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鱼粉，是以经济价值较低或质量较差的鱼类以及水产品加工过程中的下脚料为原料加工而成的饲料和高级有机肥料。我国的鱼粉加工企业主要分布在山东省沿海地区，以烟台和威海居多。由于废气排放量大、成分复杂、含水率高、难以收集且治理技术要求高，绝大多数鱼粉加工企业采取废气直接低空排放，造成鱼粉生产集中区域气味腥臭难闻，严重影响了当地的空气质量。 废气来源 鱼粉的加工工序一般由煮、压、干燥、磨碎和包装等作业单元组成。受原料生物体腐烂的影响，整个加工过程中都会产生大量的含硫及有机胺类等难闻的恶臭气体，其化学成分复杂，主要是硫化氢、胺类及相关挥发性有机物，且与原料新鲜程度相关。用于生产鱼粉的水产品下脚料含水率较高(一般为65％左右)，所以必须对其进行干燥。干燥设备为蒸干釜，采用高温高压蒸汽夹套加热。在烘干冷却过程中，会有大量的恶臭气体排出。同时，由于原料堆放场露天操作也有少量腐败气体散发，对车间空气及周边环境带来一定的影响。 废气组分 鱼粉加工厂家选取的下脚料新鲜度不同，其产生的臭味也各不相同。利用傅立叶红外光谱法，对三家典型厂家产生的恶臭气体组分进行现场分析测定，同时采用三点比较式臭袋法测定其臭气浓度。 原料较新鲜的入口废气（单位：mg/m3，臭气浓度无量纲，以下同）：
原料新鲜度较差的入口废气：
原料存放时间较长、部分已腐烂的入口废气：
治理工艺 核心设备采用日本先进除臭技术。 原料较新鲜的出口废气（单位：mg/m3，臭气浓度无量纲，以下同）：
原料新鲜度较差的出口废气：
原料存放时间较长、部分已腐烂的出口废气：
考虑到鱼粉加工废气中胺类、NH3、H2S 等污染物浓度较高，温度可达70～80℃，此类废气属于高浓度、高温废气，故生物除臭系统采用“两级生物洗涤塔+生物滴滤”工艺。两级生物洗涤塔作为预处理，在第一级生物洗涤塔内完成对恶臭废气中污染物的初步吸收和降温，在第二级生物洗涤塔内通过吸收作用进一步降低恶臭废气中污染物浓度和温度。通过两级生物洗涤完成对鱼粉加工废气的预处理，实现恶臭废气浓度和温度的降低，避免恶臭废气在通入到生物滴滤塔时对生物滴滤塔造成冲击。 以某5000m3/h风量的鱼粉加工企业废气生物除臭系统为例，其装置组成列表如下：
1）废气的收集和输送 在产污处设置集气装置，经过一台变频风机抽送，废气首先进入冷凝液化装置。 2）冷凝装置 废气进入多级冷凝器，高温高湿的恶臭气体通过多级间接冷凝器冷凝，将水蒸气液化，同时部分水溶性恶臭污染物溶入冷凝水中，大大降低了废气中的污染物浓度，并且将废气温度降低到70℃以下，冷凝废水进入污水处理系统。 3）洗涤吸收装置 冷凝后的废气进入到两级生物洗涤塔，第一级生物洗涤塔的塔径为1800mm，塔高为6000mm，由玻璃钢材料加工而成，塔内装填直径为50mm 空心塑料球填料，为了提高吸收塔的处理效率，吸收塔采取两层喷淋，内置两层填料，每层高度为1000mm。 由于填料具有较大的比表面积，喷洒的吸收液在填料表面形成一层薄薄的液膜，既增加了气液接触面积，又减少了液膜的厚度，提高了吸收效率。填料每层高度为1000mm,总高度为2000mm。第二级生物洗涤塔外形规格和填料情况与一级洗涤塔相同，制作材料采用PP 材料。废气进入洗涤塔，废气中水溶性较好的三甲胺、氨气和硫化氢等污染物被洗涤液吸收，降低进入到生物滴滤塔内废气污染物浓度，降低生物滴滤塔的容积负荷，并且将进入生物滴滤塔废气温度控制在25℃~30℃。 生物脱臭系统与企业内部的污水处理系统联动，两级生物洗涤塔洗涤用水均来自于曝气池，洗涤完成后的洗涤液返回水处理系统的缺氧池。 4）生物滴滤塔 生物滴滤塔采用箱体为固定式矩形体全封闭结构，材料为玻璃钢加碳钢骨架结构，生物滴滤塔内装填陶粒和松树皮等有机和无机填料，分层填装，填充高度为1500mm。 经生物洗涤塔预处理的废气通入到生物滴滤塔下部的布气系统，然后缓慢通过活性生物滤床，废气在上升过程中与附着在填料表面湿润的生物膜接触并被微生物吸收降解利用，处理后的气体从塔顶排出。滴滤循环液通过循环泵打到塔顶喷淋到生物膜填料上，维持生物膜的湿润并且为微生物提供生长所必须的有机物、氮和磷营养成分。 一级洗涤塔的循环水量为12m3/h，二级洗涤塔的循环水量为6m3/h，两级生物洗涤塔的下部水箱容积为3m3， 即一级洗涤塔水箱内的洗涤液每小时更换4 次，二级洗涤塔水箱内的洗涤液每小时更换2 次。两级生物洗涤塔的喷淋水量为60m3/h。洗涤塔所用的洗涤液取自企业内部污水处理系统的曝气池，洗涤完成后的废水通过水泵重新打入到污水处理系统的缺氧池。生物滴滤塔空床停留时间为50s，循环液的喷淋密度为1m3/(m2·h)，喷淋采取间歇喷淋模式，循环周期为20min，每个周期内喷淋2min。生物滴滤塔在前期调试阶段完成了对内部生物填料的挂膜，挂膜所用的活性污泥来源于该企业内部的污水处理厂曝气池，循环液来源于二沉池出水，内部投加了营养液，挂膜历时8 天完成。 由于鱼粉加工企业用鱼的下脚料和低值鱼的新鲜程度不同，所以在生产过程中产生的恶臭废气中NH3、H2S 和三甲胺的浓度有较大波动，NH3入塔浓度为350mg/m3～1000mg/m3，H2S入塔浓度为40mg/m3～90mg/m3，三甲胺入塔浓度为60mg/m3～200mg/m3。 设备经安装调试完毕，运行结果如下图所示：
当生物洗涤塔的洗涤液循环量逐渐增加，洗涤塔内空心塑料球附着的生物膜数量逐渐增多。生物滴滤塔内生物膜的也逐渐成熟，生物量逐渐达到稳定。生物脱臭系统的脱臭作用逐步增强，三甲胺和氨气的的去除效率逐渐升高达到并且稳定在90%以上。硫化氢的去除效率比较高，始终较稳定维持在95%左右。 臭气经过生物脱臭系统处理后，当地的环保监测机构检测结果表明污染物排放速率已经达到《恶臭污染物排放标准》（GB 14554-1993）一级标准，但是臭气浓度指标始终维持20000（无量纲）以上，不符合标准要求，无法实现直接达标排放。 经分析，因为鱼粉加工废气中以三甲胺等为代表的低嗅阈值的污染物浓度比较高，当地的环保检测机构检测结果表明，三甲胺的平均入塔浓度超过150mg/m3，出塔浓度为10mg/m3 左右，恶臭污染物虽然经生物脱臭系统已经去除了绝大部分污染物，但是10mg/m3 的三甲胺仍然能引起超过10000（无量纲）的臭气浓度。其次，由于实际的鱼粉加工废气中的污染物成分十分复杂，其中含有很多不易溶于水的VOCs 不易通过生物法去除，导致臭气浓度不达标。因此，需要将经过生物脱臭系统处理完的尾气通入企业的锅炉热力燃烧。 经查企业锅炉的用风量为20 000～25 000 m3 /h，经生物处理系统处理完的臭气风量为5000 m3 /h，因此用此部分经生物脱臭系统处理完的臭气风量替代部分锅炉的用风量，通过锅炉热力燃烧臭气中残留的痕量有机污染物， 废气排气筒废气臭气浓度均在2000（无量纲）以下，达到了《恶臭污染物排放标准》（GB 14554-1993）一级标准。 由于生物脱臭系统与企业内部的污水处理系统联动，生物脱臭系统的引入对原来的污水处理系统造成了一定程度的影响。在装置调试阶段，定期对二沉池出水的CODcr、氨氮、总氮进行检测，出水水质情况如下图所示。
在生物脱臭系统运行初期，水处理系统出水水质逐渐变差，主要是由两方面的原因造成的。第一，由于洗涤液循环量的加大，曝气池的水力停留时间减少，导致污水处理系统对CODcr 和NH4-N 降解不彻底，出水CODcr 和NH4-N 浓度升高。第二，经检测洗涤回流液CODcr 浓度为200～250mg/L，氨氮浓度为150～180mg/L，溶解氧浓度为5.0～6.0mg/L。洗涤回流液CODcr 浓度低，氨氮和溶解氧的浓度较高，洗涤回流液对原来缺氧池的的缺氧环境和水质情况造成冲击，脱氮效率下降，出水的氨氮和总氮浓度升高。 针对以上两个问题，适时调整污水处理系统的运行情况，第一、在保证除臭效果的基础上，适当减少两个生物洗涤塔洗涤液的循环量，降低对污水系统的冲击；第二、适当加大内回流比，提高缺氧池的反硝化脱氮效率。经过调整后，污水处理系统出水水质提高，出水CODcr和NH4-N等参数逐渐恢复到原来未引入生物除臭系统前的状态。 该企业的臭气风量为5000m3/h，生物脱臭系统一次性投资为50 万。脱臭系统的运行管理费用主要包含： 1）动力费用：系统所装循环水泵和变频风机的总装机容量约20kw，按照当地工业用电价格0.80 元/（kw·h）计算，实际运行功率按照总功率的70%计，则处理鱼粉加工废气的运转动力费用为268.8 元/天。 2）系统折旧费：生物脱臭设备使用周期为20 年，系统折旧费约68.4 元/天。 3）人工费：设备运行基本可实现无人看管自动运行，因此人工费用可忽略不计。 综上所述，生物法联合锅炉热力燃烧脱臭系统运行成本为2.60 元/千立方废气。 参考文献： [1] 潘光，李恒庆，宋毅倩等：鱼粉行业恶臭污染物产生与成分分析探讨； [2] 徐海滨：生物法联合锅炉燃烧处理鱼粉加工企业废气的试验研究。 |
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