浅谈污水厂恶臭气体治理

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摘 要：文章介绍了污水厂臭气成分、来源以及危害，并针对性的提出了一些常用除臭方案和生物过滤除臭方法。 

关键词：臭气来源；臭氧氧化；生物过滤  0前言  随着我国由农村向城市化的转变，绝大部分人们生活的环境中充满了恶臭气体，而这些臭气大部分来源于生活污水，城市生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重，这就要求我们要把处理生活污水设施的建设作为城市基础设施的重要内容来抓，而且是急不可待的事情。所以对于污水厂臭气的处理不仅是保证健康城市生活的需要，同时也是美化城市的保障。  1污水厂恶臭成分、来源及危害  1.1 污水厂臭气成分  在污水处理厂臭气的成分是多种多样，一般主要由碳、硫、氮等元素组成。按气体的化学组分不同，将其分为：(1)含硫的化合物，如h2s、硫醇、硫醚类；(2)含氮的化合物，如氨、胺类、酰胺、吲哚等；(3)卤素及衍生物，如卤代烃等；(4)烃类，如烷烃、烯烃、炔烃以及芳香烃等；(5)含氧的有机物，如醇、酚、醛、酮、有机酸等。除h2s 和nh3 外，恶臭物质大多是有机物。污水处理厂几种主要恶臭物质成分，详见表1。  表1 主要臭气成分  臭气成分 典型分子式 臭气特性  胺类 ch3nh2(ch3)3n 鱼腥味  氨 nh3 氨味  二胺 nh2(ch2)4nh2(ch2)5nh2 腐肉味  硫化氢 h2s 臭鸡蛋味  硫醇 ch3shch3ssch3 烂洋葱味  粪臭素 ch8nhch3 粪便味  1.2 污水厂臭气来源  城市污水处理厂的恶臭成分通常是在厌氧条件下形成的，主要来自污水物理机械、生物和污泥处理单元。在物理机械处理单元，污水经过长距离的管网输送，进入泵站、粗格栅、细格栅、沉砂池等构筑物时，由于水流剧烈湍动或静预曝气，在管网中形成的h2s、nh3 等恶臭气体散逸到大气中，成为恶臭源。在污泥处理单元，由于污泥中污染物浓度大，污泥中的大量好氧物质可使其变成厌氧状态，由此发出较强的气味，是污水处理厂中强度最大的恶臭源。  1.3 恶臭危害  恶臭物质分布广，影响大，除了刺激人的嗅觉器官使人觉得不舒服外，还对人的呼吸系统、消化系统、内分泌系统、神经系统和精神系统产生不利的影响，高浓度下还会导致急性中毒甚至死亡。  2除臭常用工艺方法  除臭方法是一个发展的过程， 最初时是采用水洗法，后来逐步发展到微生物脱臭法，其处理效果较好。除臭常用的方法有水洗法、活性炭吸附法、催化型活性炭法、臭氧氧化法、燃烧法、纯天然植物提取液喷洒技术等。  2.1 水清洗和化学除臭法  臭气中的某些物质具有能溶于水的特性，水清洗是利用这种特性， 臭气中的硫化氢、氨气等气体和水充分接触、溶解，最终臭味得到有效的去除。相对于活性炭吸附法，化学除臭法具有附属设备多、运行费用较高、运行管理不方便和某些不与化学药剂反应的臭气成分较难去除、效率偏低等缺点。  2.2 活性炭吸附法  活性炭可以吸附臭气中致臭的物质，活性炭吸附除臭法就是基于该特性，利用活性炭的强有力的吸附能力以达到去除臭味的目的。活性炭吸附法具有较高的除臭效率，但活性炭吸附容量固定，活性炭吸附一定量时会达到饱和，活性炭必须再生或者更换，所以运行成本相对比较高。这种方法常用于低浓度臭气和脱臭的后处理。  2.3 催化型活性炭法  传统的活性炭吸附法存在着活性炭再生费用高、更换活性炭操作麻烦等缺点。为了改善这些缺点，卡尔冈炭素公司在1994 年开发了一种可靠的催化活性炭除臭技术。催化型活性炭只对h2s 及含硫有机臭味气体去除率高，对污水厂产生的其它臭味物质去除率不是很高，因此此方法较适宜用在污水泵站除臭。  2.4 臭氧氧化法  臭氧具有强氧化性，能够氧化臭气中的化学成份而使其分解，最终达到脱臭的目的。剩余的臭气再使用臭氧氧化法得到去除，药液清洗法与臭氧氧化法相结合使用，比较经济，效率也比较高。  臭氧对臭味物质氧化分解反应式如下：  r3h→r3n－o＋o2  h2s＋o3→s＋h2o＋o2（主反应）→so2＋h2o（副反应）  ch3sh＋o3→［ch3－s－s－ch3］→ch3－so3h＋o2  2.5 燃烧法  燃烧法可以分为直接燃烧法和触煤燃烧法。原理是根据臭味物质的特点， 臭气会在温度达到648℃、接触时间0.3s以上直接燃烧，最终臭味得到去除。  2.6 纯天然植物提取液喷洒技术  纯天然植物提取液经过雾化设备后喷洒形成小雾粒，小雾粒具有很大比表面积，能够吸附臭气中的致臭物质进行反应或催化与空气中的氧气反应，最终氧化成无味、无二次污染的产物。  3生物过滤法除臭  3.1 生物过滤除臭原理  ottengraf 等提出了生物膜理论，并建立了如图1 所示的理论模型来描述低浓度有机废气的净化过程。孙石等较早地在国内介绍了ottengraf 模型，并认为恶臭气体在生物滤池中的吸附净化一般要经历以下几个步骤：(1)废气中的有机污染物首先同水接触并溶解（或混合）于水中，即由气膜扩散进入液膜；(2)溶解（或混合）于液膜中的有机污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜内，进而被其中的微生物捕获并吸收；(3)进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，最终转化为无害的化合物。在次净化过程中，总吸收速率主要取决于气、液两相中的有机污染物扩散速率（气膜扩散、液膜扩散）和生化反应速率。  3.2 生物过滤除臭工艺流程  生物除臭滤池由臭气收集系统、加湿系统、生物填料系统、水源输送、滤液排放等几个部分构成。其工艺流程图如图2所示。  图1 ottengraf 模型  图2 生物过滤除臭示意图  3.3 生物过滤法影响因素  生物过滤池的去除效率受以下几种因素的影响：(1)反应速度，反应速度的快慢取决于气体成分的浓度和性质，填料上的微生物种类、数量和活性，温度，废气和填料的湿度，ph等；(2)停留时间，停留时间由气体流量、填料堆放体积和空池体积决定；(3)气味物质浓度。  3.4 生物滤池设计及运行参数  设计参数确定：为了保证设备的正常运行和恶臭物质的高效去除率，工艺参数的选择和确定是极为重要的。生物滤池用于脱臭时的主要设计参数如表2 所示。  表2 主要工艺参数  参数 设计运行  范围 参数 设计运行  范围  风管风速/(m•s-1) ≤12 表面负荷/(m3•m-2•h-1) 50～200  停留时间/s 15～100 有机负荷(gm-3•h-1) 10～160  压力损失/pa 70～120 臭气湿度/% ≥90  填料高度/m 0.5～1.5 去除率/% 95～99  温度/℃ 10～35 ph 6～9  (2)填料选择：生物滤池最主要部分是填料，微生物在恶臭气体处理实际工程中应用效果的优劣，与所用的填料有密切的关系，不同的填料具有不同的特性，适用于不同的场合。无机填料主要有沙子、碳酸盐类、各种玻璃材料、沸石类、陶瓷、活性炭等，有机填料多为土壤、堆肥、碎木屑、树皮、树叶、聚丙烯小球、塑料环等。  若选择填料不合理，不仅不能达到既定的使用目标，甚至可使整个生物处理过程失败。因而，合理选择填料并将其合理利用是至关重要的。选择填料有以下要求：①有一定的结构强度及耐腐蚀性；②较大的比表面积，可给微生物提供充分的附  着及与污染气体接触的面积；③有较好的表面性质，要有亲水性，便于微生物和水的附着；④有足够的空隙率供微生物生长，确保供氧充足；⑤无毒，化学性质稳定。  (3)恶臭气体排放量：污水厂臭气量的计算有几种方法，应用较多的是根据臭气空间容积乘以换气次数确定，换气次数根据室内是否进人，取2～8 次/ h，不进人或一般不进人的地方，换气次数约为2～3 次/h，对于有人进入，但工作时间不长的，换气次数约为2～4 次/h，有人长时间工作的空间，换气次数为4～8 次/h。  (4)温度：生物滤池的操作温度为25～35 ℃，微生物生长的最佳温度为25～35℃，因此，生物滤池温度尽力保持25～35 ℃。  (5)湿度：水分不仅是微生物生命活动的必要成分，而且也是吸收废气进而被微生物利用的溶剂，因此要求臭气有一定的湿度，臭气进入生物氧化区前相对湿度须达到90 %以上。  (6)ph：生物滤池中的大部分微生物在接近中性的环境下生物活性高，恶臭的去除效率也高。必要时需向填料上添加缓冲剂以调整ph 在6～8 范围内。  (7)营养成分：微生物新陈代谢过程中除了碳元素外还需要氮、磷、钾和痕量元素。当恶臭气体不能提供足够的养分时还需要投加营养成分来满足微生物的生长。  4结语  综上所述，严格执行恶臭污染物排放标准,加强对恶臭的监测与治理,是污水处理厂今后的发展要求。都必须由专业人员对整个项目的恶臭来源、特性和现场的具体情况作全面、科学的调查、研究和分析,才能作出科学、合理的决策。  参考文献  [1] 王爱杰,徐潇文,任南琪等.污水厂臭气生物处理技术研究现状与发展趋势[j].中国沼气,2005,25(3):15- 19.  [2] 魏明蓉，张华，陆燕勤.污水厂恶臭气体治理技术概述.广西轻工业，2010.  [3] 聂福胜. 污水行业除臭技术及其应用[j].环境工程, 2003,21(2):70 -71.  注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。