污水處理廠中常用的除臭技術(shù)

李聰暖，卿 寧，羅儒顯

（五邑大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 江門 529020）

污水處理廠中常用的除臭技術(shù)

李聰暖，卿 寧，羅儒顯

（五邑大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 江門 529020）

近年來，除臭技術(shù)發(fā)展迅速，本文主要就除臭效果較好的生物脫臭法和幾種新型的除臭方法做一些簡要綜述．

污水處理；除臭；生物除臭

污水排放與處理過程中揮發(fā)的惡臭（異味氣體）作為環(huán)境公害之一，直接危害著人們的健康．除臭技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用能有效地遏止污染的擴(kuò)大與蔓延．近年來，除臭技術(shù)發(fā)展迅速，已由最初的活性炭吸附法、臭氧氧化法、燃燒法，發(fā)展到生物除臭法以及國內(nèi)外目前較為廣泛的離子法除臭技術(shù)和天然植物液除臭技術(shù)等．

1 臭氣污染成分分析

城市污水處理廠溢出的惡臭物質(zhì)一般可以分為五類[1]：第一類為含硫化合物；第二類為含氮化合物；第三類為由碳、氫或碳、氫、氧組成的烴類化合物；第四類為含氧有機(jī)化合物；第五類為鹵素及其衍生物．對于城市污水處理廠，常常以氨（NH3）、硫化氫（H2S）的濃度作為惡臭污染狀況的代表指標(biāo)．

惡臭處理法從除臭的原理上[2]可概括成物理法、化學(xué)法和生物除臭法三類．

2 生物除臭法

生物除臭法主要有生物吸收法、生物過濾法、生物土壤法和生物濾床法等．

2．1 生物吸收法

生物吸收法（又稱生物洗滌法）多采用活性污泥，先將惡臭成分轉(zhuǎn)移到水中，再對污水進(jìn)行微生物處理．按氣液接觸方式分可為洗滌式活性污泥法和曝氣式活性污泥法兩種形式．

2．1．1 洗滌式活性污泥法

該法的原理是將惡臭氣體和含懸浮物的泥漿混合液充分接觸，在吸收器中把惡臭物質(zhì)從惡臭氣體中去除掉，形成洗滌液，再將洗滌液送到反應(yīng)器中，通過微生物的代謝活動降解溶解惡臭物質(zhì)．此方法可以處理大氣量的臭氣，對脫除復(fù)合型臭氣效果很好，而且能脫除很難治理的焦臭，操作條件易于控制，占地面積較小，壓力損失也較小．但設(shè)備費用大，操作復(fù)雜而且需要投加營養(yǎng)物質(zhì)，因而其應(yīng)用受到了一定的限制[3]．

2．1．2 曝氣式活性污泥法

該法是將臭氣以曝氣的形式分散到活性污泥混合液中，通過懸浮生長的微生物的代謝作用來降解臭氣物質(zhì)．所用設(shè)備通常是曝氣罐，該方法對多種臭氣物質(zhì)如H2S、胺類化合物、低級醇、低級醛、低級脂肪酸等的處理效果都很好．該法系統(tǒng)簡單，十分經(jīng)濟(jì)．

2．2 生物過濾法

該法是目前工藝最成熟、應(yīng)用最廣泛的生物除臭方法．在適宜的條件下，使收集到的廢氣通過長滿微生物的填料，臭源物質(zhì)先被填料吸收，然后被微生物氧化分解為無臭味的產(chǎn)物（如SO42－，NO3－，H2O），使臭味得以除去．根據(jù)濾料的不同，生物過濾法分為生物濾池法和生物滴濾塔．

2．2．1 生物濾池法

該法把收集的臭氣先經(jīng)過加濕處理，再通過生物濾層，利用微生物對惡臭物質(zhì)的吸附、吸收和降解功能，將惡臭物質(zhì)吸附后分解成CO2和其他無機(jī)物．生物濾池主要包括增濕器和生物處理裝置兩部分（圖1）[4]，由鼓風(fēng)機(jī)收集的臭氣經(jīng)增濕裝置預(yù)處理（有的預(yù)處理還包括溫度調(diào)節(jié)、去除顆粒物等）后進(jìn)入生物處理裝置，氣體中的污染物從氣相主體擴(kuò)散到填料外層的水膜并被填料所吸附，最終降解為CO2和水等，處理后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．堆肥生物濾池因有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、異丁烷等，對酯及乙醇等生物易降解的物質(zhì)處理效果更佳．

圖1 生物濾池工藝流程圖[4]

王聲東等人[5]采用此法對國內(nèi)某污水廠沉砂池的臭氣進(jìn)行生物過濾處理，H2S和NH3的去除率均達(dá)80%以上．羅芳污水處理廠二期工程厭氧池[6]除臭設(shè)備進(jìn)氣 H2S的濃度為0．0075 mg/m3、NH3－N的濃度為0．5 mg/m3，經(jīng)生物濾池除臭，H2S和NH3－N的去除率分別為93．3%和90%．青島市團(tuán)島污水處理廠、深圳污水處理廠二期工程的厭氧池[7]均采用生物濾池除臭．

2．2．2 生物滴濾塔

生物滴濾塔主體為填充塔，內(nèi)有一層或多層填料，填料表面是由微生物區(qū)系形成的幾毫米厚的生物膜，含可溶性無機(jī)營養(yǎng)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，然后由塔底排出并循環(huán)利用．有機(jī)廢氣由塔底進(jìn)入生物滴濾塔，在上升的過程中與潤濕的生物膜接觸而被凈化，凈化后的氣體由塔頂排出[8]．在歐美、日本等國家，生物滴濾塔工藝被廣泛應(yīng)用于污水廠臭氣處理工程中．在國內(nèi)也有應(yīng)用的工程實例，如廣州大坦沙污水處理廠采用生物滴濾塔，運行1年后，排氣口的臭氣濃度為17～19μg/L[9]．

2．3 生物土壤法

生物土壤法是以土壤層作為生物濾床的載體，當(dāng)具有惡臭物質(zhì)的廢氣通過生物濾床中的土壤層時，水溶性惡臭氣體（如胺類、硫化氫、低級脂肪酸等）被土壤中的水分吸收去除，而非水溶性臭氣則被土壤表面物理吸附，在孔道表面、微生物細(xì)胞表芯或薄膜水層中，被微生物完全氧化并轉(zhuǎn)化為CO2，H2O和微生物細(xì)胞物質(zhì)等，以達(dá)到除臭的目的．此種方法主要是利用生物土壤除臭過濾器，其工作原理見如圖2所示[10]．從各構(gòu)筑物收集的臭氣首先被鼓風(fēng)至穿孔管分配系統(tǒng)，然后緩慢地向上通過生物土壤濾層，臭氣中的硫化氫和有機(jī)氣體被吸附在土壤濾層顆粒表面及濾層中的微生物細(xì)胞表面上，通過微生物代謝作用氧化為二氧化碳和水，最終以擴(kuò)散氣流的形式從生物土壤濾層表面離開，臭氣得到處理．土壤法除臭技術(shù)受土壤床體、填料、濕度、溫度和設(shè)計負(fù)荷等的影響[11]．蘇州城東污水處理廠、廣州大坦沙污水處理廠等污水廠部分污水處理單元采用土壤脫臭技術(shù)．

圖2 土壤除臭系統(tǒng)原理示意圖[10]

2．4 生物濾床法

將氣體收集并加濕后通過管道輸入生物濾床底部，使其擴(kuò)散于土壤內(nèi)，臭氣中多種污染成分溶于水后吸附于土壤顆粒表面，經(jīng)過一段時間在土壤顆粒表面可逐漸培養(yǎng)出針對致臭物質(zhì)的微生物，并可不斷將致臭物質(zhì)分解，完成脫臭[12]．生物濾床法的工藝流程為：臭氣收集→風(fēng)管輸送→抽風(fēng)機(jī)→預(yù)洗池加濕→生物濾池→排氣．濾床填料可采用海綿、干草、貝殼、果殼及其混合物等[12－13]．

2．5 洗滌－生物濾床過濾聯(lián)合除臭

臭氣在前洗滌區(qū)完成了除塵及加濕的預(yù)處理，再進(jìn)入多級生物濾床過濾區(qū)，通過生物濾床時，惡臭污染物從氣相中轉(zhuǎn)移至水微生物混合相（生物層），由附著生長在填料上的微生物的代謝作用而被分解為CO2和H2O等無臭產(chǎn)物后排入大氣，達(dá)到無污染排放．洗滌－生物濾床聯(lián)合除臭工藝流程如圖3所示．

圖3 洗滌－生物濾床聯(lián)合除臭工藝流程[14]

廣州獵德污水處理廠采用洗滌－生物濾床聯(lián)合除臭工藝對污泥濃縮池、脫水間臭氣進(jìn)行處理，NH3的去除率大于90%，H2S的去除率大于99%[14]．

3 幾種新型的除臭方法

3．1 純天然植物提取液噴灑除臭法（ECOLO技術(shù)）

20世紀(jì)90年代末期，植物提取液除臭劑開始應(yīng)用于國內(nèi)城市污水處理廠臭氣處理，而最近幾年其應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大．其除臭機(jī)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(fā)生各種反應(yīng)，生成無味無毒的分子[15]反應(yīng)最終產(chǎn)物為水、氧和氮等無害的分子．植物提取液除臭劑具有高效性、安全無毒性、無二次污染的特性，用途廣泛、除臭效果獨特．

國內(nèi)天山污水廠采用此法去除惡臭氣體中的H2S，平均去除率達(dá)到96%以上，符合二級排放要求[16]．此技術(shù)在浙江省桐鄉(xiāng)污水處理廠[17]、北小河污水處理廠脫泥車間[18]、武漢龍王嘴污水處理廠的污泥脫水車間得到了應(yīng)用．肇啟明[19]用柑橘皮處理廢水，發(fā)現(xiàn)臭氣大部分被橘皮果香中和或吸附，水樣帶有果皮的芳香．

3．2 高能離子除臭法（BENTAX技術(shù)）

該法的原理是由置于室內(nèi)的離子發(fā)生裝置發(fā)射出高能正、負(fù)離子，與室內(nèi)空氣中的有機(jī)揮發(fā)性氣體分子（VOC）接觸，將其分解成二氧化碳和水，高能離子對硫化氫、氨同樣具有分解作用．同時，離子發(fā)生裝置發(fā)射的離子與空氣中的塵埃粒子及固體顆粒碰撞，使顆粒荷電產(chǎn)生聚合作用，形成較大的顆粒，依靠自身重力沉降，可達(dá)到凈化除塵的目的．發(fā)射離子還可以與室內(nèi)靜電、異味等相互發(fā)生作用，同時有效地破壞空氣中細(xì)菌生存的環(huán)境，降低室內(nèi)細(xì)菌濃度，并將其完全消除[20]．最常用的是離子氧除臭技術(shù)．

上海竹園第二污水處理廠的除臭工程設(shè)計[21]中利用了離子氧除臭技術(shù)，惡臭氣體中的硫化氫，甲硫醇，氨等的平均去除率達(dá)78%．

3．3 光電離子除臭[22]

該法的設(shè)備主要包括高效吸附材料、負(fù)載在高效材料上的寬譜納米光復(fù)合催化以及紫外光源等．材料上的催化劑在吸收光能后，能在其表面產(chǎn)生催化反應(yīng)的物質(zhì)．當(dāng)一定波長的紫外光照射光催化觸媒材料時，其表面受到激發(fā)生成電子（e－）和空穴（H＋）對，有空氣和水蒸汽存在時，空穴分解催化劑表面吸附的水產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基（OH－）、臭氧（O3）及過氧化氫（H2O2）等，這些物質(zhì)具有很強(qiáng)的氧化作用，可將其所接觸到的各種污染物氧化，達(dá)到凈化空氣的作用．

該法的除臭率為80%～90%左右；具有凈化空氣功能；可連續(xù)運行也可間斷運行，設(shè)備體積小、自重輕，適合于布置緊湊、場地狹小等特殊條件的改造項目．

3．4 等離子法殺菌除臭工藝

該法主要是通過垂直電極棒的往復(fù)運動產(chǎn)生高壓電場，在高壓電場下，采用分子共振原理，在常溫下將污水中的異味有機(jī)碳?xì)浠衔锓肿?、及無機(jī)化合物如H2S和 NH3等電離，變成 H＋，C4＋，S4＋和N3＋等離子體，這些等離子體進(jìn)入催化劑反應(yīng)罐，被氧化成為水、二氧化碳、SO42－和NO－3．由于空氣在中頻高壓電場的作用下同時也產(chǎn)生強(qiáng)紫外線，因此等離子除臭系統(tǒng)在去除異味氣體的同時，對周圍空氣具有強(qiáng)烈的殺菌消毒功能．廣州市大坦沙污水處理廠污水提升泵房的格柵、脫水機(jī)房的儲泥倉均采用了這種除臭設(shè)備．

4 結(jié)束語

各種惡臭處理技術(shù)各有其優(yōu)缺點，就目前我國城市污水惡臭處理研究發(fā)展現(xiàn)狀而言，綜合經(jīng)濟(jì)因素，采用組合法會更加經(jīng)濟(jì)有效．建議污水處理廠結(jié)合具體環(huán)境特點，采取諸如：植物提取液－生物滴濾塔、植物提取液－生物濾床、生物滴濾塔－活性炭吸附、化學(xué)除臭－活性炭吸附等組合技術(shù)，節(jié)約成本，提高除臭效率．各種新型的除臭技術(shù)也相繼使用在惡臭氣體的治理中．相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還會有更環(huán)保無污染的除臭技術(shù)產(chǎn)生．

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Deodorization techniques in sewage treatment plants

LI Cong－nuan，QING Ning，LUO Ru－xian
（College of Chemical and Environmental Engineering，Wuyi University，Jiangmen，529020）

In recent years，deodorization techniques been rapidly developed．biological deodorization method and some new deodorization methods with good deodorization effect were reviewed．

sewage treatment；deodorization；biological treatment

X512

A

1673－9981（2010）04－0402－04

2010－10－20

李聰暖（1983—），女，陜西渭南人，碩士研究生．