近年來,隨著大型城市汙水處理廠的大量建成,作為汙水廠附屬產品的臭氣,以及相應的臭氣處理也越來越受到人們的關注。城市汙水處理過程中產生的臭氣主要集中在進水泵房、初沉池、曝氣池、儲泥池、汙泥濃縮池、汙泥脫水機房以及堆棚處。這些致臭物質主要有硫化氫、氨等無機物和低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類、滷代烴等有機物。據分析,成分中氨的濃度最高,其次是H2S;臭氣的強度中甲硫醇最大,其次是H2S(其臭氣強度達到了強臭的程度)。這些汙染物具有易揮發、嗅閾值低等特點,不僅嚴重汙染周邊居民的生活環境,危害人體健康,而且對汙水處理廠的金屬材料、設備和管道具有強烈腐蝕性,因此採取除臭措施非常必要。
隨著社會經濟的發展、生活水平的提高和公眾環境意識的日益增強,城市汙水處理廠的惡臭汙染也就成為亟待解決的首要問題。因此在建設汙水處理廠的過程中,除了設置必要的汙水、汙泥處理與處置系統外,還需針對汙水處理廠臭氣物質的成分和臭氣的強度,選擇合適的除臭技術,設置經濟有效的除臭系統。
對汙水處理廠常用的幾種惡臭處理技術進行技術經濟因素綜合比較分析,以尋找高效率、低能耗、無二次汙染的除臭技術,為城市汙水處理廠選擇除臭系統提供科學依據。
汙水處理廠常用的除臭技術及應用現狀
城市汙水處理系統由於其特殊性而具有成分複雜多變,有毒有害、動態負荷顯著以及排汙持續、近居民區,且很多時候是短時間突發的,較難於捕集和收集,也給治理帶來困難。目前汙水處理廠工程上常用惡臭氣體處理技術主要有生物濾池、生物滴濾塔、生物濾床、植物提取液除臭、活性炭吸附、高能離子除臭、化學除臭和活性氧除臭等。
1、生物濾池
生物濾池主要包括增溼器和生物處理裝置兩部分。由引風機收集的臭氣經增溼裝置預處理(有的預處理還包括溫度調節、去除顆粒物等)後進入生物處理裝置,氣體中的汙染物從氣相主體擴散到填料外層的水膜並被填料所吸附,最終降解為二氧化碳、水等,處理後的氣體從生物濾池的頂部排出。生物濾池的填料層是具有吸附性的濾料(如土壤、堆肥、活性炭等)。堆肥生物濾池因其較好的通氣性和適度的通水和持水性,以及豐富的微生物群落,能有效地去除烷烴類化合物如丙烷、異丁烷,對酯及乙醇等生物易降解物質的處理效果更佳。如深圳市羅芳汙水處理廠二期工程厭氧池增設了生物濾池除臭系統。目前,除臭裝置已投入試運轉,運行正常,達到了預期除臭效果。
2、生物滴濾塔
生物滴濾塔主體為填充塔,內有一層或多層填料,填料表面是由微生物區系形成的幾毫米厚的生物膜。含可溶性無機營養液的液體從塔上方均勻地噴灑在填料上,液體自上向下流動,然後由塔底排出並循環利用。有機廢氣由塔底進入生物滴濾塔,在上升的過程中與潤溼的生物膜接觸而被淨化,淨化後的氣體由塔頂排出。在歐美、日本等國家,生物滴濾塔工藝被廣泛應用於汙水廠臭氣處理工程中。在國內也有應用的工程實例,如廣州大坦沙汙水處理廠採用生物滴濾法對臭氣進行處理,運行1年後,排氣口的臭氣濃度為17～19。
3、生物濾床
生物濾床除臭原理是將氣體收集並加溼後通過管道輸入生物濾床底部並使其擴散於土壤內,臭氣中多種汙染成分溶於水後吸附於土壤穎粒表面。經過一段時間在土壤顆粒表面可逐漸培養出針對致臭物質的微生物,並可不斷將致臭物質分解,完成脫臭。生物濾床法的工藝流程為:臭氣收集→風管輸送→抽風機→預洗池加溼→生物濾池→排氣。濾床填料可採用海綿、幹樹皮、乾草、木渣、貝殼、果殼及其混合物等。廣州獵德汙水處理廠採用洗滌-生物濾床聯合除臭工藝對汙泥濃縮池、脫水間臭氣進行處理,NH3去除率大於90%,H2S去除率大於99%。
4、植物提取液除臭
植物提取液除臭的機理為臭氣中的異味分子被噴灑分散在空間的植物提取液液滴吸附,在常溫下發生各種反應,生成無味無毒的分子。在汙水廠中,植物提取液除臭劑主要應用於提升泵房、生物處理池、汙泥脫水車間等產生惡臭氣體且惡臭氣體不便於收集的構築物內。國內天山汙水廠採用植物提取液去除惡臭氣體中H2S,平均去除率達到96%以上,廠界符合二級排放要求。
5、活性炭吸附
活性炭吸附的除臭機理主要是利用活性炭的吸附作用,使惡臭氣體通過吸附劑填充層而被吸附去除。活性炭除臭工藝是一種高效的除臭技術,對惡臭物質有較大的平衡吸附量,對多種惡臭氣體都可達到較好的吸附效果,但運行費用高,需定期維護,常用於低濃度臭氣和脫臭的後處理。哈爾濱某汙水處理過程中化學吸收與活性炭吸附聯合除臭技術的應用,經過1年的運行,除臭效果良好,設備運行穩定,取得了良好的社會和環境效益。
6、高能離子除臭
高能離子淨化系統工作原理是置於室內的離子發生裝置發射出高能正、負離子,它可以與室內空氣當中的有機揮發性氣體分子(VOC)接觸,打開VOC分子化學鍵,分解成二氧化碳和水;對硫化氫、氨同樣具有分解作用;離子發生裝置發射離子與空氣中塵埃粒子及固體顆粒碰撞,使顆粒荷電產生聚合作用,形成較大顆粒靠自身重力沉降下來,達到淨化目的;發射離子還可以與室內靜電、異味等相互發生作用,同時有效地破壞空氣中細菌生存的環境,降低室內細菌濃度,並將其完全消除。
高能離子淨化系統在歐洲諸國應用於醫院、辦公樓、公眾大廳等,以空氣淨化以致達到模擬自然森林空氣清新的效果。近些年逐步開發應用於汙水處理廠和汙水提升泵房的脫臭方面,法國、英國、蘇格蘭、瑞典等國的應用實例很多。國內杭州市高新區(濱江)2#、4#汙水泵站採用高能離子除臭系統,泵站惡臭氣體處理排放達到國家二級標準。
7、化學除臭
化學除臭法是用化學介質(NaOH、NaOCl)與H2S進行反應,從而達到除臭目的。化學除臭法耐衝擊負荷強,可間歇工作,工作方式靈活。但化學除臭法主要是針對H2S而進行的,成本高且臭味中含有多種氣體成分很難用單一的化學反應來消除臭味。總之,用化學吸收法來處理臭味不是很成熟,該方法有待進一步來完善。
8、活性氧技術
活性氧技術除臭原理是在常溫常壓下高壓脈衝放電將空氣中氧分子電離成臭氧(O3)、原子氧(O)、羥基自由基(OH)等活性氧,活性氧中的離子氧有極強的氧化能力,其氧化能力是氧氣的上千倍,可以將氨、硫化氫、硫醇等汙染物,以及惡臭異味其它有機物迅速氧化,氧化所需時間只在百分之秒,同樣,活性氧的壽命只有數秒。一般汙水廠脫硫工藝中,活性氧劑量在1×10-6～25×10-6,該工藝反應停留時間是最重要參數,與惡臭濃度及去除要求有關,一般為幾秒到幾分鐘。大連老虎灘汙水處理廠採用活性氧技術對細格柵間、CAST反應池、脫水機房進行了除臭處理,除臭效果可以達到《惡臭汙染物排放標準》(GB14554-93)和《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》(GB18918-2002)的一級標準。老虎灘汙水處理廠已經竣工並通過了環保驗收。
編輯：張偉