城镇污水处理厂除臭技术研究

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:韩志鹏
[导读] 摘要:现如今,我国城市化建设在不断加快,针对城镇污水处理厂恶臭污染现状,介绍了臭气来源及分类;关于除臭方法,详细阐述了物理方法、化学方法、生物方法三类传统除臭方法以及两种新型高级氧化除臭法;列举了传统除臭方法加上新型除臭方法的组合工程案例;最后总结了污水处理厂除臭技术应用现状及发展前景。
        (青岛市海泊河污水处理厂  山东省青岛市  266021)
        摘要:现如今,我国城市化建设在不断加快,针对城镇污水处理厂恶臭污染现状,介绍了臭气来源及分类;关于除臭方法,详细阐述了物理方法、化学方法、生物方法三类传统除臭方法以及两种新型高级氧化除臭法;列举了传统除臭方法加上新型除臭方法的组合工程案例;最后总结了污水处理厂除臭技术应用现状及发展前景。
        关键词:城镇污水处理厂;恶臭气体;除臭技术
        引言
        污水处理厂在实际运营过程中会释放大量的恶臭污染物到周围空气中形成恶臭气体,尤其是在预处理工段、生化处理区和污泥处理车间。恶臭气体中的污染物对人体健康、经济建设活动和环境质量具有严重危害。首先,大部分恶臭污染物毒性阈值低或嗅觉阈值低,容易使人产生不舒适的感觉和中毒现象,从而不利于开展污水处理厂和其周围的经济建设活动。其次,恶臭污染物排入到大气中后,在光或大气中一些颗粒物的作用下,与其它物质发生反应,从而导致酸雨、灰霾和光化学烟雾等环境问题。因此,在排放前降低污水处理厂的恶臭污染物浓度,使其不影响周围环境和人体健康,是建设环保型污水处理厂的硬性要求,特别是运营环境相对密闭的地下污水处理厂。
        1污水处理厂臭气的来源
        在污水厂处理污水的过程中一般要经过进水井、格栅井、泵站集水池、沉砂池、负荷曝气池、二沉池、生活污泥存放、机械污泥脱水室、热预处理污泥等处理工段。在水处理工段产生的臭气一般可分为两种,一种是直接从污水中挥发出来的臭气,例如:排入下水管道中的生活污水、工业废水中含有的异味物质以及一些可溶性的,可挥发性的有机成分。另一种则是污水中的物质混合后所衍生出的新的可挥发、可分解的物质。
        2城镇污水处理厂除臭技术
        2.1活性炭吸附法
        活性炭吸附法是目前应用最为广泛的物理脱臭方法,其除臭效率比其他物理法高,能够有效地去除吲哚、硫化物等多种物质。活性炭(AC)具有发达的孔隙结构、高比表面积、丰富的表面活性基团,能够对恶臭物质特异性吸附。然而活性炭材料成本较高,吸附容量有限,饱和点难掌握,且恶臭气体的成分、温度、湿度和含尘量等因素对活性炭的吸附能力影响很大。基于普通的活性炭材料,美国卡尔刚碳素公司研发出新型的催化氧化活性炭专利产品,命名为Centaur。H2S及含硫有机物被吸附后,发生氧化反应生成H2SO4、少量H2SO3和硫元素,并且在材料吸附容量达到饱和后,通过水洗涤后能继续重复利用。污水厂采用催化型活性炭塔除臭装置对西濠涌泵站除臭系统进行改造,处理风量为1500m3/h,NH3和H2S的去除率分别为86.7%和97.9%,对臭气浓度的平均去除率为87.4%,达到相应国家标准排放要求。催化型活性炭法的局限性在于其只对H2S及含硫有机恶臭污染物具有良好去除效果,而对其他致臭物质去除效果一般。活性炭的另一发展方向是对普通活性炭进行改性,提高其吸附性能。目前有4种普遍使用的改性方法,包括表面氧化改性、表面还原改性、负载金属改性、微波改性。使用HNO3、(NH4)2S2O8、KMnO4分别作为氧化试剂对椰壳基与煤基活性炭改性,改性后的AC对NH3的吸附容量提升显著。使用尿素等物质作为还原剂,对活性炭材料改性后对苯酚的吸附性能大大提升。使用等体积浸渍法制备负载Mn的果壳活性炭材料(Mn/Ac),其比表面积相比于未负载前从500.8m2/g提高至629.8m2/g,对苯酚的去除率是负载前活性炭材料的3.7倍。
        2.2生物除臭技术
        生物除臭技术指的是,将微生物作为固体载体,利用该载体吸收产生气味的物质,产生气味的物质氧化分解的过程便是除臭过程。早在20世纪,生物处理技术就已经被广泛应用。

应用生物除臭技术时大体可以分为三个处理阶段:第一阶段为气液扩散,即使化学物质经过填料液界面,将其转化为液相状态;第二阶段为液固扩散,即使臭气中的化学物扩散至生物膜;第三阶段为生物氧化,即使生物膜中存在的微生物与异味气体产生氧化反应,且利用其中的营养物质吸收氧化生成的分子,便可达成除臭效果。从生物除臭技术的应用状况来看,其具备除臭效率高和操作方便的优势,且在整个处理过程均未借助化学物质,不会产生二次污染现象。我国现阶段较为常用的生物治理措施包括土壤除臭法、改良土壤除臭法、滤池除臭法和生物滴滤床除臭法等。其中的土壤除臭法主要是利用其中涵盖的有机质和矿物质吸附臭气,并且借助微生物行生物降解的过程;改良式土壤除臭法则是指,在原有土壤除臭法的基础上,利用生物滴滤的原理对除臭设备进行改良所形成的新型除臭方法;生物滤池除臭法则是通过在污染区域培育特种微生物群落,使微生物群落形成生物膜,且此类微生物具备捕获特定生物菌群的作用,此类生物膜在培养过程中会将有毒快物质消化,从而达成除臭目的。生物滴滤床技术则是通过在特定的器皿内填充微生物,并且将其置于臭气污染环境中,当微生物发生新陈代谢反应时,则会使臭气中的污染物产生降解反应,形成单一的无污染和无刺激性气味的无机物。
        2.3化学除臭
        1)过氧化氢控制恶臭利用过氧化氢进行除臭的原理实际是在城市污水的PH条件下,过氧化氢与水中的硫化氢发生反应最终生成单质硫和水,生成的硫经过过滤除去。污水中残存的的多余过氧化氢会最终分解为氧气和水,整个反应过程中过氧化氢不会与水中的有机物反应形成对人体有害的物质,还可以利用通过检测水中溶解氧的含量来证实水中实际剩余的过氧化氢的含量。但该方法在实际生产中会受到许多因素的制约,例如反应的实际效率,最重要的是要控制反应的的有效时间和反应的持续时间,使药品的投放量最接近于反应的理论计算值才能保证反应在最佳条件下运行,从而达到除臭的效果。2)加氯消毒除臭该方法主要用于进水管网中进行预消毒控制恶臭的阶段,其机理是利用氯气的杀菌消毒作用,除去藻类以及水中的有机物以达到对水体进行消毒的目的,并使水体保持一定的余氯含量,确保杀菌的效果。
        2.4离子除臭技术
        该项臭气治理技术是以高能离子净化装置为依托的一种可以有效清除空气中的细菌含量和颗粒物等有害物质的处理技术。通常被装置在室内区域内,运行时是通过发射出正负离子的方式,使正负离子与空气中的VOC产生反应,将其分解为无害物质。同时,对于硫化氢以及氨也具备一定的分解作用,当离子与空气中的可吸入粒子产生碰撞反应后,可在聚合作用下产生颗粒,其中的部分自重偏大的颗粒会下沉。而离子在与室内异味因子发生反应后,便可起到净化空气的作用。另外,离子空气净化器中所发射出的离子还可起到扰乱空气环境的作用,通过破坏生存环境减少空气中的细菌含量。采用该种处理技术时,氧离子不与污染物产生直接接触,可有效避免易燃易爆类物质所带来的安全风险。
        结语
        城镇污水处理厂产生的恶臭污染物通过收集及各类除臭技术处理后达标排放,可以有效减少大气污染,改善空气环境质量。污水中致臭物质通过越来越精密的检测手段,种类库存会不断增加,有助于针对性地采取措施消除;随着除臭技术的高速研发改进,相关臭气排放标准规范逐步完善,无疑使得污水厂新建及现有污水厂提标改造时,相关专业技术人员更应综合细致考量影响除臭效率的各种因素,选用最优化的除臭技术并设计出最符合时宜的除臭系统。
        参考文献
        [1]唐小东.城市污水处理厂挥发性有机恶臭污染物的来源及感官定量评价[D].暨南大学,2011.
        [2]刘舒乐,王伯光,何洁,唐小东,赵德骏,郭薇.城市污水处理厂恶臭挥发性有机物的感官定量评价研究[J].环境科学,2011,32(12):3582-3587.
        [3]许小平,赵艳,潘婷,等.污水处理厂除臭工艺收集系统的选择与分析[J].中国给水排水,2012,28(22):54-58.
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