摘要：以中石化股份公司九江分公司煉油廠排水車間污水處理場(chǎng)表曝池逸散的惡臭污染氣體為研究對(duì)象，采用固定床式活性炭吸附工藝對(duì)其治理。采用實(shí)驗(yàn)室研究篩選出的脫除硫化物（H2S、甲硫醇等）的IVP活性炭，并結(jié)合吸附揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）類（苯、甲苯、二甲苯）的BPL活性炭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試研究，制定了對(duì)污染氣體進(jìn)行脫除惡臭的工藝路線。 關(guān)鍵詞：惡臭 活性炭 吸附 煉油工業(yè)是產(chǎn)生惡臭污染的重點(diǎn)行業(yè)1。據(jù)調(diào)查2，3，含硫原油加工過(guò)程的惡臭污染來(lái)源包括：裝置各種臨時(shí)放空口、設(shè)備吹掃口、工藝氣體排放口、敞口污水池?fù)]發(fā)、污水噴濺口、貯罐呼吸口、采樣口、脫水排凝口以及設(shè)備跑、冒、滴、漏等。惡臭源數(shù)量比加工低硫原油明顯增多。并以無(wú)機(jī)硫（硫化氫）和有機(jī)硫（硫醇和硫醚）為主，且多數(shù)為連續(xù)排放；主要惡臭污染源相對(duì)集中于堿渣處理和污水處理場(chǎng)等部分裝置。中石化股份有限公司九江分公司排水車間污水處理場(chǎng)因污水水質(zhì)差，硫、氮、油、COD含量高，使隔油、生化、A/O去除效率低、污水處理綜合效果下降，從而敞口污水池?fù)]發(fā)、A/O曝氣引起的惡臭污染較為嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查，該處的惡臭污染為非單一惡臭物質(zhì)所引起的，具有多種惡臭物質(zhì)共同作用的復(fù)合惡臭源的特點(diǎn)，其主要惡臭污染物為H2S、甲硫醇、苯、甲苯及二甲苯等。由調(diào)查結(jié)果及所查標(biāo)準(zhǔn)分析，以硫化氫、甲硫醇為代表的惡臭氣體，不但有毒，而且臭閾濃度低，少量的排放就會(huì)引起嚴(yán)重的惡臭污染。這類惡臭物質(zhì)連續(xù)散發(fā)到大氣中，既對(duì)廠區(qū)環(huán)境造成污染，也對(duì)操作人員的身心健康產(chǎn)生不良影響，還對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕性危害，其易燃易爆性尤為突出，在石化廠是一項(xiàng)不容忽視的安全隱患。按照惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 1455493的有關(guān)規(guī)定及加工含硫原油的惡臭污染現(xiàn)狀，石化企業(yè)迫切要求進(jìn)行治理。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)4，目前我國(guó)煉油企業(yè)各污水處理場(chǎng)揮發(fā)逸散的含惡臭污染物廢氣絕大多數(shù)都處于自由排放狀態(tài)，未加任何處理設(shè)施，只有少數(shù)煉油企業(yè)的污水處理場(chǎng)部分設(shè)施進(jìn)行了簡(jiǎn)單的密封。這雖然在一定程度上減少了局部環(huán)境的惡臭污染，但并沒(méi)有從根本上解決惡臭污染問(wèn)題，而且又給污水處理場(chǎng)的管理、維護(hù)和操作帶來(lái)諸多不便。因此該課題的惡臭氣體吸附工藝的開(kāi)發(fā)有助于填補(bǔ)國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)在惡臭污染防治領(lǐng)域的空白，采用該工藝處理污水場(chǎng)惡臭氣體，具有主體裝置投資少、運(yùn)行成本低、操作維護(hù)簡(jiǎn)單和脫臭效果顯著等特點(diǎn)，有著較為廣闊的市場(chǎng)推廣應(yīng)用前景。為消除國(guó)內(nèi)加工中東高含硫原油工作中惡臭污染的問(wèn)題提供環(huán)保技術(shù)保障，具有較高的技術(shù)進(jìn)步價(jià)值和社會(huì)環(huán)境效益，促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步。1 惡臭治理的方法選擇 對(duì)目前采用的惡臭處理技術(shù)，表1在適用范圍、所需費(fèi)用等幾個(gè)方面作簡(jiǎn)要比較介紹。選擇治理方法時(shí)應(yīng)從治理性能與治理費(fèi)用兩方面來(lái)分析，即達(dá)到消除惡臭氣體，又要盡量減少治理費(fèi)用。對(duì)于惡臭污染的治理，高濃度的惡臭污染，通常可以采用直接燃燒、催化氧化及臭氧氧化等方法進(jìn)行治理，中等濃度的惡臭物質(zhì)可采用吸收法治理，而對(duì)于低濃度的惡臭污染、特別是5010-6（體積分?jǐn)?shù)）以下惡臭物，如硫化氫、甲硫醇等，在用上述方法的處理中，通常存在反應(yīng)難進(jìn)行、催化劑易中毒和脫除成本高等缺點(diǎn)。吸附法適用于中、低濃度的排氣處理5。由于大多數(shù)惡臭物質(zhì)都具有可吸附性，采用吸附法可以方便地將這些惡臭物質(zhì)進(jìn)行收集。活性炭是種優(yōu)良的吸附劑。對(duì)于石化企業(yè)如污水處理廠等逸散型低濃度多組分且具有可吸附性的惡臭污染源，應(yīng)用活性炭吸附技術(shù)治理，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、脫除效率高、運(yùn)行管理容易、維護(hù)費(fèi)用低和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。如日本很多污水處理廠都采用活性炭吸附法治理惡臭。紐約一家污水處理廠采用4個(gè)串聯(lián)的活性炭吸附塔處理惡臭污染，使排放達(dá)標(biāo)。另外，從煉廠、化工廠一些裝置中排放的有機(jī)溶劑廢氣，采用活性炭吸附法脫除，不僅能有效地消除有害氣體對(duì)環(huán)境的污染，而且還可以回收能夠再利用的有機(jī)溶劑6。從中石化九江分公司污水場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況來(lái)看，惡臭組分濃度低，排放量大，比較適合于采用固定床活性炭吸附法加以處理，以使惡臭污染問(wèn)題逐步得到解決。2 活性炭吸附惡臭性能現(xiàn)場(chǎng)中試研究2.1 前期研究概況撫順石油化工研究院與日本國(guó)際協(xié)力事業(yè)團(tuán)（JICA）合作，開(kāi)展了“活性炭吸附脫臭”項(xiàng)目的研究開(kāi)發(fā)，從1996年開(kāi)始，針對(duì)以硫化物及揮發(fā)性有機(jī)物為主的低濃度多組分惡臭氣體進(jìn)行了一系列研究工作7，8，并在實(shí)驗(yàn)室和撫順石油一廠的中試中取得良好結(jié)果7，日方分別提供了IVP、Centaur、及Xtr.sorb HP系列活性炭。由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，在撫順石油一廠僅考察了IVP活性炭吸附硫化氫的性能6。對(duì)于脫硫用IVP活性炭與吸附揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）的Xtrusorb或BPL活性炭聯(lián)合使用的效果，在九江分公司現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中進(jìn)一步考察。2.2 現(xiàn)場(chǎng)裝置工藝流程本試驗(yàn)將發(fā)生源污水場(chǎng)表曝池產(chǎn)生的惡臭氣體引入活性炭填充塔，去處理對(duì)象物質(zhì)，進(jìn)行惡臭氣體的吸附試驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置安裝工藝流程如圖1所示。SUSA、SUSB不銹鋼塔；FRPA、FRPB玻璃鋼塔；碳種BPL活性炭、IVP活性炭、市售國(guó)產(chǎn)碳。活性炭填充塔設(shè)置有2個(gè)不銹鋼SUS塔和2個(gè)FRP塔。不銹鋼SUS（A、B）塔中填充BPL活性炭，吸附脫除烴類溶劑型有機(jī)物質(zhì)和硫化物，玻璃鋼A（FRPA）裝入市售國(guó)產(chǎn)炭（區(qū)別于撫研院的國(guó)產(chǎn)化炭），玻璃鋼塔B（FRPB）塔中填日本IVP活性炭，吸附脫除硫化物惡臭物質(zhì)。廢氣由風(fēng)機(jī)逆流先分別通過(guò)SUSA和SUSB，然后分別通過(guò)FRPA和FRPB，經(jīng)凈化后排出。四個(gè)塔分別設(shè)有再生接口和管路。市售國(guó)產(chǎn)炭和IVP炭采用堿液再生，BPL炭用蒸氣再生。2.3 試驗(yàn)條件BPL炭吸附性能好又廉價(jià)，可吸附烴類；IVP和市售國(guó)產(chǎn)炭對(duì)硫的選擇性吸附能力強(qiáng)，故先由用BPL再用IVP和市售國(guó)產(chǎn)炭，以期獲得較好的脫臭效果。試驗(yàn)對(duì)象物：含H2S、硫醇類、苯和甲苯類惡臭物質(zhì)的排氣。活性炭：去除H2S、硫醇類，使用IVP、市售國(guó)產(chǎn)炭；去除苯、甲苯等，使用BPL。處理氣量：SUS塔，12 m3/h；FRP塔，12 m3/h。使用溫度：活性炭吸附的溫度范圍較寬，為-3560 都可以應(yīng)用。使用壓力：大氣壓。空速：1500 h-1。再生條件：處理H2S等的活性炭，IVP用堿液再生；處理苯等的活性炭，蒸氣再生。2.4 目 標(biāo)廢氣經(jīng)凈化后基本消除惡臭，H2S、甲硫醇等惡臭污染物排放低于惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 1455493的限值。2.5 測(cè)試方法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，把處理對(duì)象定為硫化物、苯系物。分析項(xiàng)目為硫化物（H2S、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫），苯系物（苯、甲苯、鄰二甲苯和間二甲苯）等。采樣點(diǎn)為SUSA、SUSB、FRPA、FRPB的入口和出口共8個(gè)采樣點(diǎn)，頻率為每周三次。惡臭物質(zhì)分析方法：GC儀器分析法。2.6試驗(yàn)結(jié)果及討論通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)工作，研究了固定床活性炭吸附法對(duì)煉廠表曝池惡臭污染治理的實(shí)際效果，得出如下結(jié)論：（1）IVP活性炭對(duì)惡臭氣體吸附適應(yīng)范圍廣，吸附量大，在多種組分共存的試驗(yàn)條件下，裝置對(duì)主要致臭物質(zhì)硫化物的飽和硫容為116.77 g/L以上，市售國(guó)產(chǎn)活性炭飽和硫容可達(dá)108.93 g/L。穿透脫臭率可達(dá)95.18；裝置對(duì)苯系物的穿透脫臭率可達(dá)98.9。從圖2和圖3可以看出，該工藝在總體上對(duì)硫化物及苯系物脫除及效果較理想，能保持出口廢氣硫化物濃度穩(wěn)定在較低水平，脫臭效果顯著，達(dá)到預(yù)期目的。（2）BPL 碳能有效吸附烴類，而IVP碳能有效吸附硫化物，但對(duì)有機(jī)烴類物質(zhì)幾乎沒(méi)有吸附能力，欲將復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)排氣完全凈化，需組合使用。采用BPL、IVP 炭裝填的兩塔串聯(lián)工藝處理低濃度惡臭有較好吸附效果，在苯系物濃度較高的情況下還能回收苯、甲苯等溶劑，并且先脫烴后脫硫?yàn)樽罴崖肪€。即：進(jìn)氣 預(yù)處理 預(yù)處理苯類 吸附硫 排出。（3）再生廢液不引入二次污染。單組分試驗(yàn)中IVP及Centaur活性炭連續(xù)吸附/再生兩次后，仍能夠保持較好的吸附性能，再生后性能恢復(fù)率高。而對(duì)多組分惡臭氣體吸附飽和活性炭的再生方法，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣體的主要組分而定，對(duì)于九江現(xiàn)場(chǎng)的廢氣而言，用堿法再生只宜進(jìn)行一次再生，若再生多次，吸附性能下降較大。（4）較低濃度的H2S吸附，穿透時(shí)間較長(zhǎng)；但對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，吸附/再生的周期長(zhǎng)。將帶來(lái)較低的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)成本。（5）從IVP和市售國(guó)產(chǎn)炭脫硫效果比較來(lái)看，IVP炭穿透時(shí)間更長(zhǎng)，吸附容量更好。（6）經(jīng)過(guò)此工藝處理，主要致臭污染物可以基本達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。3 建 議運(yùn)用這套活性炭吸附工藝及國(guó)產(chǎn)化活性炭完全可以大規(guī)模應(yīng)用于煉廠低濃度惡臭的治理上，根據(jù)實(shí)際情況還有如下建議：（1）對(duì)于九江總廠污水處理廠處的污染，由于烴類濃度較低（低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)），從處理費(fèi)用（包括一次性投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用）與治理效果上考慮，可以以硫化物為處理對(duì)象進(jìn)行工業(yè)放大。（2）今后將重點(diǎn)將放在開(kāi)發(fā)更加高效能的活性炭來(lái)滿足惡臭治理的要求以及如何更大提高活性炭的再生效率。（3）可在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上結(jié)合機(jī)理分析建立合適的吸附動(dòng)力學(xué)模型，用于描述硫化物或苯系物在活性炭上的動(dòng)態(tài)吸附特性，對(duì)減少實(shí)驗(yàn)工作量及工業(yè)放大具有指導(dǎo)意義。參考文獻(xiàn)1 陳宏國(guó).煉油廠惡臭污染和防治對(duì)策的探討.石油化工環(huán)境保護(hù)，1995，4：31372 申開(kāi)蓮，閆 松.煉油廠惡臭污染狀況調(diào)查與評(píng)價(jià).煉油設(shè)計(jì)，2000，30（4）：56603 劉新全，沈志剛.滄州煉油廠惡臭污染與防治淺析.石油化工環(huán)境保護(hù)，2001，24（3）：25