惡臭廢氣及有機廢氣的處理

王全峰，丁彥培

(河南能源化工集團鶴壁煤化工分公司，河南鶴壁 458000)

惡臭物質(zhì)種類繁多，來源廣泛，對人體呼吸、消化、心血管、內(nèi)分泌及神經(jīng)系統(tǒng)等都會造成不同程度的毒害，其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等還能使人體產(chǎn)生畸變、癌變。GB 14554—1993《惡臭污染物排放標準》中將惡臭定義為一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損壞生活環(huán)境的氣體物質(zhì)。

1 惡臭氣體

惡臭是指大氣、水體、廢棄物等物質(zhì)中含有的、能夠引起人體厭惡或不愉快的氣體揮發(fā)性物質(zhì)，通過空氣介質(zhì)作用于人的嗅覺而被感知的一種污染，是世界公認的七大公害之一[1]。惡臭氣體種類繁多，到目前為止已發(fā)現(xiàn)的惡臭氣體達10 000 種以上，人的嗅覺能感知的有4 000種以上，其中對人類危害較大的有50多種。惡臭氣體按化學(xué)成分可分為5大類：①含硫化合物，如HS、SO、硫酸、硫醚等；②含氮化合物，如胺類、酰胺、吲哚等；③鹵素及其衍生物，如氯氣、鹵化烴等；④烴類，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等[2]；⑤含氧有機物，如醇類、醚類、酮類、酚類、脂類、有機酸等。

我國于1993年頒布了惡臭污染排放標準，1994年6月1日起立項的新建、擴建、改建項目及其建成后投產(chǎn)的企業(yè)執(zhí)行二級、三級標準中相應(yīng)的標準值[3]。

2 惡臭氣體(工業(yè)廢氣)污染現(xiàn)狀

近年來，隨著人們生活水平的提高和環(huán)保意識的增強，惡臭污染作為一種嚴重擾民和危害人體健康的污染，已成為公眾最關(guān)注的環(huán)境問題之一。在發(fā)達國家，環(huán)境投訴中惡臭事件的投訴比例一直居高。在美國，惡臭事件投訴占全部控制污染投訴的50%以上；在日本，每年對惡臭污染的投訴事件達上萬起；在澳大利亞，惡臭事件投訴的比例甚至高達91.3%。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和城市化進程的不斷加快，城市規(guī)劃、工業(yè)結(jié)構(gòu)和工業(yè)布局的不盡合理所引發(fā)的惡臭污染事件日益增多，人們對惡臭污染的投訴也越來越多。我國的惡臭污染有以下特征：

(1) 復(fù)雜性。目前我國各種惡臭污染源同時共存，構(gòu)成惡臭污染源的既有化工廠、石化企業(yè)、橡膠廠、噴漆涂料廠、制藥廠、畜禽養(yǎng)殖場等點源，又有排污河、污水處理廠、垃圾填埋場等線源、面源、散發(fā)源，且各類污染源排放的惡臭污染物不相同，給環(huán)境管理部門對惡臭污染的判斷與控制帶來了較大的難度。

(2) 嚴峻性。城市化進程的不斷加快，打破了原有的城市規(guī)劃和工業(yè)布局，在舊工廠廠區(qū)周邊新建了較多的商住樓、高檔公寓、別墅等，而工廠排放的惡臭氣體會大大降低這些新建居住區(qū)的生活環(huán)境質(zhì)量，直接導(dǎo)致了工廠與居民的矛盾激化，造成投訴數(shù)量逐年遞增[4]。

3 惡臭治理方法介紹

惡臭污染治理相對于一般的空氣污染治理，難度更大。惡臭氣體的濃度較低，很多惡臭氣體的嗅覺值也較低，這就要求處理后的惡臭氣體濃度更低。目前我國處理惡臭氣體比較成熟的方法有燃燒法、活性炭吸附法、生物分解法、藥劑噴灑法、等離子法、膜技術(shù)分離法、氧化法和紫外光解法等。

3.1 燃燒法

燃燒法是利用1 000～1 200 ℃的高溫，在充足的氧氣條件下對有機高分子、惡臭氣體分子進行燃燒氧化，最后生成簡單的低分子氧化物，如CO2，SO2，NO，NO2等。此方法對有機廢氣凈化處理得比較徹底，但投資成本大，運行和維護費用高，產(chǎn)生的尾氣要進行堿吸收、吸附除塵、洗滌等一系列處理，比較適合具有現(xiàn)成焚燒系統(tǒng)的企業(yè)進行廢氣處理。

3.2 活性炭吸附法

活性炭是一種很細小的碳粒，有很大的表面積，而且碳粒中還有更細小的孔即毛細管。毛細管有很強的吸附能力，由于碳粒的表面積很大，所以能與氣體充分接觸，當這些氣體接觸到毛細管則被吸附，可起到凈化作用。此法比較適合低濃度有機氣體(如甲苯)的吸附，對于高濃度的惡臭廢氣，活性炭很快會達到飽和而失去活性。

3.3 生物分解法

生物除臭技術(shù)是利用微生物將臭味中的污染生物氧化、降解為無害或低害物質(zhì)的過程。將收集到的廢氣在適宜的條件下通過生長微生物的填料，氣味物質(zhì)先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，完成廢棄的凈化過程。要使微生物保持較高的活性，必須有適宜的濕度、酸度(pH)、溫度和營養(yǎng)成分等生存條件[6]，適用對象主要是可被微生物進行分解氧化的VOCS(揮發(fā)性有機化合物)。世界衛(wèi)生組織對總揮發(fā)性有機化合物(TVOC)的定義為熔點低于室溫而沸點在50～260 ℃的揮發(fā)性有機化合物的總稱[7]。我國是指常溫下飽和蒸汽壓大于70 Pa、常壓下沸點在260 ℃以下的有機化合物，或在20 ℃條件下蒸汽壓不小于10 Pa的具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機化合物。

3.4 藥劑噴灑法

所用藥劑包括合成的和以天然植物提取液作為的除臭劑，將其通過垃圾房除臭裝置，將除臭液充分霧化后均勻分布在整個空間，即噴灑在產(chǎn)生臭氣的物質(zhì)上，經(jīng)過霧化，在微小的液滴表面形成較大的表面能。該表面能可吸附空氣中的臭氣分子，并使臭氣分子的結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定。此時，溶液中的有效分子可向臭氣分子提供電子，與臭氣分子發(fā)生反應(yīng)；同時，吸附在霧滴表面的臭氣分子也能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。這些反應(yīng)包括聚合、取代、置換和分離等化學(xué)反應(yīng)，改變原有異味分子的結(jié)構(gòu)，使其變成無味無毒的分子，以達到除臭的目的。

3.5 等離子法

等離子是由電子、離子、自由基和中性粒子等組成，比常規(guī)分子小。等離子體凈化技術(shù)是利用高頻高壓的電場，將空氣中的氧分子和其他分子電離產(chǎn)生出電子、離子、自由基和中性粒子等小分子，這些等離子進入需分解的臭氣分子內(nèi)部，打開分子鏈，破壞分子的結(jié)構(gòu)，轟擊發(fā)生臭氣的分子，從而發(fā)生氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)。

3.6 膜技術(shù)分離法

膜技術(shù)分離的原理是利用高分子膜材料對油氣分子和空氣分子的選擇透過性來實現(xiàn)兩者的物理分離，有機氣體與空氣混合物在膜兩側(cè)壓差推動下，遵循溶解擴散機理，使得混合氣中的有機氣體優(yōu)先透過膜并被富集，而空氣則被選擇性地截留，從而在膜的截留側(cè)得到脫除有機氣體的潔凈空氣，在膜的透過側(cè)得到富集的有機氣體，達到有機氣體與空氣分離的目的。

3.7 紫外光解法

利用紫外光裂解惡臭物質(zhì)分子及空氣中的氧分子，產(chǎn)生游離氧，即活性氧，其與氧分子結(jié)合產(chǎn)生臭氧，通過高能紫外線及臭氧對惡臭氣體進行協(xié)同光解氧化作用，使惡臭氣體物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、水和二氧化碳等，再通過排風(fēng)管道排出。紫外光解法能處理氨、硫化氫、甲硫醇、甲硫醛、苯、苯乙烯、二硫化碳、三甲胺、二甲基二硫醚等混合氣體及大多數(shù)成分復(fù)雜的有機廢氣。

3.8 氧化法

氧化法分為化學(xué)氧化法和光催化氧化法?；瘜W(xué)氧化法采用臭氧、高錳酸鉀、次氯酸鹽、氯氣、二氧化氯、過氧化氫等強氧化劑氧化惡臭物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)變成無臭或弱臭物質(zhì)的方法。氧化過程通常是在液相中進行，也可在氣相中進行，如臭氣氧化過

4 結(jié)語

惡臭作為一種感知污染，除了刺激人的嗅覺外，還對人的消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生不良影響。硫化氫對微生物有毒性，對混凝土和鋼筋有腐蝕作用。硫化氫是與污水管道相關(guān)的主要的臭味物質(zhì)，硫氧化細菌產(chǎn)生的硫酸，降低了污水管表面的pH，產(chǎn)生腐蝕作用，硫酸侵入混凝土表面，與混凝土中堿性物質(zhì)中和形成CaSO4、Al2(SO4)3粉末，破壞了混凝土中硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)。污水系統(tǒng)的金屬附件在高濕度條件下，也易受到酸及硫化氫的侵蝕。通過了解污水處理廠的惡臭污染、惡臭組成及其含量與污水處理廠各工藝的關(guān)系等，對減少惡臭污染的發(fā)生及對其進行有效的治理十分必要。

參考文獻

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