除臭技术在污水处理的应用

摘要:本文就除臭研究的目的和意义、臭气的种类与测定、中试除臭方法与工艺等问题进行了介绍，同时就除臭试验及试验情况与结果进行了分析。

关键词：污水处理 除臭

1臭气的测定

1.1排放标准

污水处理厂产生的臭气都属于无组织排放，并且属于复合型恶臭污染物，主要指标为硫化氢、氨、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫醚、二硫化碳、三甲胺、苯乙烯和臭气等九项，主要依据《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定的废气排放标准，部分气体执行《恶臭污染物排放标准》

2中试除臭方法与工艺

污水处理厂臭味的处理方法有很多，如直接焚烧法、臭气氧化法、化学吸附法、活性碳物理吸附法、生物脱臭法、土壤脱臭法等，但经济实用的还属生物除臭技术。本文将对生物法、土壤法、离子法进行试验研究。

2.1 生物法（填充塔式生物过滤脱臭法）

2.1.1工作原理

生物脱臭是在适宜条件下，利用载体填料（人工或天然）比表面积上的细菌和其它微生物的作用脱臭。臭气物质先被填料吸收，然后被填料上附着的微生物氧化分解，从而完成臭气的除臭过程。固体载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，因为微生物生长需要足够的有机养分，所以固体载体必须具有高的有机成分。要使微生物保持高的活性，还必须为之创造一个良好的生存条件，比如：适宜的湿度、压力损失、pH值、氧气含量、温度微生物种类、过滤材料等。实际生产设计要求，载体填料相对湿度保持在80～95%，所以经常采用喷淋原污水或初沉池出水以提供水分和营养源。环境条件变化会影响微生物的生长繁殖，因此在试运行时或改变工况时要考虑生物过滤池会有一个适应期。

2.1.2影响因素

生物过滤池的工作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值。

（2）停留时间：停留时间由体积流量、自然堆放体积和空池体积决定。

（3）气味物质浓度

2.1.3滤料选择

生物脱臭塔最主要部分是填料。一种好的载体填料必须满足：容许生长的微生物种类丰富；为微生物提供栖息生长大的比表面积；营养成分合理（N、P、K和微量元素）；有好的吸水性；自身无异味；吸附性好；结构均匀孔隙率大；材料易得且价格便宜；耐老化(运行时间长、养护周期长)；运行、养护简单。单成分填料一般只满足上述的部分要求，配方合适的多成分混合物可以较全面地满足要求。常用的填料有：木屑、垃圾堆肥过程的产物、沙、土壤、石头、贝壳、干树皮、干草、纤维性泥炭或其混合物。近年来，有机或无机的人工合成材料也逐渐被开发和使用，像塑料、半软性塑料。由于人工合成材料的强度、比表面积和均一性均优于多数天然材料，生物过滤洗涤塔的操作和处理能力上将会有一个大的飞跃，如可望将生化反应停留时间从传统的45到60秒缩短到6秒钟。这样，同样滤料通过面积的处理能力可增加7到10倍。。由于填料本身是有机养分，当过滤池暂停运行时，微生物可以利用填料的有机成分继续维持生命活动。

2.1.4优缺点

它具有独特的优点，具有较强的恶臭去除能力、装置简单、能耗低、不受冬季寒冷气候的影响，如果设计得当，运行和维护费用很低。该法对污水处理过程产生的富有N、S成分臭气的处理效果优良，同时对臭气浓度变化幅度大、以及吸附药液洗脱法难处理的高浓度臭气均具有很强的适应性。主要缺点是占地面积大、难以控制滤料的均一性、透气性、湿度、温度和pH值等至关重要的操作参数。从气味源收集到的气体被送到生物过滤池处理，进过滤池的空气要求潮湿，相对湿度必须为80%～95%，否则填料会干化，微生物将失活。为了防止过滤池被堵塞，必须在空气进入以前除去其中的小颗粒，所以空气进入以前要进行水洗以提高湿度，并去除灰尘和分离油分。运行中要调节喷水量，维持洗涤器中气体达到所要求的湿度。当氨气浓度超过35ppm时，氨离子会积累在过滤料中，从而降低去除效果。生物过滤法还需用大量的水来加湿进气流和保持过滤料接近100%的最佳湿度环境，过程中会产生大量的渗沥液，需要适当处理或处置。

2.2 土壤法

2.2.1工作原理

利用土壤中生存的微生物在臭气通过土壤时将其成分氧化分解，达到除臭目的。该法在脱臭过程中应用了微生物，故也称为生物脱臭方式的一种。土壤脱臭机理主要可分为物理吸附和生物分解两类，恶臭气体－如胺类、硫化氢、低级脂肪酸等水溶性臭气类，被土壤中的水分吸收去除，而非溶性臭气则被土壤表面物理吸附继而被土壤中微生物分解。土壤层所采用的介质为地表沃土特别是腐植上，必要时需要改良，使土壤形成具有吸附作用的胶状颗粒，增加床层的通气性。据监测，从床层表层到500m的土层中大量存在细菌、防线菌、霉菌、原生动物、藻类及其它微生物，每克土壤中可达数亿个，其中藻类能够助长细菌繁殖，细菌又是原生动物的饲料，这些微生物构成了一个稳定的生物群落系统，具有较强的分解污染物的能力。土壤微生物降解速度与有机物浓度成正比，超过一定浓度后降解速度与浓度无关。

2.2.2优缺点

土壤法优点是设备简单，投资、运转费用低，维护管理费用低，效果与活性炭脱臭同等，处理1m2的臭气需2.5～3.3 m2土地，在土壤上可以种植花草进行绿化，植物的根系不但可以保持土壤湿度、还可以增加土壤透气性，而且根系中的微生物也为废助降解做出了贡献。

但不适于降暴雨、下大雪地区；对于高温、高湿和水分、尘土、微尘等气体须预处理。土壤脱臭法在处理高浓度或浓度变化较大的臭气方面，不太充分。此外占地较大（1m3／分的处理风量需要3～5m2土地），一般适用于臭气浓度低以及土地充裕的地方。

为保证土壤脱臭法的脱臭性能，要时常注意土壤床的压力变化。当压力损失上升时，需松动土层或更替过滤砂层，同时加强出草、浇水等日常管理。一般而言，土壤脱臭法的建设费用比其他方式要低，但维护管理工作量较大。在常年积雪和土壤容易冻结的地方采用要慎重考虑。

2.2.3土壤参数

设计土壤脱臭时选择的土壤指标应是：腐殖土为好，亚粘土等红土需掺入鸡粪、垃圾和污泥肥料进行改良后使用；矿质土和粘土不宜。土壤水分40～70%为宜。过于干燥的土壤需装设水喷淋器。种植草坪土壤表面保持倾斜，作为防降暴雨的措施。土壤的有效厚度不要小于500mm；温度可在5-355℃，最佳为 25～ 35℃；湿度 50％～ 70％；PH值 7～8。废气通过速度以2mm ～17mm／s（一般选为5mm／s）为宜。土壤系统使用一年后会发生酸化，应及时加入石灰，调整 pH值[7,8,9]。

3.3 电离法（污泥活性炭吸附＋电离氧化）

3.3.1工作原理

它是在原有的活性炭吸附的基础上改进的，增加了电离氧化的工艺，解决了吸附剂须经常更换，操作成本高的缺点。电离氧化是通过离子发生装置――使用中频、高压电场，通过分子共振原理，在常温下将异味的有机碳氢化合物分子电离，变成H＋和C4＋等离子体，等离子体进入催化剂反应罐后，被氧化成水和二氧化碳。同时，发射离子与空气中尘埃粒子及固体颗粒碰撞，使颗粒荷电产生聚合作用，形成较大颗粒靠自身重力沉降下来，达到净化目的；发射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。

2.3.2优缺点

可以高效去除有机异味，效率高达95％，可靠性高、无易损件、无消耗件，操作方便，无需日常维护，占地面积小，没有二次污染。

缺点是对臭气浓度变化幅度大、以及吸附药液洗脱法难处理的高浓度臭气均适应性较差，建设费和运行费用较高。同时由于活性炭的吸附能力极易受臭气中的潮气、灰尘等杂物的影响而下降，为防止活性炭受潮，常需在脱臭管道上安装除湿、除尘装置，如在脱臭吸附塔的前面以及抽风扇等处设置加热器等。

3 除臭试验

3.1 试验地点

由于污泥区和生化区的臭源比较分散，面积大，不利于进行中试。所以选取格栅间和沉砂池作为试验点。

3.2 试验具体目的

从监测结果，我们可以获悉，硫化氢是主要的污染源，它散发出的臭鸡蛋般的味道，极大的影响并危害了人们的健康。所以，本次试验具体方式是运用现阶段比较流行的处理方法和工艺开展研究，测取相关参考数据，进行运行状态数据分析，计算装置的除臭效果，验证系统的运行条件，检验控制系统的响应与可靠性，校正相关控制模型和算法，测算合理经济的运行成本，同时对厂区的臭气污染源的浓度和成分进行综合测定。

3.3采样点与采样频率

选在设备的进气口和出气口开，其中硫化氢：每天2次，氨气：每周1次，为期三个月。

3.4分析设备及方法

硫化氢：便携式采样分析仪（进口）；量程：0－100ppm，分辨率0.1ppm；氨：手动气泵（进口）及氨管测定对比仪。

4 试验情况与结果

4.1 生物过滤塔法

臭气来源：漩流沉砂池臭气

设计流量：300－1000m3/h

设备情况：选用MET－PRO公司的恶臭控制系统试验性比例装置，便携式试验性加湿舱、控制设备、监控设备、便携式过滤器介质容器，为两级除臭系统，初步洗涤器/加湿舱对污浊气流进行初步加湿，可以通过改变温度和送入洗涤器水量来调节加湿容量和空气流出湿度，并可根据现场的情况进行调节，有效的去除氨和其他水溶性污染物。

生物介质：多种特制滤料和菌种及分散剂

环境温度：15－36℃

5结束语

从三种方法的试验情况来看，基本上能实现出去H2S，降低臭气浓度的目的，在进气浓度不高的情况下，出气浓度能达到国家标准。其中，生物滤料法能起到适应范围广，能灵活调节处理能力的作用，土壤法处理则显示出处理稳定性较高的优点，而电离法操作性简单，维护量少，容易装配和移植。