再生胶生产过程中污染治理的实践TechnicalExchange技术交流■一再生胶生产过程中污染治理的实践厦门众宏秦环保科技有限公司1.前言再生胶生产过程中会有大量的废气产生,主要有动态脱硫过程产生的高温高压带有恶臭味的有机废气;混炼过程产生的含尘有机废气;炼胶过程产生的有机废气.这些废气如不处理,势必对环境造成影响.2000年1月,位于福建省三明市沙县洋坊民营工业区周边群众群体上访,投诉民营工业区内部分企业生产过程中排放恶臭气体,严重影响群众的正常生产和生活.2000年当地环境监管部门委托天津市环境监测中心站对民营工业区内部分企业进行监测,其中,某再生胶生产企业的生产废气严重超标,厂界恶臭,苯并(a)芘等污染物指标超标,受到当地环保部门的限期治理处罚.2003年,该公司新建厂址,但在兴建过程中,遭到附近村民的阻挠,要求该公司说明排放的废气对周边影响的程度,所采取的废气处理情况.由此可见,环境污染已严重影响再生胶企业的形象,生存和发展.解决好再生胶行业的污染,使再生胶行业走上健康发展的轨道,对促进我国循环经济的发展有着重要的意义.2.再生胶生产过程污染物排放情况再生胶是废气排放大户,排放集中在动态脱硫生产工段,该生产工段废气排放量大,污染物浓度高.再生胶脱硫工艺是改变废旧橡胶颗粒网状结构的塑性状态,恢复其柔软的橡胶型结构.生产中将轮胎和橡胶品粉碎成一定粒度的胶粉后与添加剂(煤沥青,活化剂,软化剂,促进剂)在脱硫罐内反应,反应温度250%,反应压力在1.8MPa,反应时间2h.当脱硫反应时间完成后排放的废气呈间歇性,暴发性和高温性,排放的废气中含有大量水蒸气,少量胶粉颗粒,”三苯”(苯,甲苯,二甲苯),苯并(a)芘(Bap),Hs等挥发性有机化合物(VOCs).挥发性有机化合物(VOCs)是指沸点5O～260%的各种有机化合物.VOCs按其化学结构,可以进一步分为:烷类,芳烃类,酯类,醛类和其他等.目前已鉴定出的有300多种.最常见的有苯,甲苯,二甲苯,苯乙烯,三氯乙烯,三氯甲烷,三氯乙烷,二异氰酸酯,二异氰甲苯酯等.基本上VOCs都能产生恶臭.混炼和炼胶过程也产生VOCs废气,与脱硫过程相比,浓度较低,但处理废气量大.再生胶生产过程中还产生高浓度有机废水,主要是动态脱硫过程中的冷凝废水.废水中COD浓度达到8000—16000m#L,并带有恶臭味.3.VOCs常用的处理技术目前常用的VOCs处理方法有:(1)吸附法:利用某些具有吸附能力的物质如活性炭,活性炭纤维,硅胶,沸石分子筛,活性氧化铝等吸附有害成分而达到消除VOCs污染的目的.吸附法适用于几乎所有的废气污染物,一般是中低浓度的废气污染物.吸附效果取决于吸附剂性质,废气污染物种类和吸附系统的操作温度,湿度,压力等因素,具有去除效率高的优点,从而使其成为去除废气污染物较为常用的方法,但存在投资运行费用较高且有二次污染产生的缺陷.(2)吸收法:通过让VOCs废气和液体(如水和中国芝用cl292011年第7期l_技术交流TechnicalExchange有机溶剂等)吸收剂充分接触而达到使污染物从废气转移到液相的一种操作过程.吸收过程的主体是填料塔,板式塔或喷雾塔等吸收装置.吸收装置可用来处理大流量的污染物,该工艺本身是一个典型的分离问题.因此,存在吸收液的再生与处理,以及浓集气流的二次污染问题.(3)燃烧法:利用有机废气污染物易燃烧的性质进行处理的一种方法.燃烧法又可分为直接燃烧法和催化燃烧法.直接燃烧法燃烧温度控制在1100%以上,去除效率达95%以上.催化燃烧法包括直接催化燃烧法和吸附浓缩催化燃烧工艺两种.它是在系统中使用适合催化剂,使废气中污染物在300～450%下氧化分解.燃烧法适于中低流量,高浓度废气处理,去除效率高,但投资大,需耗燃料,造成运行费用高,还排放大量的NOX和CO.(4)生物法:是利用微生物的代谢作用,有机物被分解,转化为无机物.与传统的燃烧法,吸收法,吸附法相比,对VOCs废气的处理有无二次污染和运行费用低的特点.(5)等离子法:等离子是由电子,离子,自由基和中性粒子流组成,工作状态呈流星雨状电性流体.属固态,液态,气态之外的第四种物质形态.等离子发生器整体保持电中性,安全可靠.采用低温等离子体分解油雾,废气等污染介质时,等离子体中的高能离子起决定性的作用.流星雨状的高能等离子与介质发生非弹性碰撞,将能量转化成基态介质的内能,发生激发,离解,电离等一系列过程使污染介质处于活化状态.污染介质在等离子体的作用下,产生活性自由基,活化后的污染分子经过等离子体定向链化学反应后被脱离.当离子平均能量超过污染介质中化学链结合能时,分子链断裂,污染介质分解,并在等离子发生器吸附场的作用下被收集.等离子法很适用于大流量,低浓度VOCs废气的处理,有无二次污30lTRA染和运行费用低的特点.4.再生胶生产过程污染治理技术的运用(1)生物法处理再生胶动态脱硫废气本项目运用于福建环科集团有限公司三明市高科橡胶有限公司再生胶生产废气的处理.主要处理工艺见图1:本项目采用减压,冷却,除雾,生物降解处理工艺.自2004年l2月开始研制,高科橡胶有限公司8台6m脱硫罐及脱硫罐卸料废气进行处理,设计处理废气量lO000m/h.至目前为止,该项目应用稳定.应用过程中主要是定期更换循环水池内的喷淋水,喷淋水中主要含S02—4和Cll一,S02—4和cl1一无排放标准,用石灰中和后可直接排放.风机,水泵除质量故障外,无其他故障发生.运行过程中无需专人值守,由脱硫班组兼职管理.2005年12)q,经三明市环境监测站监测,处理后的废气经30米高的烟囱排放,废气中5项主要污染物苯并(a)芘,苯,甲苯,二甲苯和硫化氢排放浓度均符合国家相应的排放标准,废气能够达标排放.该废气处理设施对上述5项污染物的平均去除率依次73.2%,80-3%,76.8%,96.0%和36.4%.水箍敏图1生物法处理再生胶动态脱硫废气工艺图(2)活性碳纤维吸附法处理再生胶动态脱硫废气本项目运用于浙江杭园再生胶厂动态脱硫废气.前处理工艺与高科橡胶有限公司相同,仅将生物滤池改为活性炭纤维吸附.处理工艺采用减压,冷却,除雾,活性炭纤维吸附.吸附罐设2台,当一台吸附罐TechnicalExchange技术交流■●饱和后,采用蒸汽脱附再生.脱附废液另行处理.(3)等离子法处理再生胶动态脱硫废气本项目运用在江西兴国慈兴再生胶有限公司.前处理工艺与高科橡胶有限公司相同,仅将生物滤池改为等离子有机废气处理装置.处理工艺采用减压,冷却,除雾,等离子处理.等离子处理设施采用组合串联安装.(4)等离子法处理炼胶废气再生胶炼胶过程产生大流量,低浓度VOCs废气.2008年初,我公司与清华大学电机系合作,研制等离子废气处理装置处理炼胶废气.先后研制小型lO00m./h处理量的样机.在当地环境监测部门大力配合下,在环科橡胶公司进行小试,二甲苯去除率达到了63%.2008年,我公司将等离子法运用于高科橡胶有限公司再生胶炼胶废气治理.设计5组废气处理设施;每组处理5台炼胶机产生的废气;每组处理废气量20000m/h,5组处理废气总量lO0000m/h.每组采用2级串联等离子净化器,并在等离子净化器前设置除雾装置.2008年末,福建省环境监测中心站对高科橡胶有限公司全厂废气进行监测,结论如下:精炼工段和脱硫工段废气排放口的排气筒高度为30m,在正常生产时,精炼工段和脱硫工段废气排放口的排放源臭气浓度均低于GB14554—93《恶臭污染物排放标准》,其中排气筒高度大于25m标准值.等离子法处理炼胶废气与其他方法相比,无二次污染,系统阻力小,运行费用低,单台净化器耗电量仅为3.2kw.操作简便,无人值守.目前,我公司还开发出去除效率比平板式更高的蜂窝式等离子有机废气净化设施.(5)再生胶生产废水的处理再生胶在动态脱硫过程中需添加一定量的水,这些水除少部分通过产品带走外,大部分通过蒸汽的形式排人冷却设施后形成废水.该废水外观呈褐色乳化状态,有强烈的恶臭味,COD浓度达到8000～16000mg/L,BOD5为2000～5000mg/L,属难生化的高浓度有机废水.水中的污染物主要是添加剂(煤沥青,活化剂,软化剂,促进剂)带来的.2009年,我公司通过小试和中试,确定采用”高级氧化+物化+生化”为主的废水处理方案.主要处理工艺见图2.废走I调节池ILI隔油池11吸附池11氧化槽排放中和池l沉淀池L一接触氧化池1.——_J厌氧池I’—_J沉淀池图2废水处理工艺流程图2010年以来,我公司将上述废水处理技术运用于杭园再生胶厂5m./d再生胶生产废水和高科橡胶有限公司lOm/d的再生胶生产废水.目前,杭园和高科均已完成设施的调试,拟委托环保部门监测验收.5.再生胶生产污染治理的几点体会(1)动态脱硫废气处理中废气冷却是主要解决的问题,无论采用生物法,吸附法或等离子法处理,高温气体势必影响后续处理设施的处理效果.因此, 设计中应确保换热面积足够大,运行中及时补充冷却水.升温后的冷却水可回收到锅炉,蒸汽发生器使用,回收热能.(2)治理技术选择上,应选择运行费用低,操作简便的治理技术,尽量避免使用产生二次污染的工艺技术,如化学吸收法,活性炭吸附法等.化学吸收法产生的废吸收液较难处理,有的还含有大量的酸, 碱废液,如掺煤燃烧处理,势必影响锅炉使用寿命.活性碳吸附法产生的饱和废碳属危险废物,是环保部门严管的污染物,需委托有资质的专业部门处理.总之,再生胶污染治理无论选择哪种技术方案,都必须由专业人员对整个项目的污染物的来源,特性和现场的具体情况,进行全面,科学的调查研究和分析,才能做出科学,合理的决策.中利l3120171年第期l。