污水處理過程中產生的惡臭氣體物質組成主要有碳、氫和硫元素[1],且主要由氨氣,硫化氫,硫醇,VFAs,VOCs等組成。根據有關資料介紹,從成分看氨的濃度最大,其次是硫化氫,而硫化氫是產生惡臭氣味的主要物質之一[1]。污水處理過程中產生的大量惡臭氣體,不僅將影響污水處理廠員工的身體健康及工作環境,還會給周圍的投資環境和居民的日常生活帶來嚴重的危害惡臭物質對人體呼吸、消化、心血管、內分泌及神經系統都會造成不同程度的毒害,使人體產生畸變、癌變[2]等現象。因此,在設計過程中為污水廠及泵站配置適當的除臭工藝系統將勢在必行。
1、除臭工藝的種類
1.1、生物氧化技術
生物氧化技術採用生物方法除臭,最終產物為CO2,H2O,不會產生二次污染。按過濾形式可具體分為四類:生物濾池、生物過濾器(土壤法、堆肥法、泥炭法)、填充塔型脫臭器(吸收型、吸附型)、生物洗滌器(曝氣式、生物洗滌式)。生物氧化技術常用的形式為生物濾池。生物濾池法是把收集的臭氣先經過加濕處理,再通過長滿微生物的、濕潤多孔的生物濾層,臭氣物質被填料吸收,然後被微生物分解成二氧化碳和其他無機物,從而達到除臭的目的。生物濾池法[3]工藝流程為:臭氣收集→風管輸送→抽風機→預洗池加濕→生物濾池→排氣。生物氧化除臭的能力取決於填料中的水分以及在濾池停留時間內臭氣的相對濕度。因此生物氧化技術除臭要保證濾池中濕度恆定,需要將水量調節到水分吸收速度等於乾燥速度平衡的狀態。
1.2、天然植物液除臭技術
天然植物液除臭技術的基本原理是將一些特殊的天然植物提取液作為去除異味的工作液,配以先進的噴洒技術或噴霧技術,霧化分子均勻地分散在空氣中,吸附空氣中的異味分子,併發生分解、聚合、取代、置換等化學反應,促使異味分子改變原有的分子結構,使之失去臭味。反應的最後產物為無害的分子,如水、氧、氮等。在不同場合,不同的臭味源會產生不同的異味分子。因此,要選用有針對性的、不同的天然植物提取液達到除臭的目的。
1.3、活性氧化技術
活性氧化技術利用高頻高壓靜電的特殊脈衝放電方式(活性氧發射管每秒發射上千億個高能離子),產生高密度的高能活性氧(介於氧分子和臭氧之間的一種過渡態氧)除臭。高頻高壓靜電的特殊脈衝放電在常溫下進行,因此也稱為「低溫燃燒」過程,產生O2,O2-,O2 ,·OH,·HO2,·O,O等氧簇聚集體,具有極強的氧化能力。活性氧去除前述污染物的主要途徑有兩種:1)在高能活性氧的瞬時高能量作用下,迅速與臭氣分子碰撞,激活有機分子,打開某些有害氣體分子化學鍵,使其直接分解成單質原子或無害分子;2)利用高能活性氧激活空氣中的氧分子產生二次活性氧,與有機物發生鏈式反應,並利用自身反應產生的能量維持氧化反應,進一步氧化有機物質,分解成無害產物,從而在極短時間內達到很高的除臭效率。
1.4、高能離子凈化技術
高能離子凈化技術基於電場離子化原理,在電場作用下,離子發生器產生大量的α粒子,α粒子與空氣中的氧分子進行碰撞而形成正、負氧離子。正氧離子具有很強的氧化性,能在極短的時間內氧化、分解甲硫醇、氨、硫化氫等污染因子,最終生成二氧化碳和水等穩定無害的小分子。同時,氧離子能破壞空氣中細菌的生存環境,降低室內細菌濃度,帶電離子可以吸附大於自身重量幾十倍的懸浮顆粒,靠自重沉降下來,從而清除空中懸浮膠體,達到凈化空氣的目的。
2、幾種除臭工藝比較
實踐表明,生物氧化技術、天然植物液除臭技術、活性氧化技術、高能離子空氣凈化技術四種除臭工藝除臭效果均較好,均能達到環評要求的排放指標。除高能離子凈化技術除臭在國內工程實例報道較少外,其餘幾種均有工程實踐,如採用A/O(缺氧/好氧)生物工藝的武漢市漢西污水處理廠,用生物氧化技術中的土壤法除臭;採用CAST工藝的大連老虎灘污水處理廠,用活性氧技術除臭;採用A2/O工藝的桐鄉市城市污水處理廠,用天然植物液技術除臭。此外高能離子凈化技術除臭在法國、英國、蘇格蘭、瑞典等國均有很多應用實例,2007年重慶巫山污水處理廠採用了高能離子除臭技術。綜合比較四種除臭工藝優缺點見表1。桐鄉市城市污水廠綜合分析以上四種除臭工藝的優缺點,認為天然植物液技術基建投資小,操作簡單,除臭效果好,運行靈活。隨著藥液國產化,污染源加蓋處理,缺點可以克服。因此桐鄉市城市污水處理廠除臭工藝選擇天然植物液技術。
3、工程實例
桐鄉市城市污水廠接納的污水包括生活污水以及化纖廠、印染廠、皮革廠等工業,廠內採用A2O處理工藝,即厭氧—缺氧—好氧工藝。惡臭物質主要是含硫、含氮的小分子有機化合物,如硫醇、有機胺等。多數的含硫、含氮的有機物在厭氧降解過程中均會產生一定量的致臭物質。因其初沉池、沉砂池等構築物開口面積較大,且表面有機械裝置移動,因此,經綜合比較分析,選用天然植物液技術再分散治理臭氣的方案,即在粗格柵和進水泵房、細格柵和沉砂池4個初沉池、污泥處理系統(貯泥池、脫水機房和污泥堆棚)處分別設置除臭裝置。廢水
該項目工程式控制制裝置5套,每套佔地面積不足1m2,霧化裝置均沿構築物外沿安裝,不影響構築物運行,總投資不到200萬元。但據預測,日最高運行費用將達13000元,實際情況顯示,除臭系統不需連續運行,粗格柵和進水泵房、細格柵和沉砂池夏季容易產生臭味,初沉池、污泥處理系統產生異味的概率相對較小。冬季粗格柵和進水泵房、細格柵和沉砂池偶爾有異味,需要開啟除臭裝置。因此,該廠該除臭裝置年運行費用總額60萬~80萬,實測運行效果,對H2S的去除率為65%,對NH3的去除率達73%,對污水廠不嚴重的異味,能達到很好的異味控制效果。對嚴重惡臭,天然植物液技術不能達到較好的除臭效果。浙江省某化纖企業高濃度聚酯廢水預處理裝置,進水COD在10000mg/L~30000mg/L,產生的嚴重惡臭,在水解酸化池、厭氧池、兼氧池所產生的臭味,採用天然植物液技術不能得到很好的控制。
4、結語
治理污水廠惡臭的工藝多種多樣,由於地域環境不同,在設計過程中,應根據自身的實際情況選擇合適的除臭工藝系統。桐鄉市城市污水廠所採用的天然植物液除臭技術適合於中、輕度異味控制,臭源分散的工程項目。
