浅谈污水处理系统脱臭技术

　　摘要：简要介绍污水处理厂恶臭污染的主要危害及来源，臭气的基本成分，概述近几年来污水行业常用的除臭技术及其各自存在的问题、将来的技术发展动向等。
　　关键字：污水处理，恶臭，脱臭技术
　　1前言
　　城市恶臭主要产生于工农业生产，市政污水，污泥处理以及垃圾处置过程，其危害是影响人们身心健康和环境质量，其已被国家列入废气污染治理的一部分。以往的城市污水、废物处理厂地处人员稀少的郊外，我们的感觉不是很明显，近几年由于城市界域的不断扩大，它们已经离我们越来越近。同时人们对城市生活工作的环境质量要求也越来越高。为了提高污水处理场和周边的环境卫生质量，我们必须要对臭气进行有效处理。
　　2污水处理中的臭气成分及来源
　　污水处理厂的臭气成分复杂多变，主要由氨、硫化氢和甲醇等组成。大致可分成5类：一、含硫的化合物，如H2S、硫醇类、硫醚类；二、含氯的化合物．如胺类、酰胺、吲哚类；三、卤素及衍生物，如氯气、卤代烃；四、烃类，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃；五、含氧的有机物，如醇、酚、醛、酮、有机酸等。其中无机物有H2S、NH3等，绝大多数恶臭气体产生原物质为有机物质,这些物质对人体健康危害较大。德国工程师协会对城市污水厂各个部分的气味扩散进行了调查，（见表1）从结果可以看到污水处理系统的恶臭主要来自于系统中处理与收集过程中微生物的还原性代谢产物。主要排放点为处理装置、泵房、地下装置的人孔和通风处等。

　　表1城市污水处理厂的部分工序气味值和波动范围
　　3恶臭治理技术及其缺点
　　发达国家在臭气污染，特别是对污水处理厂恶臭污染的研究和治理等方面起步较早，经验较丰富，其中以美国、德国和日本的成果最为显著。我国对恶臭污染的研究起步比较晚．参考日本的经验，于1993年制定了恶臭污染物排放标准。包括臭气浓度及三甲胺、硫化氢、甲硫酸、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯8种单一恶臭物质的厂界标准及排放标准，目前并未被人们所普遍重视。现行的恶臭处理法从脱除的原理上大致可以概括成物理法、化学法和生物处理三种类型。
　　3．1物理脱臭法
　　物理脱臭法处理通常作为脱臭处理工艺的前处理。物理法中常用的效果比较好是大气稀释法和吸附法。
　　大气稀释扩散法是将恶臭气体由烟囱排向大气，通过大气的稀释扩散以及氧化反应使其浓度降低，以保证下风向和臭气发生源附近工作和生活的人不受恶臭的危害。此法主要适用于臭气浓度比较低的工业有组织排放源的恶臭处理。大气稀释法受当地气象条件和地形条件影响较大，另外对烟囱高度也有一定的要求，以保证受控点恶臭物质浓度不超过环境标准。
　　吸附脱臭法是使得恶臭气体通过吸附剂填充层而被吸附去除的方法，常用的吸附剂一般为活性炭、硅藻土、以及陶瓷碎片等。有时也根据吸附气体成分的特殊性使用添加药剂的吸附填料。在吸附脱臭法中较常用的方法是活性炭吸附法。利用活性炭(ActivatedCarbon，AC)优良的吸附能力，可以很高效地吸附臭气中的硫醇、酚等构成成分，特别的对于浓度低的臭气更有效。为防止活性碳颗粒校粉尘等堵塞，在气体流入吸附床层前，应先经过预净化设备。吸附脱臭法工艺成熟，既能达到净化的目的，又能回收有用物质。一般的活性炭吸附均采用固定床吸附，其维护管理比较简单并且处理效率也高。但是其交换再生周期受气体的种类、数量、温度、水分的变动影响较大，很难确保。
　　3．2化学法
　　化学脱臭法主要是利用化学药剂或化学方法与恶臭物质成分起反应生成无臭物质而达到脱臭目的的方法。因为恶臭物质成分大多呈现酸性或碱性，因此比较行之有效的方法是用氢氧化钠、碳酸钠、硫酸、盐酸等酸碱中和反应脱臭，其中水洗法仅对水溶性的恶臭物质有效，存在二次污染问题，一般只作为预处理手段，所以现行各国处理工艺中大多采用湿法化学吸收法、燃烧处理法。
　　湿法化学吸收法是发展最成熟应用最普遍的恶臭脱除方法之一，其中塔式吸收是多年经验发展的主导趋势。常用的湿法化学吸收塔有三种：填料塔、喷雾塔和文丘里洗涤塔。化学吸收法其基本原理是：通过喷淋式或填料式吸收塔将恶臭气体捕捉到液体中，附着于颗粒物质上的臭气分子通过湿法吸收氧化后被从空气中去除，恶臭气体和药液中的乳化试剂反应从溶液中去除，也可和强氧化剂反应生成溶于水的无臭物质吸收去除。
　　使用湿法化学吸收除臭，影响脱除效果的重要因素是恶臭气体的成分和吸收剂的选取以及接触过程中速率。常用的吸收液可以是清水、化学试剂溶液(酸、碱)、强氧化剂溶液或是有机溶剂，鉴于污水污泥处理设施产生的臭气特点，吸收液的选择主要针对氨气和硫化氢及有机硫化物，所以药液一般选用是强碱、次氯酸钠和硫酸的溶液。气—液传质接触一般采用两相同流、逆流、交流，水平式气液接触方式。同时严格控制过程中的气液比以及气体通过的线速度，保证接触时间。这种方法具有反应速度快、反应温度低、安全高效、运行可靠、占地相对最小等优点。适于排放量大、高浓度的臭气排放场合，如污泥稳定、干化处理和焚烧过程所产生的恶臭处理等。同时当恶臭气流中成分比较复杂时，通常需采用多级吸收系统。让恶臭气体渐次通过装有不同性能药液的接触塔，最后再经过除雾装置后，直接排放或与干净空气混合稀释后排放到大气中去。这样的两级或三级吸收系统，可以广泛地除去多种恶臭气体，并达到很高的去除效率，同时也可以通过调节加药量和溶液的循环流量调节来适应气流量和浓度的变化，因此湿法化学吸收除臭具有较强的操作弹性。这种臭气脱除装置在市政设施如污水处理厂的污泥脱水过程中被广泛的应用。
　　燃烧除臭法是利用高温热解恶臭气体的方法。分为直接高温燃烧法和催化低温燃烧法。
　　一般的直接燃烧处理程序是臭气用热交换机换热后导入脱臭炉，脱臭炉内的温度通常设定在650～800oC左右，接触时间为0.3～0.5秒。炉内温度应尽量均匀是很重要的。温度分布不均将造成臭气脱除效率低下。脱臭炉排放的尾气预热交换机以及废热回收交换机回收废热后大气排放。这种方式在具有废热回收的蒸汽和热风的工厂可以有效，经济的运转。对于高浓度臭气处理用直接燃烧法是有效的，但是燃料费用高，燃烧后的气体中存有NOX等气体成分，有二次污染的可能。
　　催化燃烧法和直接燃烧法一样，也是通过使臭气成分燃烧，氧化分解的除臭方法。因为使用催化剂可以比直接燃烧法更低温地运行。燃料的使用量也大幅度的减少。被处理的臭气通过前处理装置除去有害金属，酸性气体和粉尘等后，通过热交换机预热输送到脱臭炉内处理。通常炉温设定在250～350оC，接触时间为0.3～0.5秒。催化燃烧所用的催化剂一般用铂、镍或非贵重金属铜、锰、铁、钴、锌的氧化物，也有的用稀土化合物，对于苯类、醚类、酯类的恶臭气体，净化率可达99％以上。催化燃烧法具有净化效率高、操作温度较低、能耗较少等特点，是一种重要的恶臭脱除方法，
　　3．3生物除臭法
　　前已提及，气味物质的成分大都是低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物，带有活性基团的这些物质被液相吸收后，特别易被生物氧化，当活性基团被氧化后，恶臭气味就消失了。臭气经不同种类的微生物分解后，产物不一样。如含氮的臭气，经微生物的氨化作用后，分解为NH3，NH3又通过亚硝化细菌、硝化细菌的作用，进一步氧化为稳定的硝酸态化合物；而含硫的臭气经微生物分解后产生H2S，H2S可以被硫化细菌氧化为硫酸,生物除臭工艺就是基于这一原理，所以该方法要求被去除的臭味物质有好的水溶性。生物除臭法因具有简单、投资省、运行费用低、维护管理方便、效果好等优点而发展得很快。美国、德国、日本对污水处理厂的恶臭多采用生物除臭技术进行治理。生物处理脱臭法主要分为液相脱臭法和固相脱臭法。
　　4.技术展望
　　目前，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。究竞选择何种处理方法合适，则要根据恶臭物质的性质、浓度、处理量及来源等因素决定，笔者认为湿式吸收氧化法和生物过滤法两种技术是发展和应用的方向。湿式吸收氧化法具有处理气量大，浓度高，操作稳定，效率高和占地面积小等优点，将成为主流和首选技术。在占地面积不受局限的情况下，针对中，低浓度的恶臭气流，生物过滤法同样是一个很好的选择。但是无论选用哪一种技术方案，都必须由专业人员对整个项目的恶臭的来源，特性和现场的具体情况做全面，科学的调查，研究和分析，才能做出科学，合理的决策。
　　
　　参考文献
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　　4. 李志强，刘旭宗，王建利，生物除臭技术，中国给水排水1999Vol．15
　　5. 羊寿生张辰污水处理设施中的脱臭技术给水排水vol.22No.21996