戴炜帅 朱越 赵崇琦
中国空分工程有限公司，浙江杭州 310051
摘要：本文通过污水处理站臭气治理实践，深入分析臭气污染产生原因，介绍除臭技术原理，优化完善除臭工艺参数。基于经济性、可靠性角度，讨论光量子分解技术的应用优势及效果，仅供参考。
关键词：光量子分解技术；污水处理站；臭气污染治理
我国关于臭气污染的研究较少，在上世纪制定恶臭污染物排放标准，对单一恶臭物质厂界标准、排放标准作出规定，但是群众关注度比较低。当前所实行的恶臭处理方法，基于脱臭原理进行划分，包含生物处理法、化学处理法、物理处理法等。
1、A企业废水处理站现状
A企业污水处理站紧靠政府单位，建筑距离约为20m。该企业废水产生量为70t/年，日处理能力设计为300t/d。由于废水内有机污染物浓度高，因此应用厌氧、好氧、沉淀处理技术。A企业废水处理站设计进水化学需氧量为每升3000mg，废水处理站构筑物如下：沉淀池1座、风机房1座、厌氧消化池2座、泵房1座、曝气厌氧池3座。配置沼气收集系统、放空燃烧系统。
2、分析臭气成分与成因
A企业设计了一套科学的废水处理工艺，日常运行稳定。然而在处理期间会产生臭气，多是由于细菌分解有机废水中的硫酸盐，生成氨气、硫化氢等恶臭气味，气体逸散到空气中，恶臭污染比较强。通过现场调查可知，臭气产生原因如下：
2.1沼气收集放空系统运行问题
工艺设计进水化学需氧量为每升3000mg，然而实际进入量为每升1000mg，有机物含量和设计量差异较大，相应减少沼气产生量。由于沼气收集、放空、燃烧系统，无法遵循标准水运行，会分解为氨气、硫化氢等恶臭气体，气体溢出量较大，导致环境恶臭影响加剧。
2.2厌氧工序管理不当
遵循工艺设计要求，厌氧工艺需要选用全密闭系统，留设观察孔观察，日常则关闭。由于管理监控不到位，观察孔密闭盖丢失，未及时开展检修与养护，导致观察孔内逸散出大量恶臭气体，从而出现恶臭污染。
2.3接触氧化系统散发恶臭
废水经过厌氧工艺处理之后，利用管道、分水渠，可以将污水分配到接触氧化池内，随着厌氧系统出水内的氨气、硫化氢气体进入空气中，将会引发恶臭污染。污水处理操作中，产生气味的物质组成主要为硫、氮、碳、磷。废水处理期间，臭气成分主要为硫化氢。通过分析臭味强度可知，甲硫醇臭气最大，其次为硫化氢，所以污水处理厂应当高度重视除臭问题。为了科学去除臭味，必须深入调研和分析污水处理厂构筑物散发臭气，科学选择处理技术。在污水处理系统中，臭气主要成分为硫化氢，当污水pH值较高时，将会产生氨气。针对多数污水处理厂而言，污水pH值接近中性，因此氨气散发量少。在污水处理厂中，硫化氢源于以下问题：源水内的硫酸盐转化、含硫有机物脱硫。在污水处理厂中，缺氧状态、厌氧状态下，极易产生硫化氢。在厌氧条件下，污水中的二氧化硫，会被硫酸还原为硫化氢。当pH值大于7，硫化氢以气体状态存在于水中，随着水流排出来。
3、工艺原理与工艺流程
比较分析不同臭气治理技术，联合A企业地区气候环境特征，同时考虑治理效果、业主承受能力，选用光量子分解技术，对废水处理系统的臭气进行处理。该项技术利用激发光源方式，可以产生不同能量光量子。通过恶臭物质，可以强烈吸收光量子。受到光量子影响后，可以分解激发恶臭物质分子。游离氧正负电子不平衡，因此要结合氧分子，从而产生臭氧。在光量子作用下，臭氧会产生新生态氧、羟基氧、活性氧，部分恶臭物质与活性基团产生反应，从而转化为水和二氧化碳，以此消除恶臭气体。激发光源产生的光量子，平均能量处于1-7eV，在反应控制形态下，能够快速产生化学反应，反应器作用效率显著提升。通过收集系统，在光量子净化装置内导入光量子，同时将恶臭物质转化为水和二氧化碳。
处理流程如图1所示：
图1 臭气处理工艺流程
4、设计参数分析
废气量为每小时10000m3，臭味气体成分为氨、硫化氢。硫化氢控制标准为0.03mg/m3，氨控制标准为13mg/m3。
4.1臭源密封系统
针对恶臭控制与处理系统，臭源密封系统非常重要。通过该系统，可以有效控制恶臭，扩大处理系统处理规模，同时对投资规模要求较高。针对厌氧水池、曝气水池，臭源处理遵循以下密闭设计：
第一，厌氧水池：将厌氧水池上部密封罩拆除，应用阳光板作为新密封材料，厚度约为5mm。阳光板便于施工，且防腐性能显著，可以有效抵抗紫外线侵袭，延长装置使用寿命。水池表面积为400㎡，选用弧形阳光盖板，高度最大为1m，内部设置钢结构支撑。在盖板侧面，设置多个进气孔。补风口选用百叶窗，按照室内压力状态，确保风压风量的自动化补充。
第二，曝气水池：曝气水池上方应用阳光板，实现加盖密封处理。阳光板厚度为3mm，具备防腐功能，便于使用，阳光盖板选用弧形，加大内部钢结构支撑。同时在盖板侧面，设置多个进气孔，以百叶窗作为布风口。照室内压力状态，确保风压风量的自动化补充。曝气水池投资支出比较少，可以获得显著效果。
4.2臭气收集与输送系统
在治理臭气污染时，臭气控制处理系统属于重要组成，对臭气治理效果的影响非常大。通过相关计算可知，换气量达到每小时10000m3时，能够满足系统要求。在设计污水臭源收集系统时，应当关注以下要点：
第一，选择收集风管：在A企业污水处理站，臭气集风管选用PE圆型管，按照收集气量与压力，在PE圆形风管上开孔。选择PE材质圆管作为管道，尺寸约为110mm，壁厚约为3mm。
第二，选择风机：在系统设计期间，需要选用防爆、防腐引风机。风机外壳底部作为防水处理。当输送潮湿气体时，气体容易被冷凝，从而形成冷凝水，损坏风机叶轮。
第三，管道输送。输送管道选用PE材质圆管，引风机预处理臭气后，经过PE圆管，会进入到专业臭气处理设备中。管道壁厚为3mm，直径为160mm。
5、臭气污染治理效果分析
应用光量子分解技术，治理臭气污染后，A企业废水处理站周边无恶臭气味，环保部门应用空气采样器，对A企业周边气体进行采样分析，结果显示，污水处理设备排放口的废气污染达标，应用光量子分解技术处理臭气污染，可以发挥出以下优势：第一，设备结构简单，占地面积小，可以直接应用到污染源上方，不会占据额外空间。第二，设备反应速度快，停留时间短暂，具备良好的处理效果。反应控制条件少，可以完全分解恶臭物质。第三，便于启动和停机，环境气温影响不大，无需生物驯化与培养处理，便于操作。第四，设备反应过程只需消耗电力能源，无需添加填料与辅料，所以资源能源使用量少，可以实现采购、运输与管理一体化，人工成本较低。
6、结束语
综上所述，在污水处理站臭气污染治理中，应用光量子分解技术的效果显著，可以提升臭气治理效率和质量，确保污水处理站达标排放，值得推广应用。
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