隨著制藥行業(yè)的發(fā)展，隨之而來的環(huán)境污染問題日益凸顯，特別是高污染、高能耗的原料藥行業(yè)有機廢氣的區(qū)域環(huán)境污染，嚴(yán)重影響居民的正常生活，制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
由于制藥企業(yè)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(chǎn)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(chǎn)生NH3、H2S等臭氣成份，這些異臭分子均具有揮發(fā)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(yán)重污染環(huán)境，惡化周邊環(huán)境質(zhì)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(zhì)會產(chǎn)生大量含有硫化氫、氨氣、硫醇等致臭物質(zhì)，也對環(huán)境造成了非常不利的影響。
近年來，隨著國家對環(huán)境保護(hù)的重視，各種政策法規(guī)以及標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，制藥企業(yè)須對廢水處理過程中廢氣進(jìn)行收集與處理，本文以安徽省某制藥企業(yè)污水處理站廢氣處理工程實例進(jìn)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(yù)處理廢氣和生化處理廢氣，其中預(yù)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(jìn)霧霾和光化學(xué)煙霧的形成，間接影響區(qū)域的大氣環(huán)境質(zhì)量。首先，VOCs進(jìn)入大氣環(huán)境后，在陽光下會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)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(xué)煙霧的重要組成部分，而光化學(xué)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(shù)具有毒害作用，對人的視力、嗅覺造成嚴(yán)重?fù)p傷，而且對頭發(fā)、皮膚和內(nèi)分泌系統(tǒng)都有很大的潛在威脅，甚至可能造成中毒事故發(fā)生；目前一部分VOCs更是被確定為致癌物質(zhì)，比如甲醛和多環(huán)芳烴等。
1.2.2 惡臭的危害
污水處理站的臭氣成分復(fù)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(zhì)。
這些物質(zhì)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(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、精神狀態(tài)等均產(chǎn)生危害。還會導(dǎo)致頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、食欲不振等癥狀發(fā)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(shè)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(yīng)采用的治理方法也各部相同，目前治理技術(shù)方法主要包括兩大類：回收利用技術(shù)和銷毀技術(shù)，其中回收利用技術(shù)中最常見的為吸附法，銷毀技術(shù)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(zhì)(吸附劑)，使之附著于其固體表面上，從而達(dá)到去除的目的。其適用于去除氣味和較低VOCs濃度。
出于對經(jīng)濟(jì)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(jīng)“碳化冶和“活化冶制得，具有巨大表面積的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，具有適用范圍廣且效果比較穩(wěn)定特性，在業(yè)內(nèi)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(fā)生氧化反應(yīng)，生成CO2和H2O，且對燃燒產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收，用于二次燃燒，既環(huán)保又節(jié)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(shè)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(jīng)過物理、化學(xué)、生物的作用，使惡臭氣體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)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(zhì)，使之無臭或少臭。氧化除臭主要靠兩種作用來實現(xiàn)：一是將惡臭物質(zhì)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(huán)的氮或硫化物都帶有活性集團(tuán)，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(xué)吸收是利用臭氣成分與化學(xué)藥液的主要成分間發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)生成新的無臭物質(zhì)以達(dá)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(zhì)，以達(dá)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(yōu)點，其缺點是投資較高、設(shè)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(shù)。
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(zhì)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(dá)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(dāng)廢氣污染物經(jīng)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(yīng)用最多的吸附劑活性炭。由于活性炭具有多孔隙結(jié)構(gòu)，表面積大，因此當(dāng)氣體通過活性炭時，與其充分接觸，則污染物質(zhì)被截留在孔隙當(dāng)中，從而達(dá)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(yōu)點，是目前污水處理站應(yīng)用最多的除臭技術(shù)，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(zhì)具有可燃性，將其與燃料氣充分混和，通過燃燒將惡臭物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無臭物質(zhì)，從而達(dá)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(yōu)點是惡臭物質(zhì)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(chǎn)生二次污染。
三、廢氣處理工藝流程
將產(chǎn)生的氣體收集后通過管道引入處理設(shè)施，工藝流程見圖2。
對污水池均進(jìn)行加蓋密封，廢氣經(jīng)收集后，引入到廢氣處理裝置處理，經(jīng)次氯酸鈉氧化、酸吸收、堿吸收、活性炭吸附處理后的廢氣通過15m高排氣筒排放。
四、處理效果
目前，該廢氣處理工藝已經(jīng)正常運行2年，并委托了某環(huán)境監(jiān)測單位對廢水處理站廢氣進(jìn)行了實測，監(jiān)測數(shù)據(jù)詳見表1。
根據(jù)例行監(jiān)測結(jié)果可知，污水處理站廢氣處理設(shè)施出口氨、硫化氫以及VOCs排放濃度均可以滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。
五、結(jié)語
污水處理站的廢氣經(jīng)密閉收集后，采用次氯酸鈉氧化-酸吸收-堿吸收-活性炭吸附處理，效果較好，廢氣中硫化氫、氨以及VOCs可以滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，該廢氣收集與處理辦法在某制藥企業(yè)的應(yīng)用取得了良好環(huán)保效果并實現(xiàn)低碳運行，值得在相似的制藥與醫(yī)藥化工企業(yè)廢水處理站的廢氣處理推廣。( >
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