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[摘 要]本文主要通过辽河石化“三高”炼油污水含硫、氮、多环烃类浓度很高的特性，采用组合式生物法处理炼油污水产生的臭气。文中详细介绍了组合式生物法的原理及工艺设计，通过现场实验验证此方法的应用效果。
[关键词]组合式生物法 三高 微生物 去除率
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0239-01
1、引言
高硫、高酸值、高胶质（以下简称三高）含量的原油的炼制，在加氢、催化过程中，会产生大量的苯、酚类物质，硫元素被转化成各类含硫的物质，如硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化碳等，氨元素被转化为氨气、胺类、铵类物质，这些物质在炼油工艺的脱硫、脱硝过程中，被大量回收或去除，但还是有一部分进入装置的废水系统，在污水处理过程中被转化成小分子的其它多环烃类、无机、有机物质，随水份的蒸发和水流形态的变化，从水体中逸散于空气中，对大气造成污染，与普通原油炼制工艺相比，污水处理系统中逸散到空气中的臭气物质浓度更高、更有危害性。
硫化氢、氨气、VOC（非甲烷总烃）类对人体的危害极大，也是国家恶臭污染排放标准中规范的重点物质，设定了严格的排放标准。
考虑到三高原油炼油装置污水处理场的含硫、氮、多环烃类深度很高，本文的研究选择以组合式生物技术来治理辽河石化炼油装置污水处理场臭气。
2、组合式生物法治理臭气的原理
2.1 工艺设计及原理
组合式生物生物法工艺过程分为三个过程：①洗涤工艺段：采用活性污泥法与臭气进行交换，利于活性污泥中的生物絮体及微生物代谢的有表面活性的大分子网状结构的物质对不溶于水的臭气物质进行捕获，从而实现不溶于水的臭气物质由气相向液相转移，同时对来气进行降温。②滴滤工艺段：采用污水处理厂含有丰富微生物的二沉池水以较高的液气比与臭气在填料表面进行交换，将前段工艺没有完全被捕获的小分子不溶性臭气成份进行捕获，同时由于较高的液气比循环喷淋，硫化氢、氨气在这个工艺过程基本得到去除。③生物氧化段：经过洗涤、滴滤两个工艺段，90%以上的臭气成份已经从收集的气体中被脱除出去，但在辽河石化炼油污水体系，由于臭气浓度较高，处理后的余气还达不到国家《恶臭污染物排放标准 14554-2003》的要求，所以还设计了一个特殊的由有机质堆肥制成的生物氧化滤球，不但比表面积较大、含有丰富的营养物质，而且接种了对国标要求限制排放的8种恶臭污染物有生物降解作用的微生物功能菌种，按填料塔的设计方式，在保证滤球表面湿度、温度的条件下，低浓度的不溶性VOC气体首先按吸附的原理被多孔的表面束缚，进入滤球表面的生物膜，与微生物接触并被生化，达到深度去除的目的，处理后的气体可以达标排放。
2.2 生物氧化过程及原理
在整个工艺中，微生物生化恶臭物质的生物场，分为两个部分，一个是介质材料表面的生物膜，一个是循环液池。一般的生物法除臭技术讨论较多的是介质表面的生物膜的作用，但介质表面的生物膜，不论是容纳微生物的能力，還是对生化作用后微生物代谢产物的及时排除，保证微生物与恶臭气体成份接触的机会，作用都是有限的。实际上设计一个合适的循环池储液，由于循环液与空气在介质表面高强度交换的溶氧过程，在储液池内进行着一个类似污水处理过程中的好氧池生化场的生化作用，这个生化场由于容纳微生物的量足够多，所以恶臭物质在这个储液池里的生化速率及彻底程度要更高。
3、实验材料与方法
3.1 实验材料
3.1.1 气源 辽河石化污水处理厂二级气浮池
3.1.2 实验设备 生物氧化中试装置、防爆防腐水泵（16L/min）、防爆真空风机（1.5m3/h）、转子流量计（3m3/h）、自控系统（含PLC及检测仪表）、一体化气体检测仪（0～500ppm）、便携式气体分析检测仪（0～1000ppm）、集气罩、大气采样器（1L/min）、秒表。
3.1.3 实验材料 滤料：0.007 m3，滴滤错气介质：0.00525 m3。
3.2 实验方法
3.2.1 检测方法与项目
GB14554-2003中所列的8种限制排放气体，采用手持式仪器来测量。按常规的恶臭气体的分类，这8种气体中除硫化氢、氨气、二硫化碳外，都属于VOC类，可以用手持式VOC气体检测仪来测量浓度，进而计算处理效率。恶臭气体中，由于硫化氢、氨气、二硫化碳极易处理，所以该实验只观察VOC类气体的处理效果。
3.2.2 实验工艺流程
4、实验结果与分析
4.1 实验结果 对实验阶段的数据进行统计，得到去除率曲线图（见图2）：
4.2 实验分析
4.2.1 经过为期两个月的实验，证明实验处理装置对收集区域的点污染源排放的废气VOC去除率已稳定达到80%以上。
4.2.2 对于高浓度气体（VOC大于400ppm）或气体成分发生较大变化的情况时，处理应作降量处理或采用其它的辅助手段处理（如预处理手段或增加换气次数等）。
4.2.3 预处理采用曝气池水作为喷淋用水；生物氧化装置所需新鲜水可使用回用中水做补充（备用新鲜水）。
4.2.4 污染治理项目达到如下处理标准： VOCs去除大于80%；对H2S去除率大于99%，氨气去除率大于95%，满足国家现行《恶臭污染物排放标准》GB14554-2003。
5、结论
通过理论分析，按小型实验的结果，采用组合式生物除臭技术设计制造的，针对三高型原油炼油厂污水处理场的臭气治理装置，是可以实验对高浓度恶臭气体的治理，达到达标排放的。组合式生物氧化技术的生化系统与常规的生物法技术相比较，对高浓度的含硫、含氮、含烃类气体，可实现低于国家标准排放，甚至可以低于国家标准11%以下。
作者简介
金艳方，黑龙江省大庆市让胡路区宏伟化工园区。
[关键词]组合式生物法 三高 微生物 去除率
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0239-01
1、引言
高硫、高酸值、高胶质（以下简称三高）含量的原油的炼制，在加氢、催化过程中，会产生大量的苯、酚类物质，硫元素被转化成各类含硫的物质，如硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化碳等，氨元素被转化为氨气、胺类、铵类物质，这些物质在炼油工艺的脱硫、脱硝过程中，被大量回收或去除，但还是有一部分进入装置的废水系统，在污水处理过程中被转化成小分子的其它多环烃类、无机、有机物质，随水份的蒸发和水流形态的变化，从水体中逸散于空气中，对大气造成污染，与普通原油炼制工艺相比，污水处理系统中逸散到空气中的臭气物质浓度更高、更有危害性。
硫化氢、氨气、VOC（非甲烷总烃）类对人体的危害极大，也是国家恶臭污染排放标准中规范的重点物质，设定了严格的排放标准。
考虑到三高原油炼油装置污水处理场的含硫、氮、多环烃类深度很高，本文的研究选择以组合式生物技术来治理辽河石化炼油装置污水处理场臭气。
2、组合式生物法治理臭气的原理
2.1 工艺设计及原理
组合式生物生物法工艺过程分为三个过程：①洗涤工艺段：采用活性污泥法与臭气进行交换，利于活性污泥中的生物絮体及微生物代谢的有表面活性的大分子网状结构的物质对不溶于水的臭气物质进行捕获，从而实现不溶于水的臭气物质由气相向液相转移，同时对来气进行降温。②滴滤工艺段：采用污水处理厂含有丰富微生物的二沉池水以较高的液气比与臭气在填料表面进行交换，将前段工艺没有完全被捕获的小分子不溶性臭气成份进行捕获，同时由于较高的液气比循环喷淋，硫化氢、氨气在这个工艺过程基本得到去除。③生物氧化段：经过洗涤、滴滤两个工艺段，90%以上的臭气成份已经从收集的气体中被脱除出去，但在辽河石化炼油污水体系，由于臭气浓度较高，处理后的余气还达不到国家《恶臭污染物排放标准 14554-2003》的要求，所以还设计了一个特殊的由有机质堆肥制成的生物氧化滤球，不但比表面积较大、含有丰富的营养物质，而且接种了对国标要求限制排放的8种恶臭污染物有生物降解作用的微生物功能菌种，按填料塔的设计方式，在保证滤球表面湿度、温度的条件下，低浓度的不溶性VOC气体首先按吸附的原理被多孔的表面束缚，进入滤球表面的生物膜，与微生物接触并被生化，达到深度去除的目的，处理后的气体可以达标排放。
2.2 生物氧化过程及原理
在整个工艺中，微生物生化恶臭物质的生物场，分为两个部分，一个是介质材料表面的生物膜，一个是循环液池。一般的生物法除臭技术讨论较多的是介质表面的生物膜的作用，但介质表面的生物膜，不论是容纳微生物的能力，還是对生化作用后微生物代谢产物的及时排除，保证微生物与恶臭气体成份接触的机会，作用都是有限的。实际上设计一个合适的循环池储液，由于循环液与空气在介质表面高强度交换的溶氧过程，在储液池内进行着一个类似污水处理过程中的好氧池生化场的生化作用，这个生化场由于容纳微生物的量足够多，所以恶臭物质在这个储液池里的生化速率及彻底程度要更高。
3、实验材料与方法
3.1 实验材料
3.1.1 气源 辽河石化污水处理厂二级气浮池
3.1.2 实验设备 生物氧化中试装置、防爆防腐水泵（16L/min）、防爆真空风机（1.5m3/h）、转子流量计（3m3/h）、自控系统（含PLC及检测仪表）、一体化气体检测仪（0～500ppm）、便携式气体分析检测仪（0～1000ppm）、集气罩、大气采样器（1L/min）、秒表。
3.1.3 实验材料 滤料：0.007 m3，滴滤错气介质：0.00525 m3。
3.2 实验方法
3.2.1 检测方法与项目
GB14554-2003中所列的8种限制排放气体，采用手持式仪器来测量。按常规的恶臭气体的分类，这8种气体中除硫化氢、氨气、二硫化碳外，都属于VOC类，可以用手持式VOC气体检测仪来测量浓度，进而计算处理效率。恶臭气体中，由于硫化氢、氨气、二硫化碳极易处理，所以该实验只观察VOC类气体的处理效果。
3.2.2 实验工艺流程
4、实验结果与分析
4.1 实验结果 对实验阶段的数据进行统计，得到去除率曲线图（见图2）：
4.2 实验分析
4.2.1 经过为期两个月的实验，证明实验处理装置对收集区域的点污染源排放的废气VOC去除率已稳定达到80%以上。
4.2.2 对于高浓度气体（VOC大于400ppm）或气体成分发生较大变化的情况时，处理应作降量处理或采用其它的辅助手段处理（如预处理手段或增加换气次数等）。
4.2.3 预处理采用曝气池水作为喷淋用水；生物氧化装置所需新鲜水可使用回用中水做补充（备用新鲜水）。
4.2.4 污染治理项目达到如下处理标准： VOCs去除大于80%；对H2S去除率大于99%，氨气去除率大于95%，满足国家现行《恶臭污染物排放标准》GB14554-2003。
5、结论
通过理论分析，按小型实验的结果，采用组合式生物除臭技术设计制造的，针对三高型原油炼油厂污水处理场的臭气治理装置，是可以实验对高浓度恶臭气体的治理，达到达标排放的。组合式生物氧化技术的生化系统与常规的生物法技术相比较，对高浓度的含硫、含氮、含烃类气体，可实现低于国家标准排放，甚至可以低于国家标准11%以下。
作者简介
金艳方，黑龙江省大庆市让胡路区宏伟化工园区。