楊志宏，吳 博

(山西正陽污水凈化有限公司，山西 晉中 030600)

惡臭氣體主要產(chǎn)生在污水處理過程中的預(yù)處理、生化池和污泥處置區(qū)的設(shè)施等處。不同的處理設(shè)施及過程會產(chǎn)生各種不同的惡臭氣體。污水處理廠產(chǎn)生的主要臭氣為硫化氫和污水原水中的揮發(fā)性胺類有機(jī)物及其它含還原硫化物(二甲基硫醚、二甲基二硫醚、硫醇)。按氣體味道，臭味大致可分為：魚腥臭[胺類CH3NH2，(CH3)3N]，氨臭[氨NH3]，腐肉臭[二元胺類NH2(CH2)4NH2]，腐蛋臭(硫化氫H2S)，腐甘藍(lán)臭[有機(jī)硫化物(CH3)2S〗，糞臭[C8H5NHCH3〗以及某些生產(chǎn)廢水的特殊臭味。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)都會造成不同程度的毒害[1-5]。隨著國家加大環(huán)境保護(hù)的力度，近年來各種除臭技術(shù)得以迅速發(fā)展，如化學(xué)酸堿處理吸收、生物除臭技術(shù)、離子除臭技術(shù)及全催化降解技術(shù)等。

本文對國內(nèi)幾種主要惡臭氣體處理技術(shù)工藝進(jìn)行綜述，通過對不同技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行比較。

1 化學(xué)除臭技術(shù)

化學(xué)吸收法主要是利用化學(xué)試劑如酸，堿以及其他復(fù)配試劑如硫酸氫鹽等將惡臭氣體中的硫化氫，NH3等吸收，從而達(dá)到對惡臭氣體的清潔化處理。常規(guī)化學(xué)吸收除臭工藝包含多套噴淋塔，大風(fēng)量引風(fēng)機(jī)等設(shè)備，有組織收集的惡臭氣通過引風(fēng)機(jī)增壓后進(jìn)入噴淋塔，通過氣體與化學(xué)試劑對流達(dá)到氣液交換，從而將惡臭氣體中的組分轉(zhuǎn)移到化學(xué)試劑液相內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對惡臭氣體的清潔化處理。化學(xué)試劑法吸收對惡臭氣體的處理效果與惡臭氣體的種類和組分復(fù)雜度關(guān)聯(lián)性較大，實(shí)際運(yùn)行中需要根據(jù)惡臭氣體的組分類別匹配多種化學(xué)吸收試劑，因此增加了安裝和運(yùn)行費(fèi)用，且化學(xué)吸收液需要定期更換產(chǎn)生大量污水造成二次污染。

活性炭吸附也屬于化學(xué)法除臭范圍內(nèi)，即將惡臭氣體中的發(fā)臭組分利用活性炭吸收從而達(dá)到除臭的目的。由于活性炭具有較大的比表面積，通常在700～1800m2/g，因此其具有極強(qiáng)的吸附性。鑒于國內(nèi)的活性炭屬于光譜型，對惡臭氣體中的發(fā)臭組分均有吸附效果，但是去除率低?；钚蕴课匠艨梢酝瑫r(shí)處理多種組分復(fù)雜氣體，具有一定的除臭效率，但是吸附飽和后活性炭無法繼續(xù)使用，產(chǎn)生大量活性炭固廢，造成二次污染[6]。

化學(xué)試劑吸收法以及活性炭吸附法工藝圖1，圖2如下所示：

圖1 化學(xué)試劑吸收惡臭氣體工藝流程圖

圖2 活性炭吸附惡臭氣體工藝流程圖

2 離子除臭技術(shù)

高能離子除臭法對不同種類惡臭氣體均有降解作用，惡臭氣體去除效果較佳，設(shè)備緊湊簡單，占地面積小，運(yùn)行方便。該技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)了以下問題：一是高能離子發(fā)生器與惡臭氣體處理量不能完全匹配，由于污水廠惡臭氣體波動幅度較大，導(dǎo)致惡臭氣體與高能離子發(fā)生器接觸時(shí)間過短，無法有效降解惡臭組分，且高能離子設(shè)備能耗極大運(yùn)行不夠經(jīng)濟(jì)；二是高能離子發(fā)生器使用壽命較短，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用成倍增加；三是高能離子極強(qiáng)的氧化性能對設(shè)備材料性能提出較高的要求，市場上高能離子除臭設(shè)備質(zhì)量參差不齊，常出現(xiàn)設(shè)備異常損壞停機(jī)的現(xiàn)象，且高能離子對人體健康存在一定的威脅，這種除臭技術(shù)將逐漸被停止使用[10]。

3 生物除臭技術(shù)

生物除臭技術(shù)是Pomeroy于1957年提出，最早的生物除臭技術(shù)是一種土壤床工藝，這種技術(shù)主要應(yīng)用于美國California的Long Beach污水泵惡臭氣體的去除[7]。80年代起，德國和荷蘭廣泛的將生物濾池技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)污水治理過程中產(chǎn)生的惡臭氣體中。從1984年起，日本開始開展生物濾池脫除VOCs的研究，并在城市污水廠中獲得了極大的應(yīng)用[8]。

生物除臭技術(shù)是利用微生物代謝活動降解惡臭氣體中的發(fā)臭組分，從而使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o味產(chǎn)物達(dá)到凈化惡臭氣體的目的。生物除臭技術(shù)屬于環(huán)境友好型凈化技術(shù)，運(yùn)行能耗低，維護(hù)費(fèi)用少，很少出現(xiàn)產(chǎn)生二次污染物的問題。生物除臭技術(shù)的原理是基于惡臭氣體在生物濾池上的吸附，這種吸附機(jī)理符合雙膜理論，即濾床中氣相部分的傳質(zhì)速率高于液相部分，認(rèn)為惡臭氣體在生物濾床上的吸附不存在阻力。生物除臭技術(shù)有兩個限制條件：一是微生物對惡臭氣體中污染組分的消化速率，二是惡臭氣體在微生物濾床上的擴(kuò)散速度[11-13]。

生物除臭工藝設(shè)計(jì)需要考慮的參數(shù)有：濾池填料性能，惡臭氣體進(jìn)入流速，循環(huán)液性質(zhì)以及生物除臭反應(yīng)器參數(shù)等。實(shí)際應(yīng)用中生物除臭系統(tǒng)具有較多難以界定的復(fù)雜性，即生物除臭系統(tǒng)很大程度上受制于當(dāng)?shù)丨h(huán)境，使用方需要盡可能創(chuàng)造適宜于微生物生長的環(huán)境來保證除臭效率。鑒于以上情況，生物除臭技術(shù)雖然有著除臭效率高，無二次污染物等特點(diǎn)，但是該技術(shù)受制于環(huán)境條件卻限制其大規(guī)模應(yīng)用的可能性。常見生物除臭工藝圖如圖3所示：

圖3 生物法處理惡臭氣體工藝流程圖

4 全催化除臭技術(shù)

全催化除臭技術(shù)是指利用催化劑降解分解惡臭氣體中發(fā)臭組分即有機(jī)硫組分，無機(jī)硫組分，游離氨組分和有機(jī)胺組分。整個處理過程全部使用催化劑催化降解無需使用其他輔助手段，從而達(dá)到對惡臭氣體的綠色化，高效化和經(jīng)濟(jì)化降解。

全催化除臭技術(shù)匹配不同類型的催化劑組分，催化劑種類包含無機(jī)硫分解催化劑，有機(jī)硫降解催化劑，游離氨和有機(jī)胺吸附降解催化劑等，其中無機(jī)硫分解催化劑采用特殊載體負(fù)載Fe，Zn基催化劑，有機(jī)硫分解催化劑選用高比表碳基載體負(fù)載Co，Mo活性組分。全催化除臭技術(shù)設(shè)計(jì)需要考慮的參數(shù)有：降解反應(yīng)器尺寸設(shè)計(jì)，管道直徑匹配，惡臭分量與催化劑體積匹配，反應(yīng)器后端引風(fēng)機(jī)選型匹配等。

全催化除臭技術(shù)的主要特點(diǎn)有：運(yùn)行能耗低，整個運(yùn)行過程能耗是離子高能除臭的60%～80%之間；無二次污染物生成，催化除臭主要利用催化劑對惡臭組分進(jìn)行降解，因此不像化學(xué)試劑吸收等工藝產(chǎn)生二次污染物；除臭效果好,鑒于催化除臭使用催化劑與惡臭組分發(fā)生化學(xué)降解反應(yīng)，整個過程無其他惡臭組分生成，且反應(yīng)進(jìn)行徹底，因此該技術(shù)對惡臭凈化效率較高。全催化除臭技術(shù)的常規(guī)工藝流程如圖4所示。

圖4 全催化處理惡臭氣體工藝流程圖

5 不同除臭工藝經(jīng)濟(jì)性比較

鑒于以上除臭工藝的實(shí)際情況，本文從除臭設(shè)備投資以及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性兩方面綜合比對了化學(xué)吸收除臭，高能離子除臭，生物法除臭以及全催化除臭四種工藝的經(jīng)濟(jì)性，具體數(shù)據(jù)見表1所示。為不同企業(yè)綜合選擇除臭工藝提供參考。

表1 不同處理工藝經(jīng)濟(jì)性比較

6 結(jié)語

本文對當(dāng)前成熟的四種除臭技術(shù)進(jìn)行綜述，分別描述了不同除臭工藝的技術(shù)特點(diǎn)，除臭技術(shù)原理，工藝設(shè)計(jì)參數(shù)以及投資運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等。針對一般小型污水廠可以選擇投資額較小的化學(xué)吸收處理法以及全催化除臭工藝；針對大型污水處理廠且惡臭氣體種類復(fù)雜排放量大的企業(yè)可以采用高能離子除臭，生物除臭以及全催化除臭技術(shù)，然對于年平均環(huán)境溫度較低的地區(qū)企業(yè)需要選擇高能離子除臭以及全催化除臭技術(shù)；考慮設(shè)備投資經(jīng)濟(jì)性以及運(yùn)行穩(wěn)定性等因素可以考慮選擇全催化除臭技術(shù)。