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前言

長期以來，由于資金、認(rèn)識等方面的限 制，我國污水處理廠及其相關(guān)設(shè)施的建設(shè)極少考慮臭氣的處理問題。但隨著近年公眾環(huán)保意識的逐步提高以及城市的飛速發(fā)展，有關(guān)污水處理設(shè)施臭氣影響市民生活 質(zhì)量和健康的投訴案例屢見報端，呈上升的趨勢。在凈化保護(hù)水環(huán)境的同時，如何處理好臭氣已成為我們廣大環(huán)境保護(hù)工作者當(dāng)前急需解決的課題之一。在這方面， 許多發(fā)達(dá)國家走在我們的前面。本文借此機(jī)會就日本的脫臭技術(shù)進(jìn)行簡要介紹，供同行交流。

1 污水處理設(shè)施臭氣物質(zhì)成分及其衡量指標(biāo)

根據(jù)日本惡臭防止法的說明，特定的惡臭物質(zhì)有22種之多。但源于城市污水處理設(shè)施的臭氣，與污水的來源有關(guān)，主要以H2S、CH3SH、(CH3) 2S、(CH3) 2S2、NH3、(CH3) 3N等六種物質(zhì)為主。在實際應(yīng)用中，除臭設(shè)備的設(shè)計常以H2S等前5種成分為考慮對象，(CH3) 3N則忽略不計。

對于臭氣物質(zhì)，日本常用的發(fā)臭程度衡量指標(biāo)主要有：

（1）臭氣物質(zhì)濃度：單位ppm

（2）臭氣濃度：將臭氣稀釋至無臭感覺時的稀釋倍數(shù)

（3）臭氣指數(shù)：10乘以臭氣濃度的對數(shù)，即10×Log（臭氣濃度）

（4）六級臭氣強(qiáng)度評價法：

0級 無臭 3級 臭味明顯 1級 微有臭氣感覺（儀器檢知） 4級 臭氣較強(qiáng) 2級 略有臭味的感覺（嗅覺感知） 5級 強(qiáng)烈惡臭

2.5、3.5級：為防止臭氣擴(kuò)散影響周圍環(huán)境，日本惡臭防止法對污水處理設(shè)施與周邊外界交界處惡臭成分的物質(zhì)濃度允許值，依據(jù)地域的社會、自然條件做出了詳細(xì)規(guī)定，其相應(yīng)的臭氣強(qiáng)度上、下限分別為2.5和3.5。

 

相對于前3種衡量指標(biāo)，六級臭氣強(qiáng)度評價法簡潔明了，易于公眾接受和理解，常用于代替物質(zhì)濃度來表示臭氣的程度。上述各臭氣程度衡量指標(biāo)間的相互對應(yīng)關(guān)系，如表1、2所示：

 

表1 六級臭氣強(qiáng)度和惡臭物質(zhì)濃度(ppm)的關(guān)系 強(qiáng)度名稱 物質(zhì)濃度 1 2 2.5 3 3.5 4 5 NH3 0.1 0.6 1 2 5 10 40 CH3SH 0.0001 0.0007 0.002 0.004 0.01 0.03 0.2 H2S 0.0005 0.006 0.02 0.06 0.2 0.7 8 (CH3) 2S 0.0001 0.002 0.01 0.05 0.2 0.8 2 (CH3) 2S2 0.0003 0.003 0.009 0.03 0.1 0.3 3 (CH3) 3N 0.0001 0.001 0.005 0.02 0.07 0.2 3

 

 

表2 臭氣強(qiáng)度和臭氣指數(shù)、臭氣濃度的關(guān)系 臭氣強(qiáng)度 臭氣指數(shù) 臭氣濃度 2.5 10-15 10-32 3 12-18 15-63 3.5 14-21 25-126

2 污水處理設(shè)施臭氣主要成分的物質(zhì)濃度

 

地域不同，水質(zhì)各異。產(chǎn)生臭氣的物質(zhì)和濃度隨著季節(jié)的 更替，各廠處理工藝、工段（設(shè)施設(shè)備）的不同而變化。設(shè)計臭氣處理設(shè)施，首先需要了解臭氣的主要成分及其濃度。事實上，對于新建的污水處理設(shè)施，實測的臭 氣數(shù)據(jù)往往較難得到。日本下水道事業(yè)團(tuán)技術(shù)開發(fā)部在統(tǒng)計匯總該國污水處理廠運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上，提出標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法污水處理廠臭氣物質(zhì)及其濃度（物質(zhì)濃度、 臭氣濃度）的參考數(shù)據(jù)，如表3所示：

表3

臭氣成分 物質(zhì)濃度ppm（污水處理部） 物質(zhì)濃度ppm（污泥處理部） H2S 0.6 30 CH3SH 0.07 3 (CH3) 2S 0.04 0.4 (CH3) 2S2 0.005 0.4 NH3 0.4 2 綜合臭氣濃度 1,000 100,000

3 臭氣處理工藝簡介

 

設(shè)計臭氣處理工藝設(shè)施，首先應(yīng)采取必要措施盡量避免臭氣的擴(kuò)散和稀釋，以最大限度地減少脫臭風(fēng)量負(fù)荷。在此，本文不做描述。

（1）藥液洗脫法

利用臭氣成分與化學(xué)藥液的主要成分間發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)生成新的無臭物質(zhì)以達(dá)到脫臭的目的。臭氣成分不同，其對應(yīng)的化學(xué)藥劑也各異；本法常配活性炭吸附塔于其后。

化學(xué)藥劑 去除的臭氣物質(zhì) 酸液（鹽酸、硫酸等） NH3及胺類 堿液（氫氧化鈉等） H2S及低級脂肪酸類 氧化劑溶液（NaCl2O、H2O2、O3、K2MnO4、K2CrO4） H2S、 CH3SH和醛類物質(zhì) 水 NH3及胺類易水解性物質(zhì)

（2）土壤脫臭法

 

利用土壤中生存的微生物在臭氣通過土壤時將其成分氧化分解，達(dá)到除臭目的。該法在脫臭過程中應(yīng)用了微生物，故也稱為生物脫臭方式的一種。

土壤脫臭法在處理高濃度或濃度變化較大的臭氣方面，不太充分。此外占地較大（1m3／分的處理風(fēng)量需要3～5m2土地），一般適用于臭氣濃度低以及土地充裕的地方。

為保證土壤脫臭法的脫臭性能，要時常注意土壤床的壓力變化。

當(dāng)壓力損失上升時，需松動土層或更替過濾砂層，同時加強(qiáng)出草、澆水等日常管理。一般而言，土壤脫臭法的建設(shè)費(fèi)用比其他方式要低，但維護(hù)管理工作量較大。在常年積雪和土壤容易凍結(jié)的地方采用要慎重考慮。

吸附法這是一種以活性碳為原料，利用活性炭的吸附功能對臭氣進(jìn)行處理的除臭方式。鑒于它脫臭效果良好，維護(hù)維護(hù)容易而被廣泛應(yīng)用；雖然建設(shè)費(fèi)用較高，但對于小型處理裝置來說，本法比藥液洗脫法相對還便宜一些。

由于活性炭的吸附能力極易受臭氣中的潮氣、灰塵等雜物的影響而下降，為防止活性炭受潮，常需在脫臭管道上安裝除濕、除塵裝置，如在脫臭吸附塔的前面以及抽風(fēng)扇等處設(shè)置加熱器等。

4）填充塔式生物脫臭法

 所謂生物脫臭，即利用好氧微生物的新陳代謝作用，將臭氣成分氧化分解而實現(xiàn)脫臭的目的。近年來，隨著性能優(yōu)良的固定化填料單體的開發(fā)，填充塔的高效性和 結(jié)構(gòu)的緊湊性等優(yōu)點(diǎn)得到充分體現(xiàn)，逐漸成為生物脫臭裝置的主流。與普通物理化學(xué)脫臭方式相比，它具有管理維護(hù)容易、運(yùn)行費(fèi)用低、脫臭效果好的優(yōu)點(diǎn)。該法對 污水處理過程產(chǎn)生的富有N、S成分臭氣的處理效果優(yōu)良，同時對臭氣濃度變化幅度大、以及吸附藥液洗脫法難處理的高濃度臭氣均具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。

鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)用中常將它與活性炭脫臭結(jié)合使用，利用它高效的前處理，降低活性炭再生、更換頻率，從而減少運(yùn)行費(fèi)用。

（5）其他

① 活性污泥脫臭法（曝氣氧化法）：將臭氣與供氧的空氣一同送往曝氣池，利用池中的活性污泥吸附分解臭氣成分，達(dá)脫臭目的。本法設(shè)備投資、維護(hù)管理費(fèi)較少，但需注意鼓風(fēng)機(jī)與配管等的防塵和腐蝕保護(hù)，另外活性污泥特有的氣味也應(yīng)事先考慮到。

② 樹脂離子交換法、臭氧氧化法：尚在實驗探討階段，其除臭效果和相關(guān)因素未有全面評價，應(yīng)用時需充分論證。

③ 直接燃燒法、輔助燃燒法：確有脫臭功效。但污水處理設(shè)施所發(fā)生的臭氣濃度一般不太高且氣量很大，相對而言建設(shè)投資和運(yùn)行管理費(fèi)用都很高，采用時要謹(jǐn)慎考慮。

4 四種常用脫臭工藝比較

四種常用脫臭工藝比較見下表4。

5 脫臭工藝應(yīng)用建議

除臭設(shè)施的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)污水（泥）處理流程，針對臭氣濃度高低、風(fēng)量大小等參數(shù)的不同而區(qū)別考慮：

臭氣源 脫臭工藝 沉砂池、初沉池 活性碳吸附／土壤脫臭／活性污泥法脫臭1＃ 反應(yīng)池 活性炭吸附（必要時） 二沉池 原則上不需脫臭 污泥濃縮、存儲、脫水系統(tǒng) 填充塔式生物脫臭法＋活性炭吸附 污泥焚燒、熔融系統(tǒng) 燃燒脫臭或填充塔式生物脫臭法＋活性炭吸附2＃ 污泥堆肥系統(tǒng) 水洗法或化學(xué)藥液洗脫法或填充塔式生物脫臭＋活性炭吸附

注：1＃：當(dāng)臭氣的濃度高于表三所列數(shù)值時，可設(shè)置填充式生物脫臭塔作為前處理。

 

2＃：采用污泥焚燒爐對臭氣進(jìn)行燃燒處理，需考慮焚燒爐不運(yùn)行時的處理對策。

另外，對于小規(guī)模的污水處理廠，水泥區(qū)的臭氣也可統(tǒng)一采用填充式生物脫臭塔＋活性炭吸附法或視其臭氣量的多少單獨(dú)應(yīng)用活性炭吸附法進(jìn)行處理。 

表4 四種常用脫臭工藝比較表 脫臭法 藥液洗脫+活性碳吸附 活性碳吸附 土壤脫臭 填充塔式生物脫臭+活性碳吸附 概要 利用酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)的氧化、中和反應(yīng)將臭氣成分分解去除。 利用添加了化學(xué)藥品的活性炭的物理吸附及其中的化學(xué)反應(yīng)將臭氣成分去除。 利用土壤的吸附作用將臭氣成分吸著，土壤中的微生物進(jìn)一步將其分解。 利用填充層內(nèi)附著生長的微生物分解臭氣。 未分解的臭氣及藥品的氣味由后段的活性炭吸附塔除去。 未被去除的臭氣用活性炭進(jìn)一步處理。 脫臭性能 ◎ ◎ ◎ ◎ 低濃度臭氣 ◎ △ × ◎ 高濃度臭氣 臭氣濃度越高除臭效果越明顯。 對低濃度臭氣處理效果好。 不用于高濃度臭氣處理。 對高濃度臭氣的處理性能優(yōu)越。 　 　 對于高濃度臭氣則需要頻繁更換活性炭。 微生物易受溫度、水分等環(huán)境因素的影響。 后段吸附塔出口的臭氣強(qiáng)度可達(dá)2.0以下。 需要空間 ○ ◎ × ○ (活性炭法所需空間為1) 1.2--1.5 1 4～6 1.2～1.5 　 　 用地面積最少 室外需有寬闊的空地 與藥液洗脫法一樣 維護(hù)管理 △ ◎ ○ ◎ 低濃度臭氣 △ △ △ ◎ 高濃度臭氣 各種風(fēng)機(jī)、控制設(shè)備繁多，維護(hù)繁雜。需要定期（2-4周/次）補(bǔ)充藥品。 管理容易，對于低濃度臭氣，約半年-1年要更換一次活性炭。 需定時剪草、灑水；當(dāng)壓力損失增大時要松動土壤；如吸附層酸化則調(diào)整PH值。 對于高濃度臭氣，需每年更換一次活性炭。 　 廢液也需處理 　 　 　 運(yùn)行費(fèi)用 △ ○ ◎ ◎ 低濃度臭氣 ○ × × ◎ 高濃度臭氣 臭氣中的CO對堿的消耗量大。處理高濃度臭氣相對有利。 吸附劑價格高。 如不考慮人工費(fèi)則運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最少。 填充層一般不需更換，活性碳的壽命較長。 　 　 若處理高濃度臭氣則費(fèi)用更高。 　 　 建設(shè)費(fèi) △ ◎ ◎ 如不考慮用地費(fèi)則最便宜 ○ 比藥液洗脫+活性碳吸附法便宜 應(yīng)用 ◎ 特別是處理污泥臭氣。 ◎ 多用于低濃度臭氣處理。 ○ ○ 近年來呈快速上升趨勢。

 

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