段。本文論述了興發(fā)集團(tuán)草甘膦母液廢水處理站除臭技術(shù)的開發(fā)及工業(yè)應(yīng)用情況，除臭系統(tǒng)采用共振量子協(xié)同除臭技術(shù)，除臭效果明顯，有效解決了廢水處理站異味問題。

　　一、除臭技術(shù)的開發(fā)

　　1.1 技術(shù)方案及工藝流程

　　臭氣廣泛存在于水處理站，臭氣主要 >

　　草甘膦母液廢水處理站臭氣處理流程為：水洗填料塔+除霧器+共振量子協(xié)同除臭裝置+堿洗塔+風(fēng)機(jī)+煙囪。工藝流程見圖1。本技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備為共振量子協(xié)同除臭裝置。該裝置具有操作管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行方式靈活、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低，較強(qiáng)穩(wěn)定性和可靠性等特點(diǎn)。

　　1.2 除臭工藝原理簡(jiǎn)介

　　各構(gòu)筑物產(chǎn)生的臭氣經(jīng)支管匯集至母管，首先經(jīng)過水洗填料塔，既可以降溫，還可以對(duì)臭氣進(jìn)行預(yù)處理，將臭氣中的溶于水的物質(zhì)先洗滌下來，減輕后續(xù)裝置的處理負(fù)荷。臭氣在進(jìn)共振量子協(xié)同裝置前必須進(jìn)行除霧。

　　新鮮空氣經(jīng)除水、除塵后，在送風(fēng)機(jī)作用下，經(jīng)高能粒子發(fā)生器產(chǎn)生高能粒子，含有高能粒子的空氣送至反應(yīng)腔體內(nèi)與臭氣混合。

　　臭氣與含有高能粒子的空氣在共振量子協(xié)同裝置反應(yīng)腔體內(nèi)充分的混合、反應(yīng)，與此同時(shí)，反應(yīng)腔內(nèi)布置有全光譜激發(fā)器，在全光譜及高能粒子的協(xié)同作用下，臭氣得以凈化、脫臭，凈化后的臭氣含有大量酸性物質(zhì)及少量副產(chǎn)物臭氧，這些物質(zhì)在堿洗塔中得以進(jìn)一步去除，完全凈化后的氣體經(jīng)主風(fēng)機(jī)、煙囪達(dá)標(biāo)排放。

　　1.3 共振量子協(xié)同除臭裝置

　　本除臭工藝主要設(shè)備是填料塔及共振量子協(xié)同裝置，其中共振量子協(xié)同裝置是整個(gè)工藝的核心。共振量子協(xié)同技術(shù)不同于O3/UV技術(shù)。共振量子協(xié)同技術(shù)的光譜可控，通過設(shè)計(jì)電光源，使得廣譜波段及功率符合共振條件，可以在秒級(jí)時(shí)間內(nèi)處理大流量的污染氣體，反應(yīng)十分迅速，可以減少設(shè)備體積，處理效率高。

　　共振量子協(xié)同裝置主要由三部分組成：高能離子發(fā)生器、全譜激發(fā)器及反應(yīng)腔本體。高能離子發(fā)生器的作用是將少量潔凈空氣在電場(chǎng)中電離產(chǎn)生大量的自由電子、離子、原子和自由基等活性基團(tuán);全譜激發(fā)器的作用是高能電磁波激發(fā)光產(chǎn)生連續(xù)光譜，連續(xù)譜高密度的光對(duì)于廢氣成分吸收具有廣譜性;反應(yīng)腔提供反應(yīng)場(chǎng)所及時(shí)間。

　　共振量子協(xié)同技術(shù)的核心原理是“基于低功率光誘發(fā)的分子快速反應(yīng)”。該技術(shù)由兩個(gè)基本單元組成，每個(gè)單元本身已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)某襞c氧化能力，同時(shí)，當(dāng)兩個(gè)單元以某種方式耦合，且耦合方式符合共振條件時(shí)，會(huì)發(fā)生協(xié)同作用，使得性能效果得到很大提高。

　　1.3.1 第一單元—增壓器技術(shù)單元：高能電子激發(fā)原理

　　該單元采用專用的“三交面放電”電子激發(fā)器，具有效率高，目標(biāo)物產(chǎn)率大，受溫濕度影響小等特點(diǎn)。通過高能電子激發(fā)器，產(chǎn)生大量活性基團(tuán)。

　　1.3.2 第二單元—量子激發(fā)器技術(shù)

　　研究表明，氣味是由物質(zhì)的兩個(gè)特性所決定，一為物質(zhì)的分子量，二為特定的分子基團(tuán)，稱為發(fā)臭團(tuán)?；诖耍绻軌?qū)l(fā)臭團(tuán)分解或者斷開與基座的鏈接，則物質(zhì)失去氣味。即不需要分解整個(gè)分子，只需要分解發(fā)臭團(tuán)。

　　因污染物不同，需要的波長也不同。通過調(diào)控光子能量，即可高效的去除污染分子。對(duì)于發(fā)臭團(tuán)，也有一個(gè)最優(yōu)波段，通過調(diào)校光源，符合發(fā)臭團(tuán)選擇性吸收特性，就可以將發(fā)臭物質(zhì)“激發(fā)”。處于激發(fā)態(tài)的物質(zhì)，具有極大的化學(xué)活性，碰撞概率提高很大。

　　對(duì)于氧化物質(zhì)和被氧化物質(zhì)同時(shí)施加激發(fā)，則發(fā)生所謂的“協(xié)同”效應(yīng)。

　　1.4 共振量子協(xié)同技術(shù)與其他技術(shù)的比較

　　與傳統(tǒng)的紫外光解技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)相比，共振量子協(xié)同技術(shù)原理比較復(fù)雜，是一種多技術(shù)協(xié)同工作的高效除臭技術(shù)，對(duì)臭氣分子具有優(yōu)先氧化的特性，適用于大氣量、中低濃度廢氣的治理，開關(guān)式操作，無任何添加物，運(yùn)行費(fèi)用低。三種技術(shù)的比較詳見表1。

　　1.5 共振量子協(xié)同技術(shù)工程應(yīng)用特征

　　一般化學(xué)反應(yīng)分為氣-氣反應(yīng)，氣-液反應(yīng)，氣-固反應(yīng)。顯然，反應(yīng)速度當(dāng)屬氣-氣反應(yīng)最快，氣-液反應(yīng)次之，而氣-固反應(yīng)最慢。基于此，共振量子協(xié)同技術(shù)的所有氧化劑都是氣態(tài)，因此較之吸附法、吸收法、生物法等，其反應(yīng)速度顯然不在一個(gè)數(shù)量級(jí)。這表明共振量子協(xié)同技術(shù)具有快速反應(yīng)的特性。

　　理論上，臭氧按照“鏈烯烴>胺>酚>多環(huán)芳香烴>醇>醛>鏈烷烴”的順序發(fā)生反應(yīng)，但是在共振量子協(xié)同技術(shù)中，化學(xué)反應(yīng)順序是按照“官能團(tuán)”被激發(fā)的難易程度進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)表明，共振量子協(xié)同技術(shù)對(duì)于“發(fā)臭團(tuán)”似乎具有特殊的親和性，其反應(yīng)順序與臭氧并不吻合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如下事實(shí)：共振量子協(xié)同技術(shù)對(duì)含氨臭氣具有獨(dú)特的去除效果，針對(duì)VOCs去除效果有待改進(jìn)。

　　二、除臭技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

　　2.1 草甘膦母液廢水處理工藝

　　以共振量子協(xié)同裝置為核心的除臭工藝技術(shù)在興發(fā)集團(tuán)草甘膦母液廢水處理站異味治理項(xiàng)目上進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用。草甘膦母液廢水處理站設(shè)計(jì)處理廢水規(guī)模為3500m3/d，處理工藝采用調(diào)節(jié)+一級(jí)混凝沉淀+厭氧+專有的回流好氧技術(shù)(BIO-SAC)+二沉+二級(jí)混凝沉淀，上清液達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排放(COD≤400mg/L，氨氮≤30mg/L，總氮≤40mg/L，TP≤4mg/L，pH=6~9，SS≤400mg/L)。污泥排至污泥濃縮池，污泥經(jīng)脫水后妥善處置。

　　2.2 臭氣量統(tǒng)計(jì)

　　依據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣處理技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T243-2016)中的規(guī)定，結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，水面超高按1m，集氣罩均高按2m考慮。本工程臭氣量具體計(jì)算見表2。設(shè)計(jì)系數(shù)取1.2，故設(shè)計(jì)風(fēng)量為36630m3/h，取37000m3/h。

　　2.3臭氣密封系統(tǒng)

　　構(gòu)(建)筑物的封閉覆蓋作用是將各個(gè)單元進(jìn)行封閉，形成密閉空間，避免臭氣自然外溢，有組織的對(duì)空間內(nèi)產(chǎn)生的臭氣進(jìn)行收集，在風(fēng)機(jī)負(fù)壓的帶動(dòng)下，經(jīng)通道輸送至處理裝置統(tǒng)一處理，達(dá)標(biāo)排放。

　　污水處理廠污水池封閉常見的方法有三種：普通碳鋼骨架+陽光板、不銹鋼骨架+玻璃鋼板、膜結(jié)構(gòu)+金屬骨架。本項(xiàng)目密閉系統(tǒng)主要采用拼裝式的單跨、斷面為波形的自支撐筒拱形結(jié)構(gòu)的玻璃鋼集氣罩。這種集氣罩應(yīng)用較廣泛，一般以1.5~2.0m為一個(gè)單體，各單體之間采用扣接形式，罩體上設(shè)有觀察孔、檢修孔，方便運(yùn)行人員觀察、取樣。格柵池、生物反應(yīng)池、混凝反應(yīng)池、二沉池、終沉池、污泥濃縮池、清水池、排放渠等均采用此種封閉覆蓋形式。調(diào)節(jié)池、水解酸化池、厭氧池、事故池等采用混凝土蓋板密封。污泥脫水間、污泥貯存間則利用自身墻體密封。

　　2.4 臭氣收集系統(tǒng)

　　臭氣收集采用吸氣式負(fù)壓收集，吸風(fēng)口設(shè)置保證臭氣完全收集。惡臭氣體中主要含有硫化氫、氨等物質(zhì)，在潮濕環(huán)境中，這些成分具有較強(qiáng)腐蝕性，因此，在實(shí)際工程中風(fēng)管一般采用玻璃鋼、UPVC、不銹鋼等耐腐蝕材料制作。本項(xiàng)目收集管道全部采用玻璃鋼材質(zhì)。本工程臭氣收集管道和管件均為圓管。風(fēng)管內(nèi)的流速控制范圍：支管2~8m/s，干管6~14m/s[10]。根據(jù)表2各單體構(gòu)(建)筑物風(fēng)量及總風(fēng)量，可計(jì)算出各支管管徑及主管管徑。

　　支管設(shè)置帶開閉指示的手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門，確保各部分壓力平衡。風(fēng)管設(shè)置不小于0.005的坡度，并在最低點(diǎn)設(shè)置冷凝水排水口和凝結(jié)水排除設(shè)施。在吸風(fēng)口及風(fēng)機(jī)進(jìn)口處風(fēng)管設(shè)置取樣口及風(fēng)量測(cè)定孔。

　　2.5 除臭工藝設(shè)備選型

　　興發(fā)集團(tuán)廢水處理站除臭工藝見圖2。

　　2.5.1 填料洗滌塔

　　本項(xiàng)目在共振量子協(xié)同裝置前后分別設(shè)置有水洗塔及堿洗塔。其作用見1.2。臭氣在洗滌塔內(nèi)自下向上擴(kuò)散，與自上向下均勻噴灑的吸收液，通過中間填料的不斷接觸，氣液兩相充分接觸傳質(zhì)，使臭氣中的污染物得到吸收凈化。循環(huán)漿液泵從洗滌塔底部循環(huán)漿液池中抽取噴淋吸收液，從塔體側(cè)面經(jīng)噴頭噴出。漿液受重力降落到洗滌塔循環(huán)水箱底部，不停循環(huán)。氣體經(jīng)填料層凈化，進(jìn)入除霧層去除水分，進(jìn)入下一處理環(huán)節(jié)或達(dá)標(biāo)排放。洗滌塔可根據(jù)臭氣濃度自動(dòng)加藥。洗滌塔本體設(shè)置液位計(jì)監(jiān)測(cè)水位，自動(dòng)控制水泵開啟、關(guān)閉。設(shè)置pH、ORP儀表自動(dòng)控制加藥泵開啟、關(guān)閉。洗滌塔設(shè)置電動(dòng)閥自動(dòng)控制進(jìn)、排水。洗滌塔本體采用FRP材質(zhì)，設(shè)備尺寸：Φ2800mm×H8000mm，本體壁厚12mm。漿液循環(huán)泵兩臺(tái)，一用一備，額定流量：120m3/h，額定揚(yáng)程：30m，電機(jī)功率：30kW。以上均為單塔配置。

　　2.5.2 共振量子協(xié)同除臭裝置

　　共振量子協(xié)同除臭設(shè)備主要由反應(yīng)腔、高能離子發(fā)生器、高能離子發(fā)生器風(fēng)機(jī)、全譜激發(fā)器等構(gòu)成。其中，高能離子發(fā)生器是共振量子協(xié)同設(shè)備的核心部件之一，主要由初級(jí)過濾、高效過濾及高能離子管組成。共振量子協(xié)同除臭裝置額定處理氣量：37000m3/h，裝機(jī)功率：45kW，設(shè)備截面尺寸：2600mm×3200mm，長度8000mm，本體304材質(zhì)。

　　2.5.3 引風(fēng)機(jī)及煙囪

　　風(fēng)機(jī)殼體和葉輪均選用玻璃鋼材質(zhì)，風(fēng)機(jī)外殼表面采用抗紫外線膠殼面，風(fēng)機(jī)采用變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)量。風(fēng)機(jī)參數(shù)：Q=45000m3/h，P=3800Pa，功率90kW。

　　800Pa，功率90kW。煙囪內(nèi)徑900mm，高度15m，采用玻璃鋼材質(zhì)。在煙囪中間高度設(shè)置在線測(cè)試平臺(tái)。煙囪采用塔架式結(jié)構(gòu)，水平截面成方形。煙囪底部設(shè)有排水孔。

　　三、處理效果

　　本項(xiàng)目于2018年7月底安裝調(diào)試完成，2018年8月興發(fā)集團(tuán)委托第三方監(jiān)測(cè)，處理效果達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-93)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，除臭效果明顯，具有顯著的社會(huì)效益和環(huán)境效益。測(cè)試結(jié)果取三次檢測(cè)數(shù)據(jù)平均值，具體見表3。