污水处理厂除臭的技术现状_论文发表__墨水学术,论文发表,发表论

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:202

副标题#e#
　　污水处理厂除臭的技术现状
　　郭标1，周新2，刘水林2，安娜2，闫秋丽2
　　（1.武汉理工大学土木工程与建筑学院，武汉，430070；2.湖北省城市建设职业技术学院，武汉，430070）
　　摘要：污水处理厂产生的的臭气已经严重的影响了人们生活和居住的环境，恶臭物质的去除也就成了污水处理厂的需求。本文主要介绍了污水处理厂恶臭物质的种类、来源以及目前对污水处理厂恶臭物质处理的技术方法，评价了各种技术的优缺点及适用范围。
　　关键词：污水处理厂恶臭物质除臭技术
　　近年来，城市的飞速发展，许多以前建立在城市郊区的污水处理厂，现在周围都被各个小区包围着，这样污水处理厂产生的恶臭气体对人体会产生一些疾病，这样必然会影响到附近居住的居民的生活环境，同时也严重的影响着污水处理厂工作的职工的身体健康，因此，污水处理厂建设一套除臭系统是一件迫在眉睫的工程。
　　1. 污水处理厂恶臭物质的主要成分及来源
　　 恶臭物质的主要成分
　　在污水处理的过程中，恶臭物质的成分很复杂，主要含有烃类化合物，如烷烃、烯烃等；含氮化合物，如氨、胺类等；含硫化合物，如硫化氢、硫醇类等；含氧有机物，如醇、酮、有机酸等。这些物质在污水处理厂的各个构筑物普遍存在。其中无机的主要是氨气和硫化氢等，很大一部分是挥发性有机化合物。
　　 恶臭物质的来源
　　污水处理厂臭气的来源分为两类，第一类是从污水中直接挥发出来的，如排到市政管网中的工业废水和其它的有机溶剂挥发出来的恶臭气体；第二类是污水处理厂各个污水处理构筑物在进行生物反应过程中，由于微生物氧化的不完全，产生的各种挥发性的有机物和无机物。早在1988年，Frechen[1]对德国的100家污水处理厂产生的恶臭物质进行过调查研究，发现恶臭物质产生的主要位置是在一些厌氧和缺氧构筑物的生物反应不完全而产生的，如在污泥处理部分的污泥浓缩和脱水过程。
　　2. 恶臭物质的处理的技术现状
　　恶臭物质的控制有很多种，有些方法是在恶臭产生之前，优化污水处理的工艺，例如加一些化学药剂，改变微生物的生活环境，在满足出水水质达标的情况下，抑制恶臭物质的产生，这就是恶臭物质的自动控制；还有一些方法是在恶臭物质产生以后，集中收集处理，即被动控制，被动控制的方法有物理法，化学法、生物法以及一些新技术。
　　 物理法
　　物理的方法主要有掩蔽法、稀释法和吸附法。（1）掩蔽法是利用芳香烃化合物的香味来掩盖或抵消恶臭，但此方法治标不治本，只能让人们感觉不到臭味，而那些致臭物质仍然存在，还是会影响人们的身体健康；（2）稀释法是将恶臭气体由烟囱向高空排放，经过大气的稀释，保证污水处理厂附近生活的居民不受恶臭的危害，但是此法受气候和地形的条件影响，烟囱的高度也受影响，污染物质还是会污染大气；（3）吸附法是利用吸附剂吸收恶臭物质，此种方法都臭气的处理效率高，但是只适合低浓度的有机恶臭气体，还有吸附剂的价格昂贵，再生也比较困难。
　　 化学法
　　化学法除臭是利用化学药剂或化学方法与恶臭物质发生化学反应而达到除臭的目的。常用的化学法有湿法化学吸收法、化学氧化法，燃烧法、天然植物提取液喷淋技术等。
　　（1）湿法吸收法是利用化学药剂（如NaOH，NaCl等）与一些无机致臭物质发生化学反应，从而达到除臭的目的，这种方法对致臭物质的去除效率高，操作灵活，反应速度快，但工艺流程比较复杂，运行费用比较高，用水量也很大，化学物质的再生费也很高，现在这种方式也较少使用。（2）化学氧化法是利用强氧化剂氧化恶臭物质，达到除臭的目的，常用的强氧化剂有双氧水、臭氧、氯气、高锰酸盐等，这些方法在液相中反应的和化学吸收的工艺流程差不多，只是处理的效率不同而已，在气#p#副标题#e#相中反应有一些缺点，如臭氧和氯气，若其过量，容易产生二次污染。（3）燃烧法是在高温下恶臭物质和燃料气体充分的混合，来完全燃烧，可降解各种臭气，适用于高浓度，小流量的臭气，但是燃烧会消耗大量的能量，还容易造成二次污染，燃烧法在实际工程中还需要进一步研究。（4）天然植物提取液喷淋实质上是利用植物提取液挥发出来的液滴破坏恶臭物质，达到除臭的目的，但是此法不经济，运行费用，对于恶臭浓度大，更加不适宜，但是可以用于应急措施。
　　总之，化学法除臭反应速度快，稳定性好，但是运行中消耗化学物品，成本高，不经济。
　　 生物法
　　生物处理法是利用微生物的新成代谢来氧化分解恶臭物质。目前常用的生物法有土壤处理法、生物滤池法和生物滴滤池法。
　　（1）土壤处理法[2]是利用土壤里面的微生物氧化分解和土壤的物理吸附而达到去除致臭物质的目的。此方法适用于致臭物质浓度低，土地充裕的地方，但是维护管理工作量大，不适合暴雪暴雨的地方。
　　（2）生物滤池法是首先将致臭物质先通过增湿器，保证气体的湿度，让后通入到生物滤池，利用附着在载体上面的微生物新陈代谢，将致臭物质氧化分解为二氧化碳和水，从而达到除臭的目的，此法投资少，运行费用低，简单，高效，不产生二次污染，但是对进气浓度的波动适应性差，对温度、pH、湿度要求很高，填料上的营养物质消耗完或者填料被压实而需要定期的更换填料。
　　（3）生物滴滤池法和生物滤池法脱臭技术相近，但是其生物载体采用惰性材料，不易被微生物氧化分解，恶臭物质通过附着在载体的上的微生物时被氧化分解，此方法想对于生物滤池法而言，其占地面积小，生物滴滤塔内的环境也易于控制，填料也不需经常的更换，但是微生物的驯化时间比较长，同样也受温度的影响比较大适用于处理高浓度的恶臭气体。生物法处理致臭气体的共同点是处理过程简单，易维护管理，运行成本低，但是去除效果受环境的影响较大，特别是温度的影响，不同的生物法适用的范围也不同，各有优点。
　　 除臭新技术
　　除了上述的一些常规的处理方法外，还有一些新型的处理方法，如等离子体技术除臭，光催化氧化除臭技术，高能离子脱臭技术。
　　（1）等离子体除臭[4]是通过电子束或高压电放电的形式获得•O、•OH等活性粒子，大量活性粒子恶臭物质进行直接分解去除。等离子体去除恶臭物质主要包括以下过程：（1）在高能电子作用下，强氧化性自由基•O、•OH、等的产生；（2）有机物分子受到高能电子碰撞被激发，原子键断裂形成小碎片基团和原子；（3）•O、•OH、与激发原子、有机物分子、破碎的基团、其他自由基等发生一系列反应，有机物分子最终被氧化降解为CO、CO2、H2O；恶臭组分经过处理后，最终转变为SO3、NOx、CO2、H2O等小分子。
　　（2）光催化氧化除臭技术
　　TiO2类化合物在光照下，在O2、H2O体系中可发生催化反应，产生原子氧和氢氧自由基，它们具有很强的化学活性，可除臭。P.Pichat等人[3]采用纳米TiO2涂覆的玻璃纤维网，利用光催化处理臭气，效果较好。
　　（3）高能离子脱臭技术
　　高能离子除臭系统是瑞典的高新技术，它能有效地清除空气中的细菌，可吸入颗粒物、硫化物等有害物质，离子空气净化系统的工作原理是：置于室内的离子发生装置发射出高能正、负离子，与致臭物质的气体分子接触，打开气体分子的化学键，将其分解成CO2和H2O，离子发生装置发射的离子与空气中的尘埃粒子及固体颗粒碰撞，使颗粒荷电产生聚合作用，形成的较大颗粒靠自身重力沉降下来，达到净化目的；发射的离子还可以与室内静电、异味等相互发生作用，同时有效地破坏空气中细菌生存的环境，降低室内细菌浓度，并将其完全消除，但对臭味的去除不是很有#p#副标题#e#效。
　　3. 污水处理厂除臭工程实例
　　城市的高速发展，人们生活水平的提高，国内许多污水处理厂新建了配套的除臭工艺系统，下面就以下几个污水厂的工艺进行介绍：
　　 长春市南部污水处理厂工程生物法除臭
　　长春市南部污水处理厂实际情况，将除臭范围选择在粗细格栅间、污泥浓缩机房和运泥间，需要进行除臭的空间总体积约5100m3，封闭环境的抽风换气次数按4次/h计，设2台风机，1台用于粗细格栅间换气，另1台用于污泥浓缩机房换气。
　　水厂设计的时候采用了二级生物除臭法和离子除臭进行了对比。从投资方面对比：生物法一次性投资为111万元，运行成本为17万元/a，离子法的一次性投资为179万元，运行成本为9.2万元/a；技术方面对比：生物法技术比较成熟可靠，国外已有大量成功应用的实例和经验，应用于本项目中风险较小，离子法属于相对较新的技术，在污水处理厂中成功应用的可靠工程实例还很少见，其技术可靠性、运行效果还有待考察。
　　 长沙市金霞污水厂高能离子脱臭技术
　　金霞污水处理厂设计规模15万m3/d，采用A/O(缺氧/好氧)生物工艺，运行中的污水处理厂将产生大量的恶臭气体。
　　技术分析：9小时连续运行，臭源VOC浓度周期性变化从25~100ppm，室内浓度则从15~16.7ppm逐渐衰减到0~1ppm；室内测点离子浓度始终保持在160~170Ions/cm3；H2S气体浓度也保持为0；经济分析：高能离子净化系统对污水厂脱水污泥臭气的净化效果较显著，运行成本分析如下：24小时运行耗电量仅为0.53kwh；单位空间耗电量为0.018kwh/m3.d；按每度电0.45元计算：净化1m3的成本约为0.0081元/m3.d；污泥脱水车间以1000m3为计，则运行成本直接耗电费用为8.1元/d。
　　但是高能离子脱臭技术处于研究阶段,，我国的发展现状，还应对此技术进行进一步的试验研究再应用于生产实践。
　　 猎德污水厂一二期泥系统除臭工程
　　猎德污水处理厂投产运行的一、二期工程设计总规模44万m3/d，设计除臭总量为23000m3/h，除臭系统采用洗涤—生物滤床联合除臭工艺对收集的臭气进行处理。
　　广州市猎德污水处理厂一、二期泥系统除臭工程，静态总投资1472.70万元，其中第一部分工程费用1274.23万元，其中建筑工程515.19万元，设备投资607.01,安装工程152.02。洗涤—生物滤床联合除臭工艺对臭气中主要污染物处理效果显著，NH3去除率大于90%，H2S去除率大于99%。
　　 桐乡污水处理厂除臭工程
　　桐乡污水处理厂采用植物提取液臭气净化工艺，将除臭剂通过雾化装置安装在臭气源的周围，让雾化的除臭剂分解空间的异味分子，使之在没有扩散之前消除，达到除臭的目的。
　　该项目工程总投资约200万元，日运行最高费用为13000元，实测对H2S的去除率为65%，对NH3的去除率达73%。
　　4. 结论
　　生物法处理城市污水处理厂的致臭物质在国内外都有成熟的工艺，并且处理的效果能达标，运行方便，操作简单，占地面积也比较少，运行费用低，便于维护，但是其处理容易受气温的影响，当气温过低时，影响了微生物的活性，处理的效果就不能达标，对于难溶于水的有机挥发物的处理也是一个难题；利用高能离子脱臭在其机理上可行，并且在中试的过程中达到了很好的效果，此方法应该进行进一步的研究，将来也可能是城市污水处理厂除臭系统的主流。
　　参考文献
　　[1]FrechenFB.OdouremissionsandodourcontrolatwastewatertreatmentplantsinWestGermany.Wat.Sci.Tech.,1988,20:261-266
　　[2]徐晓军,宫磊,杨虹.恶臭气体生物净化理论与技术.化学工业出版社，2005
　　[3]P.Pichat,J.Disdier,C.Hoang-Van,etcPurification/deodorizationofindoorairandgaseouseffluentsbyTiO2photocatalysis.CatalysisToday,2000,63:363-369.
　　[4]阮建军,施耀.一种新型的除臭技#p#副标题#e#术—非平衡等离子体.中国环境保护论文精选.中国地大出版社，2006