中原油田分公司某采油廠位于京津冀大氣污染傳輸通道城市(簡(jiǎn)稱“2+26”城市)的河南省濮陽(yáng)市和山東省聊城市，由于近年來(lái)國(guó)家對(duì)大氣污染防治工作要求進(jìn)一步提高，為了避免污水處理站因敞口污水池?fù)]發(fā)氣即惡臭氣體污染造成周邊村民的影響，對(duì)兩座敞口污水池密閉改造及氣體回收處理，符合當(dāng)前國(guó)家對(duì)大氣污染防治的要求口]。保護(hù)環(huán)境質(zhì)量是關(guān)系到企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要條件，避免對(duì)周圍空氣環(huán)境造成影響，并消除存在的環(huán)保隱患和風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)了員工職業(yè)健康。
1、概述
某采油廠明一污水處理站有兩座污水池分別于1992年和2005年建成投產(chǎn)，擔(dān)負(fù)著衛(wèi)城、文明寨和古云集三個(gè)油田的原油分離水即采油污水和施工污水回收處理任務(wù)。
兩座污水池為鋼筋混凝土敞口池，在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生一定的揮發(fā)氣體，散發(fā)出異味，對(duì)周圍空氣環(huán)境造成一定影響。另外，崗位工人在污水池區(qū)域操作和巡檢過(guò)程中，與揮發(fā)氣體接觸，存在職業(yè)健康危害。同時(shí)，在該采油廠2016—2020年度產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目(山東部分)環(huán)境影響報(bào)告書評(píng)審過(guò)程中，專家組到現(xiàn)場(chǎng)查看污水池實(shí)際運(yùn)行狀況后，依據(jù)環(huán)保部《揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染防治技術(shù)政策》(公告2013年第31號(hào))，要求對(duì)明一污水處理站敞口污水池進(jìn)行密閉改造，控制揮發(fā)性有機(jī)物及異味排放。
污水池產(chǎn)生的廢氣主要來(lái)自采油采出廢水以及作業(yè)廢水、鉆井廢水，廢水中主要含有H2S、氨、非甲烷總氫、VOCs等污染物，不僅對(duì)周邊環(huán)境造成污染，而且對(duì)人體有較大的危害。為了保護(hù)環(huán)境，使廢氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，本著運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、技術(shù)先進(jìn)可靠、達(dá)標(biāo)排放的原則，并結(jié)合實(shí)際情況，于2017年8月至2018年對(duì)該敞口污水池進(jìn)行密閉改造，揮發(fā)廢氣進(jìn)行了回收，廢氣治理效果顯著。
2、廢氣處理工藝技術(shù)
目前，污水處理站處理廢氣及惡臭氣體的處理工藝有活性炭吸附法、等離子體法、噴淋塔凈化法、光氧凈化法、生物法、焚燒法以及化學(xué)吸收法等方法。結(jié)合我廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際及揮發(fā)廢氣組分情況，污水池密閉及廢氣回收處理采用：噴淋+干燥+低溫等離子+光氧催化+風(fēng)機(jī)凈化法技術(shù)路線。
2.1 廢氣處理工藝流程
污水池?fù)]發(fā)廢氣加蓋密閉后經(jīng)收集支管進(jìn)入廢氣總管，在負(fù)壓作用下進(jìn)入噴淋塔(添加堿液)將廢氣中易溶于水的污染物洗滌到水中(主要污染物為VOCs、氨、H2S等)，而廢氣中不溶于水的物質(zhì)如：甲苯、丙烯晴、二氯甲烷等氣體，進(jìn)入等離子、光氧催化裝置，經(jīng)等離子、光氧催化裝置凈化后的廢氣由風(fēng)機(jī)送排氣筒高空排放。廢氣處理工藝流程見圖1。
2.2 工藝處理單元
2.2.1 噴淋塔
廢氣凈化噴淋塔主要的運(yùn)作方式是廢氣由風(fēng)管引入凈化塔，經(jīng)過(guò)填料層，廢氣與吸收液進(jìn)行中和反應(yīng)，廢氣經(jīng)過(guò)凈化后，再經(jīng)除霧板脫水除霧后進(jìn)入干燥箱。吸收液在塔底經(jīng)水泵增壓后在塔頂噴淋而下，最后回流至塔底循環(huán)使用。噴淋塔工作原理示意見圖2。
2.2.2 等離子光氧復(fù)合設(shè)備
利用特制的高能高臭氧UV紫外線光束照射廢氣，裂解工業(yè)廢氣如：氨、三甲胺、H2S、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物、VOC類，苯、甲苯、二甲苯的分子鏈結(jié)構(gòu)，使有機(jī)或無(wú)機(jī)高分子惡臭化合物分子鏈，在高能紫外線光束照射下，降解轉(zhuǎn)變成低分子化合物，如CO2、H2O等。利用高能高臭氧UV紫外線光束分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧，即活性氧，因游離氧所攜正負(fù)電子不平衡，所以需與氧分子結(jié)合，進(jìn)而產(chǎn)生臭氧。UV紫外線光束分解廢氣見圖3。
UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O→O3(臭氧)，對(duì)工業(yè)廢氣及其他刺激性異味有很好的清除效果。
等離子反應(yīng)區(qū)原理及特點(diǎn)：低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，由高能電子、正負(fù)離子、自由基(OH、H、O、O3等)和中性粒子等組成。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到降解污染物的目的。等離子反應(yīng)原理見圖4。
等離子反應(yīng)區(qū)是采用高壓發(fā)生器產(chǎn)生并形成低溫等離子體，在平均能量大約在5eV的大量電子作用下，使通過(guò)凈化器的廢氣成分苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)廢氣分子轉(zhuǎn)化成各種活性粒子，與空氣中的O。結(jié)合生成H2O、CO2等低分子無(wú)害物質(zhì)，使廢氣得到凈化。
3、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及治理效果
3.1 現(xiàn)場(chǎng)改造及廢氣回收
污水池密閉改造采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆蓋頂，中間預(yù)留兩處透光板棚，便于觀察和操作;東側(cè)污水池(共兩格)整體增加現(xiàn)澆蓋頂;預(yù)留抽氣孔、放水孔并安裝液位計(jì)，便于生產(chǎn)。污水池?fù)]發(fā)性氣體密閉回收后采用復(fù)合低溫等離子光氧催化裝置處理廢氣，再通過(guò)煙囪進(jìn)行排放。廢氣組分檢測(cè)值見表1。
3.2 廢氣處理
污水池產(chǎn)生的廢氣主要來(lái)自采油采出廢水以及作業(yè)廢水、鉆井廢水，廢水中主要含有H2S、氨、非甲烷總氫、VOCs等污染物，采用低溫等離子凈化和UV光氧催化廢氣凈化技術(shù)。這種方法主要用于工業(yè)廢氣處理，是利用高電壓放電的形式來(lái)獲得大量的高能電子，高能電子激勵(lì)產(chǎn)生的氧、氮基等活性離子，并且破壞碳?xì)浣Y(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵，使得廢氣中的有機(jī)化學(xué)成分發(fā)生置換反應(yīng)，再利用催化劑在光照作用下分解廢氣的治理技術(shù)，最終形成沒(méi)有危害的其他化合物。
3.3 處理指標(biāo)
處理設(shè)施各環(huán)節(jié)污染物濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2。
由表2可知：
1)污水池排放指標(biāo)達(dá)到GB145541993《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和GB16297--1996((大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)滿足山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)第7部分：其他行業(yè)(二次征求意見稿)》揮發(fā)性有機(jī)物Ⅱ時(shí)段<60mg/m3 排放要求。非甲烷總烴處理率為80.29%，H2S處理 率為83.13%，氨處理率為82.8%，廢氣綜合處理效 率達(dá)到82.07%。
2)治理后VOCs濃度滿足《揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染防治技術(shù)政策》(公告2013年第31號(hào))，即VOCs污染防治應(yīng)遵循源頭和過(guò)程控制與末端治理相結(jié)合的綜合防治原則。
4、結(jié)論與認(rèn)識(shí)
1)該項(xiàng)目實(shí)施后，污水池周圍無(wú)異味散發(fā)，非甲烷總烴、H2S、氨排放濃度滿足GB14554--1993{惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和GB162971996{大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。
2)原敞口污水池廢氣排放濃度超標(biāo)，通過(guò)治理，改善周邊空氣環(huán)境質(zhì)量，改善了崗位員工的工作環(huán)境，有利于保護(hù)職工健康，消除環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，落實(shí)了清潔生產(chǎn)。
3)低溫等離子光氧催化復(fù)合裝置廢氣處理技術(shù)作為一種新型的氣態(tài)污染物的治理技術(shù)，是一個(gè)集物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)于一體的交叉綜合性電子化學(xué)技術(shù)，由于能使污染物分子高效分解且處理能耗低等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣，基本不受氣溫和污染物成分的影響，對(duì)惡臭異味的臭氣濃度有良好的分解作用，具有處理效果好，運(yùn)行費(fèi)用低廉、無(wú)二次污染、運(yùn)行穩(wěn)定、操作管理簡(jiǎn)便、即開即用等優(yōu)點(diǎn)，為工業(yè)領(lǐng)域揮發(fā)性有機(jī)廢氣及惡臭氣體的治理開辟了一條新的技術(shù)路線。（ >
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