【環(huán)境監(jiān)測防治】淺談污水廠惡臭氣體治理
2020-06-02 08:06:32 艾方立科技
0前言
隨著我國由農村向城市化的轉變，絕大部分人們生活的環(huán)境中充滿了惡臭氣體，而這些臭氣大部分來源于生活污水，城市生活污水處理是當前和今后城市節(jié)水和城市水環(huán)境保護工作的重中之重，這就要求我們要把處理生活污水設施的建設作為城市基礎設施的重要內容來抓，而且是急不可待的事情。所以對于污水廠臭氣的處理不僅是保證健康城市生活的需要，同時也是美化城市的保障。
1污水廠惡臭成分、來源及危害
1.1 污水廠臭氣成分
在污水處理廠臭氣的成分是多種多樣，一般主要由碳、硫、氮等元素組成。按氣體的化學組分不同，將其分為：
(1)含硫的化合物，如H2S、硫醇、硫醚類；
(2)含氮的化合物，如氨、胺類、酰胺、吲哚等；
(3)鹵素及衍生物，如鹵代烴等；
(4)烴類，如烷烴、烯烴、炔烴以及芳香烴等；
(5)含氧的有機物，如醇、酚、醛、酮、有機酸等。
除H2S 和NH3 外，惡臭物質大多是有機物。污水處理廠幾種主要惡臭物質成分，詳見表1。
1.2 污水廠臭氣來源
城市污水處理廠的惡臭成分通常是在厭氧條件下形成的，主要來自污水物理機械、生物和污泥處理單元。在物理機械處理單元，污水經過長距離的管網輸送，進入泵站、粗格柵、細格柵、沉砂池等構筑物時，由于水流劇烈湍動或靜預曝氣，在管網中形成的H2S、NH3 等惡臭氣體散逸到大氣中，成為惡臭源。在污泥處理單元，由于污泥中污染物濃度大，污泥中的大量好氧物質可使其變成厭氧狀態(tài)，由此發(fā)出較強的氣味，是污水處理廠中強度zui大的惡臭源。
1.3 惡臭危害
惡臭物質分布廣，影響大，除了刺激人的嗅覺器官使人覺得不舒服外，還對人的呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)、神經系統(tǒng)和精神系統(tǒng)產生不利的影響，高濃度下還會導致急性中毒甚至死亡。
2除臭常用工藝方法
除臭方法是一個發(fā)展的過程， zui初時是采用水洗法，后來逐步發(fā)展到微生物脫臭法，其處理效果較好。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、燃燒法、植物提取液噴灑技術等。
2.1 水清洗和化學除臭法
臭氣中的某些物質具有能溶于水的特性，水清洗是利用這種特性， 臭氣中的硫化氫、氨氣等氣體和水充分接觸、溶解，zui終臭味得到有效的去除。相對于活性炭吸附法，化學除臭法具有附屬設備多、運行費用較高、運行管理不方便和某些不與化學藥劑反應的臭氣成分較難去除、效率偏低等缺點。
2.2 活性炭吸附法
活性炭可以吸附臭氣中致臭的物質，活性炭吸附除臭法就是基于該特性，利用活性炭的強有力的吸附能力以達到去除臭味的目的?；钚蕴课椒ň哂休^高的除臭效率，但活性炭吸附容量固定，活性炭吸附一定量時會達到飽和，活性炭必須再生或者更換，所以運行成本相對比較高。這種方法常用于低濃度臭氣和脫臭的后處理。
2.3 催化型活性炭法
傳統(tǒng)的活性炭吸附法存在著活性炭再生費用高、更換活性炭操作麻煩等缺點。為了改善這些缺點，卡爾岡炭素公司在1994 年開發(fā)了一種可靠的催化活性炭除臭技術。催化型活性炭只對H2S 及含硫有機臭味氣體去除率高，對污水廠產生的其它臭味物質去除率不是很高，因此此方法較適宜用在污水泵站除臭。
2.4 臭氧氧化法
臭氧具有強氧化性，能夠氧化臭氣中的化學成份而使其分解，zui終達到脫臭的目的。剩余的臭氣再使用臭氧氧化法得到去除，藥液清洗法與臭氧氧化法相結合使用，比較經濟，效率也比較高。
臭氧對臭味物質氧化分解反應式如下：
R3H→R3N－O＋O2
H2S＋O3→S＋H2O＋O2（主反應）→SO2＋H2O（副反應）
CH3SH＋O3→［CH3－S－S－CH3］→CH3－SO3H＋O2
2.5 燃燒法
燃燒法可以分為直接燃燒法和觸煤燃燒法。原理是根據(jù)臭味物質的特點， 臭氣會在溫度達到648℃、接觸時間0.3s以上直接燃燒，zui終臭味得到去除。
2.6 植物提取液噴灑技術
植物提取液經過霧化設備后噴灑形成小霧粒，小霧粒具有很大比表面積，能夠吸附臭氣中的致臭物質進行反應或催化與空氣中的氧氣反應，zui終氧化成無味、無二次污染的產物。
3生物過濾法除臭
3.1 生物過濾除臭原理
Ottengraf 等提出了生物膜理論，并建立了如圖1 所示的理論模型來描述低濃度有機廢氣的凈化過程。孫石等較早地在國內介紹了Ottengraf 模型，并認為惡臭氣體在生物濾池中的吸附凈化一般要經歷以下幾個步驟：
(1)廢氣中的有機污染物首先同水接觸并溶解（或混合）于水中，即由氣膜擴散進入液膜；
(2)溶解（或混合）于液膜中的有機污染物在濃度差的推動下進一步擴散到生物膜內，進而被其中的微生物捕獲并吸收；
(3)進入微生物體內的有機污染物在其自身的代謝過程中作為能源和營養(yǎng)物質被分解，zui終轉化為無害的化合物。在次凈化過程中，總吸收速率主要取決于氣、液兩相中的有機污染物擴散速率（氣膜擴散、液膜擴散）和生化反應速率。
3.2 生物過濾除臭工藝流程
生物除臭濾池由臭氣收集系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、生物填料系統(tǒng)、水源輸送、濾液排放等幾個部分構成。其工藝流程圖如圖2所示。
3.3 生物過濾法影響因素
生物過濾池的去除效率受以下幾種因素的影響：
(1)反應速度，反應速度的快慢取決于氣體成分的濃度和性質，填料上的微生物種類、數(shù)量和活性，溫度，廢氣和填料的濕度，ph等；
(2)停留時間，停留時間由氣體流量、填料堆放體積和空池體積決定；(3)氣味物質濃度。
3.4 生物濾池設計及運行參數(shù)
(1)設計參數(shù)確定：為了保證設備的正常運行和惡臭物質的去除率，工藝參數(shù)的選擇和確定是極為重要的。生物濾池用于脫臭時的主要設計參數(shù)如表2 所示。
(2)填料選擇：生物濾池zui主要部分是填料，微生物在惡臭氣體處理實際工程中應用效果的優(yōu)劣，與所用的填料有密切的關系，不同的填料具有不同的特性，適用于不同的場合。無機填料主要有沙子、碳酸鹽類、各種玻璃材料、沸石類、陶瓷、活性炭等，有機填料多為土壤、堆肥、碎木屑、樹皮、樹葉、聚丙烯小球、塑料環(huán)等。
若選擇填料不合理，不僅不能達到既定的使用目標，甚至可使整個生物處理過程失敗。因而，合理選擇填料并將其合理利用是至關重要的。選擇填料有以下要求：①有一定的結構強度及耐腐蝕性；②較大的比表面積，可給微生物提供充分的附
著及與污染氣體接觸的面積；③有較好的表面性質，要有親水性，便于微生物和水的附著；④有足夠的空隙率供微生物生長，確保供氧充足；⑤無毒，化學性質穩(wěn)定。
(3)惡臭氣體排放量：污水廠臭氣量的計算有幾種方法，應用較多的是根據(jù)臭氣空間容積乘以換氣次數(shù)確定，換氣次數(shù)根據(jù)室內是否進人，取2～8 次/ h，不進人或一般不進人的地方，換氣次數(shù)約為2～3 次/h，對于有人進入，但工作時間不長的，換氣次數(shù)約為2～4 次/h，有人長時間工作的空間，換氣次數(shù)為4～8 次/h。
(4)溫度：生物濾池的操作溫度為25～35 ℃，微生物生長的zui佳溫度為25～35℃，因此，生物濾池溫度盡力保持25～35 ℃。
(5)濕度：水分不僅是微生物生命活動的必要成分，而且也是吸收廢氣進而被微生物利用的溶劑，因此要求臭氣有一定的濕度，臭氣進入生物氧化區(qū)前相對濕度須達到90 %以上。
(6)ph：生物濾池中的大部分微生物在接近中性的環(huán)境下生物活性高，惡臭的去除效率也高。必要時需向填料上添加緩沖劑以調整ph 在6～8 范圍內。
(7)營養(yǎng)成分：微生物新陳代謝過程中除了碳元素外還需要氮、磷、鉀和痕量元素。當惡臭氣體不能提供足夠的養(yǎng)分時還需要投加營養(yǎng)成分來滿足微生物的生長。
4結語
綜上所述，嚴格執(zhí)行惡臭污染物排放標準,加強對惡臭的監(jiān)測與治理,是污水處理廠今后的發(fā)展要求。都必須由專業(yè)人員對整個項目的惡臭來源、特性和現(xiàn)場的具體情況作全面、科學的調查、研究和分析,才能作出科學、合理的決策。
參考文獻
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