惡臭氣體評(píng)價(jià)及控制措施探討

文_光喜萍 山西省環(huán)境保護(hù)技術(shù)評(píng)估中心

1 惡臭氣體的來(lái)源及分類

1.1 惡臭氣體來(lái)源

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,惡臭的產(chǎn)生源也不斷增加,主要有化工企業(yè)、污水處理廠、污水渠、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)、垃圾堆放、垃圾填埋、垃圾焚燒、畜牧業(yè)、家禽養(yǎng)殖、堆肥以及由餐館、快餐店、垃圾堆放、下水道、室內(nèi)裝修等。

1.2 惡臭氣體分類

惡臭氣體從其組成可分為五類：一是含硫化合物,如硫化氫、硫醇類、硫醚類等；二是含氮的化合物,如氨、胺類、酰胺、吲哚類等；三是鹵素及其衍生物,如氯氣、鹵代烴等；四是烴類,如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等；五是含氧的有機(jī)物,如酚、醇、醛、酮、有機(jī)酸等。

2 惡臭污染評(píng)價(jià)

2.1 惡臭污染評(píng)價(jià)程序和方法

2.1.1 評(píng)價(jià)程序

首先明確評(píng)價(jià)對(duì)象,確定評(píng)價(jià)的主要參數(shù)有環(huán)境因子(氣象資料、地形、地貌、風(fēng)向、風(fēng)速、大氣穩(wěn)定度、季節(jié)變化)用于臭氣擴(kuò)散預(yù)測(cè)，社會(huì)因子（人群狀況、年齡分布、文化層次、社會(huì)地位、精神狀態(tài)、生活經(jīng)歷等）反映人們對(duì)臭氣污染的敏感程度和環(huán)境意識(shí)，惡臭源（污染源類型、排放口分布位置、排放方式、排放時(shí)間規(guī)律和主要惡臭污染物種類、性質(zhì)、排放濃度、數(shù)量、惡臭污染治理設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、效率等）。根據(jù)以上數(shù)據(jù)開(kāi)展調(diào)查,將評(píng)價(jià)指標(biāo),即臭氣濃度、臭氣強(qiáng)度、單一惡臭物質(zhì)濃度數(shù)量化、定量化,選擇合適的擴(kuò)散模型進(jìn)行預(yù)測(cè),并與惡臭法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、居民投訴情況比較,作出污染程度和影響程度大小的評(píng)價(jià),提出脫臭措施,控制臭氣污染,或繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)督、監(jiān)測(cè)管理,確保公民免受臭氣侵害。

2.1.2 評(píng)價(jià)方法

(1)惡臭物質(zhì)的儀器測(cè)定評(píng)價(jià)法

目前GC、GC/MS、分光光度計(jì)、傳感器等儀器仍是臭氣物質(zhì)測(cè)定評(píng)價(jià)的主要手段。GC、GC/MS在復(fù)雜臭氣物質(zhì)的定性定量分析中發(fā)揮了優(yōu)勢(shì),測(cè)定結(jié)果用于評(píng)價(jià)臭氣的健康危害性。分光光度法和傳感器廣泛用于現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)測(cè)定,便于快速作出現(xiàn)場(chǎng)的臭氣污染評(píng)價(jià)。

(2)臭氣擴(kuò)散模型預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)法

惡臭污染預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是確定一個(gè)區(qū)域的臭氣暴露頻率和特點(diǎn)。多數(shù)情況下,臭氣的擴(kuò)散受到復(fù)雜的或非穩(wěn)態(tài)的氣象條件和地形條件影響,基于高斯模式的擴(kuò)散模型,如穩(wěn)態(tài)模型ISC3、AUPLUME等,其預(yù)測(cè)結(jié)果常常與實(shí)際情況不相符。為了提高臭氣擴(kuò)散預(yù)測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確率,近年又將非穩(wěn)態(tài)模型如 TAMP、CALPUFF、CALMET、KSP、MISKAM、PRIM等應(yīng)用于臭氣的擴(kuò)散預(yù)測(cè),用于描述復(fù)雜環(huán)境條件下和小距離短時(shí)間內(nèi)的臭氣擴(kuò)散。模型評(píng)價(jià)法已廣泛應(yīng)用于管理、控制臭氣污染排放，避免引起惡臭，如污水處理人員用于評(píng)價(jià)水池的惡臭排放，評(píng)估可替代的控制措施；填埋場(chǎng)管理人員用于管理惡臭和灰塵，評(píng)價(jià)惡臭排放的影響；在污染源治理過(guò)程中，可用于估計(jì)排放所可能產(chǎn)生的影響等。

2.2 惡臭污染評(píng)價(jià)的基本內(nèi)容

2.2.1 一般環(huán)境臭氣的評(píng)價(jià)

一般環(huán)境的臭氣具有低濃度、范圍廣、臭氣發(fā)生源不易確定、評(píng)價(jià)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。由于其臭氣濃度和單一物質(zhì)濃度的測(cè)定較困難,一般采用臭氣強(qiáng)度來(lái)描述。一般環(huán)境臭氣的評(píng)價(jià)結(jié)果可用于繪制臭氣濃度分布圖,以及用于確立臭氣環(huán)境目標(biāo)值

2.2.2 惡臭污染的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)

主要評(píng)價(jià)由惡臭污染造成環(huán)境質(zhì)量下降所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，分析治理惡臭污染的費(fèi)用和所取得的經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系，如由于臭氣的影響使從業(yè)人員減少，工作效率降低；其他地區(qū)向該地區(qū)投資減少，抑制了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展；在商業(yè)區(qū)由于惡臭的影響使顧客減少，貿(mào)易額下降；在旅游區(qū)則由于旅游環(huán)境被惡臭污染，地域價(jià)值受到損害，經(jīng)濟(jì)效益受到影響等。

3 惡臭物質(zhì)治理方法

3.1 吸附法

由于具有臭味的物質(zhì),大多數(shù)為分子量比較大的有機(jī)物，如硫醇、胺類等，活性炭對(duì)其吸附力強(qiáng)，因此活性炭吸附法通常對(duì)除臭活性炭要求是：吸附容量高、阻力較低、無(wú)粉塵、截留度高；對(duì)除臭的吸附設(shè)備的要求是：在一般情況下,可以是淺層床(20～70mm)或深層床(300～900mm)，空床氣速通常為0.3～2.5m/s。

3.2 吸附催化法

吸附催化因其凈化率高、工作溫度低、能量消耗、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn),而成為凈化有機(jī)惡臭氣體的重要方法,我國(guó)很多煉油廠就是采用此法脫臭。含有機(jī)物的氣體經(jīng)預(yù)處理器除去粉塵和某些催化劑毒物而后由風(fēng)機(jī)送入預(yù)熱器預(yù)熱至起燃溫度以上,再進(jìn)入催化床反應(yīng)。由于臭氣種類多,組分復(fù)雜,含量很低，而臭氣本身對(duì)人的嗅覺(jué)限值非常低,因此設(shè)計(jì)上要注重催化劑的選擇,保證高凈化效率。必要時(shí)可選擇幾種催化劑聯(lián)合使用,以取得較好的脫臭效果。

3.3 微生物法

3.3.1 生物脫臭法

所謂生物脫臭法,就是利用微生物分解惡臭物質(zhì)使其無(wú)臭化、無(wú)害化的一種處理方法。自1957年美國(guó)報(bào)道利用土壤脫臭法處理H2S專利以來(lái),生物脫臭法就在生物過(guò)濾法(生物固著態(tài))和生物洗滌法(生物懸浮態(tài))兩種類型上發(fā)展,20世紀(jì)80年代后期才出現(xiàn)了介于它們之間的填充塔型生物脫臭法,現(xiàn)已成為生物脫臭法的主流,但從微生物所處的狀態(tài)上看它還應(yīng)歸入生物過(guò)濾法。

3.3.2 生物過(guò)濾法

(1)土壤脫臭法

該法是人們最早利用的微生物脫臭法，裝置是由最下層的擴(kuò)散層(石子)、其上的均勻?qū)?砂子)和上層的土壤層構(gòu)成。土壤層的厚度一般≮40cm,以緩慢速度(0.5～1.2cm/s)導(dǎo)入土壤層的惡臭氣體,首先被土壤顆粒吸附,然后被土壤中存在的大量微生物吸收分解，所以土壤的類型直接影響脫臭效率。為了保證脫臭效率,土壤中還要維持適當(dāng)?shù)乃?40%～70%)、pH值(7～8)。一般處理系統(tǒng)使用一年后會(huì)發(fā)生酸化,需加入石灰調(diào)整pH值。為了提高土壤的脫臭效率,還需對(duì)土壤成份進(jìn)行改良。該法對(duì)于低濃度的臭氣處理來(lái)說(shuō)是一種既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)便的方法,并且無(wú)二次污染。其最大的不足是占地面積大,限制了使用。

(2)填充塔型脫臭法

該法以其裝置的合理性、高效性和占地面積少等優(yōu)點(diǎn)成為生物脫臭法的主流。臭氣由塔下部通入,臭氣成份在通過(guò)填充層時(shí),由于填充濾料表面生長(zhǎng)的微生物的分解作用而達(dá)到脫臭目的。為了提供微生物生長(zhǎng)繁殖所需的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),并沖走生物代謝生成物,需要在填充塔的頂部連續(xù)或間歇的噴淋水。根據(jù)臭氣成份的捕捉過(guò)程,填充塔大致可分為吸收型和吸附型兩類。所謂吸收型是指噴淋水量較多,在載體的表面形成一層液膜,臭氣成份通過(guò)時(shí)首先溶解在液膜中,然后再被載體表面附著的生物分解。吸附型噴淋水量較少,其水量只要能潤(rùn)濕載體表面的生物膜即可,臭氣成份通過(guò)時(shí)首先被吸附在載體表面的生物膜上,然后再被微生物分解。至于采用哪種類型,需根據(jù)臭氣成分的性質(zhì)(主要是在水中的溶解度)而定。

3.3.3 生物洗滌法

該法又稱生物吸收法。其要點(diǎn)是先使惡臭成份溶解于活性污泥中,后被活性污泥中含有的微生物分解達(dá)到凈化。主要有兩種方式：

(1)曝氣式生物脫臭法

1974年日本率先提出用臭氣代替空氣通入活性污泥法的曝氣池中進(jìn)行脫臭,經(jīng)過(guò)幾天的馴化后,活性污泥中的微生物即可將惡臭成份分解。其去除效率與活性污泥濃度、曝氣強(qiáng)度、溶解氧和pH值等有關(guān)。該法對(duì)各種不同惡臭成分(H2S、胺類化合物、低級(jí)醇醛、低級(jí)脂肪酸等)都有很好的處理效果。但該裝置若單獨(dú)用于脫臭時(shí),運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高,因此常常把臭氣處理與污水處理同時(shí)進(jìn)行以節(jié)省費(fèi)用。

(2)洗滌器式生物脫臭法

洗滌器多為塔式結(jié)構(gòu)，又稱洗滌塔，惡臭氣體由塔下部進(jìn)入，與塔頂噴淋下來(lái)的活性污泥逆向接觸、惡臭成分一旦溶于水中即可被活性污泥中的微生物分解,達(dá)到脫臭。為了保證氣液充分接觸，往往在塔內(nèi)設(shè)置一些金屬網(wǎng)、多孔板之類的結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái),惡臭氣體脫臭技術(shù)發(fā)展迅速，其中生物脫臭法更是迅猛發(fā)展, 如具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)的異養(yǎng)菌生物脫臭研究、生物過(guò)濾法除臭研究等，這些技術(shù)的微生物生長(zhǎng)適宜的溫度一般為20～30℃,接近常溫，無(wú)需加熱，能耗低，可將惡臭物質(zhì)氧化分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等物質(zhì),產(chǎn)生二次污染的可能性低；同時(shí)生物脫臭裝置簡(jiǎn)單,對(duì)低濃度臭氣也能達(dá)到高效處理,所以設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)管理方便。但是，對(duì)惡臭治理技術(shù)來(lái)說(shuō)，任何一種治理技術(shù)都不可能將所有的惡臭物質(zhì)除去，將幾種治理技術(shù)串聯(lián)起來(lái)可以達(dá)到提高去除率的聯(lián)合法被廣泛應(yīng)用，為惡臭氣體控制和治理提供了有力保障。