草甘膦母液廢水處理站除臭系統工藝

發表時間：2021-11-15 12:40:52 閱讀次

　　草甘膦化學式C3H8NO5P，化學性質穩定，毒性較小，是一種非選擇性、無殘留的滅生性除草劑。國內企業主要采用甘氨酸法生產草甘膦，每生產1噸草甘膦產生母液5.2噸。草甘膦母液成分復雜，主要包括三乙胺、草甘膦、亞磷酸、甲醇等多種物質。草甘膦母液具有COD值高、有機氮磷濃度高、含鹽量高、難降解等特性。興發集團采用濕式催化氧化技術對草甘膦母液進行處理，剩余部分低濃度廢水進入廢水處理站進一步處理。草甘膦母液在處理過程中會產生大量惡臭氣體，以致廢水站進水具有很大的臭味。草甘膦母液綜合化資源化利用及其利用過程中產生的惡臭氣體的處理一直是草甘膦生產企業面臨的環保難題。

　　興發集團廢水處理站臨近長江，是踐行長江大保護示范項目，周邊環境要求高，必須要對臭氣進行有效收集和處理。草甘膦母液廢水處理站產生的廢氣不同于城鎮生活污水處理廠，其廢氣具有臭味大、難處理、VOCs含量高等特點。城鎮生活污水處理廠臭氣處理系統一般由臭氣源加蓋、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，洗滌處理技術應用范圍廣，單獨或作為組合技術中預處理裝置使用，需配套建設富液處理系統；生物處理技術應用范圍較廣，一般需前置水洗滌等預處理工藝，且受進氣中污染物的性質、濃度、溫度影響大；活性炭吸附技術適用于環境要求高的場所，一般作為單獨或組合處理設施使用，吸附飽和后成為危險廢物；等離子體技術對進氣污染物中可燃組分、腐蝕性組分、水汽等濃度有嚴格限制，離子管運行維護成本高；植物液噴灑僅作為一種補充、輔助手段。本文論述了興發集團草甘膦母液廢水處理站除臭技術的開發及工業應用情況，除臭系統采用共振量子協同除臭技術，除臭效果明顯，有效解決了廢水處理站異味問題。

　　一、除臭技術的開發

　　1.1 技術方案及工藝流程

　　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+共振量子協同除臭裝置+堿洗塔+風機+煙囪。工藝流程見圖1。本技術的關鍵設備為共振量子協同除臭裝置。該裝置具有操作管理簡單、運行方式靈活、占地面積小、運行費用低，較強穩定性和可靠性等特點。

　　1.2 除臭工藝原理簡介

　　各構筑物產生的臭氣經支管匯集至母管，首先經過水洗填料塔，既可以降溫，還可以對臭氣進行預處理，將臭氣中的溶于水的物質先洗滌下來，減輕后續裝置的處理負荷。臭氣在進共振量子協同裝置前必須進行除霧。

　　新鮮空氣經除水、除塵后，在送風機作用下，經高能粒子發生器產生高能粒子，含有高能粒子的空氣送至反應腔體內與臭氣混合。

　　臭氣與含有高能粒子的空氣在共振量子協同裝置反應腔體內充分的混合、反應，與此同時，反應腔內布置有全光譜激發器，在全光譜及高能粒子的協同作用下，臭氣得以凈化、脫臭，凈化后的臭氣含有大量酸性物質及少量副產物臭氧，這些物質在堿洗塔中得以進一步去除，完全凈化后的氣體經主風機、煙囪達標排放。

　　1.3 共振量子協同除臭裝置

　　本除臭工藝主要設備是填料塔及共振量子協同裝置，其中共振量子協同裝置是整個工藝的核心。共振量子協同技術不同于O3/UV技術。共振量子協同技術的光譜可控，通過設計電光源，使得廣譜波段及功率符合共振條件，可以在秒級時間內處理大流量的污染氣體，反應十分迅速，可以減少設備體積，處理效率高。

　　共振量子協同裝置主要由三部分組成：高能離子發生器、全譜激發器及反應腔本體。高能離子發生器的作用是將少量潔凈空氣在電場中電離產生大量的自由電子、離子、原子和自由基等活性基團;全譜激發器的作用是高能電磁波激發光產生連續光譜，連續譜高密度的光對于廢氣成分吸收具有廣譜性;反應腔提供反應場所及時間。

　　共振量子協同技術的核心原理是“基于低功率光誘發的分子快速反應”。該技術由兩個基本單元組成，每個單元本身已經具有相當的除臭與氧化能力，同時，當兩個單元以某種方式耦合，且耦合方式符合共振條件時，會發生協同作用，使得性能效果得到很大提高。

　　1.3.1 第一單元—增壓器技術單元：高能電子激發原理

　　該單元采用專用的“三交面放電”電子激發器，具有效率高，目標物產率大，受溫濕度影響小等特點。通過高能電子激發器，產生大量活性基團。

　　1.3.2 第二單元—量子激發器技術

　　研究表明，氣味是由物質的兩個特性所決定，一為物質的分子量，二為特定的分子基團，稱為發臭團。基于此，如果能夠將發臭團分解或者斷開與基座的鏈接，則物質失去氣味。即不需要分解整個分子，只需要分解發臭團。

　　因污染物不同，需要的波長也不同。通過調控光子能量，即可高效的去除污染分子。對于發臭團，也有一個最優波段，通過調校光源，符合發臭團選擇性吸收特性，就可以將發臭物質“激發”。處于激發態的物質，具有極大的化學活性，碰撞概率提高很大。

　　對于氧化物質和被氧化物質同時施加激發，則發生所謂的“協同”效應。

　　1.4 共振量子協同技術與其他技術的比較

　　與傳統的紫外光解技術、低溫等離子體技術相比，共振量子協同技術原理比較復雜，是一種多技術協同工作的高效除臭技術，對臭氣分子具有優先氧化的特性，適用于大氣量、中低濃度廢氣的治理，開關式操作，無任何添加物，運行費用低。三種技術的比較詳見表1。

　　1.5 共振量子協同技術工程應用特征

　　一般化學反應分為氣-氣反應，氣-液反應，氣-固反應。顯然，反應速度當屬氣-氣反應最快，氣-液反應次之，而氣-固反應最慢。基于此，共振量子協同技術的所有氧化劑都是氣態，因此較之吸附法、吸收法、生物法等，其反應速度顯然不在一個數量級。這表明共振量子協同技術具有快速反應的特性。

　　理論上，臭氧按照“鏈烯烴>胺>酚>多環芳香烴>醇>醛>鏈烷烴”的順序發生反應，但是在共振量子協同技術中，化學反應順序是按照“官能團”被激發的難易程度進行的。實驗表明，共振量子協同技術對于“發臭團”似乎具有特殊的親和性，其反應順序與臭氧并不吻合。已經發現如下事實：共振量子協同技術對含氨臭氣具有獨特的去除效果，針對VOCs去除效果有待改進。

　　二、除臭技術的工業應用

　　2.1 草甘膦母液廢水處理工藝

　　以共振量子協同裝置為核心的除臭工藝技術在興發集團草甘膦母液廢水處理站異味治理項目上進行了工業應用。草甘膦母液廢水處理站設計處理廢水規模為3500m3/d，處理工藝采用調節+一級混凝沉淀+厭氧+專有的回流好氧技術(BIO-SAC)+二沉+二級混凝沉淀，上清液達到《污水綜合排放標準》中三級標準后排放(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，污泥經脫水后妥善處置。

　　2.2 臭氣量統計

　　依據《城鎮污水處理廠臭氣處理技術規程》(CJJ/T243-2016)中的規定，結合類似工程經驗，水面超高按1m，集氣罩均高按2m考慮。本工程臭氣量具體計算見表2。設計系數取1.2，故設計風量為36630m3/h，取37000m3/h。

　　2.3臭氣密封系統

　　構(建)筑物的封閉覆蓋作用是將各個單元進行封閉，形成密閉空間，避免臭氣自然外溢，有組織的對空間內產生的臭氣進行收集，在風機負壓的帶動下，經通道輸送至處理裝置統一處理，達標排放。

　　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、膜結構+金屬骨架。本項目密閉系統主要采用拼裝式的單跨、斷面為波形的自支撐筒拱形結構的玻璃鋼集氣罩。這種集氣罩應用較廣泛，一般以1.5~2.0m為一個單體，各單體之間采用扣接形式，罩體上設有觀察孔、檢修孔，方便運行人員觀察、取樣。格柵池、生物反應池、混凝反應池、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。調節池、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

　　臭氣收集采用吸氣式負壓收集，吸風口設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，在潮濕環境中，這些成分具有較強腐蝕性，因此，在實際工程中風管一般采用玻璃鋼、UPVC、不銹鋼等耐腐蝕材料制作。本項目收集管道全部采用玻璃鋼材質。本工程臭氣收集管道和管件均為圓管。風管內的流速控制范圍：支管2~8m/s，干管6~14m/s[10]。根據表2各單體構(建)筑物風量及總風量，可計算出各支管管徑及主管管徑。

　　支管設置帶開閉指示的手動調節風門，確保各部分壓力平衡。風管設置不小于0.005的坡度，并在最低點設置冷凝水排水口和凝結水排除設施。在吸風口及風機進口處風管設置取樣口及風量測定孔。

　　2.5 除臭工藝設備選型

　　興發集團廢水處理站除臭工藝見圖2。

　　2.5.1 填料洗滌塔

　　本項目在共振量子協同裝置前后分別設置有水洗塔及堿洗塔。其作用見1.2。臭氣在洗滌塔內自下向上擴散，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，使臭氣中的污染物得到吸收凈化。循環漿液泵從洗滌塔底部循環漿液池中抽取噴淋吸收液，從塔體側面經噴頭噴出。漿液受重力降落到洗滌塔循環水箱底部，不停循環。氣體經填料層凈化，進入除霧層去除水分，進入下一處理環節或達標排放。洗滌塔可根據臭氣濃度自動加藥。洗滌塔本體設置液位計監測水位，自動控制水泵開啟、關閉。設置pH、ORP儀表自動控制加藥泵開啟、關閉。洗滌塔設置電動閥自動控制進、排水。洗滌塔本體采用FRP材質，設備尺寸：Φ2800mm×H8000mm，本體壁厚12mm。漿液循環泵兩臺，一用一備，額定流量：120m3/h，額定揚程：30m，電機功率：30kW。以上均為單塔配置。

　　2.5.2 共振量子協同除臭裝置

　　共振量子協同除臭設備主要由反應腔、高能離子發生器、高能離子發生器風機、全譜激發器等構成。其中，高能離子發生器是共振量子協同設備的核心部件之一，主要由初級過濾、高效過濾及高能離子管組成。共振量子協同除臭裝置額定處理氣量：37000m3/h，裝機功率：45kW，設備截面尺寸：2600mm×3200mm，長度8000mm，本體304材質。

　　2.5.3 引風機及煙囪

　　風機殼體和葉輪均選用玻璃鋼材質，風機外殼表面采用抗紫外線膠殼面，風機采用變頻器調節風量。風機參數：Q=45000m3/h，P=3800Pa，功率90kW。

　　800Pa，功率90kW。煙囪內徑900mm，高度15m，采用玻璃鋼材質。在煙囪中間高度設置在線測試平臺。煙囪采用塔架式結構，水平截面成方形。煙囪底部設有排水孔。

　　三、處理效果

　　本項目于2018年7月底安裝調試完成，2018年8月興發集團委托第三方監測，處理效果達到《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)二級標準，除臭效果明顯，具有顯著的社會效益和環境效益。測試結果取三次檢測數據平均值，具體見表3。