陳松

（上?；葜经h(huán)?？萍加邢薰?，上海201600）

1 研究背景

隨著國家經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，人民生活水平的日益提高，污水處理廠在運行過程中揮發(fā)的惡臭異味越來越受到關(guān)注。廢氣主要來源于生化池（水解酸化池、接觸好氧池等）、斜管除油器、設備間（循環(huán)池）等構(gòu)筑物散逸的惡臭氣體，主要成分為硫化氫和氨氣以及少量的含硫、含氮惡臭污染物。異味氣體直接排放到空氣中，污染空氣，不符合國家及地方規(guī)定的排放標準，影響污水處理廠運行維護人員的身心健康，同時影響周邊居民的身體健康。

近幾年，隨著環(huán)保行業(yè)的發(fā)展，大部分現(xiàn)有污水處理廠已經(jīng)安裝了相應的除臭設施。當前生態(tài)文明建設占據(jù)十分重要的地位，很多排放標準都進行了提高?，F(xiàn)有污水處理廠除臭工藝已無法滿足新的排放標準，需要對其進行提標改造。原有單一的除臭技術(shù)已經(jīng)無法滿足用戶的使用需求，組合式除臭工藝已成為廢氣處理的研究熱點。

2 惡臭組分

污水處理廠由于各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品不同，污水來源不同，具有氣量大、污染物質(zhì)濃度低、組分復雜等特點。揮發(fā)的惡臭氣體根據(jù)污水處理工藝的不同，揮發(fā)的惡臭氣體成分也不同，其中主要的惡臭物質(zhì)包括：氨氣、硫化氫以及各種揮發(fā)性有機物等。

3 除臭工藝

3.1 物理法除臭

物理法除臭主要是通過多孔活性物質(zhì)吸附惡臭氣體中的惡臭成分，達到除臭的目的。目前應用最為廣泛的吸附材料為活性炭，具有發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和較強的吸附能力等優(yōu)點?；钚蕴恐谱鞑牧现饕獮槊?、木料和果殼等，其中果殼活性炭吸附能力最強。常見的活性炭結(jié)構(gòu)形式主要為柱狀活性炭、蜂窩狀活性炭和活性炭纖維。惡臭氣體流經(jīng)活性炭床，活性炭復雜的多孔結(jié)構(gòu)產(chǎn)生吸附作用，將氣體中的惡臭物質(zhì)吸附。吸附的作用主要分為物理吸附和化學吸附：物理吸附主要是指活性炭與惡臭氣體充分接觸時，因范德華力而進行的吸附過程；化學吸附主要是指惡臭氣體流經(jīng)活性炭表面時，因分子的化學鍵而進行的吸附過程。利用此種特性，活性炭還可以通過浸漬活化處理，提高對某一部分特定污染物的吸附效率。

活性炭吸附除臭方式的優(yōu)點是投資成本低、去除效率高、去除范圍廣，對不同種類不同濃度的惡臭氣體，均有較高的去除效率。缺點是運行維護成本高，產(chǎn)生二次污染。

3.2 化學法除臭

3.2.1 化學洗滌法

化學洗滌法除臭主要是利用氣液接觸發(fā)生化學反應，達到除臭的目的。目前應用最為廣泛的為填料塔，填料一般為耐腐蝕材質(zhì)的多面空心球或鮑爾環(huán)，大大的增加了氣液接觸面積。將收集來的惡臭氣體通入化學填料塔，內(nèi)部可設有多層填料層及噴淋層，底部設有循環(huán)水箱及循環(huán)泵。循環(huán)液通過循環(huán)泵噴淋在填料表面，惡臭氣體流經(jīng)填料層與之充分接觸，發(fā)生化學反應，凈化惡臭氣體。噴淋一段時間后，循環(huán)液溶解能力達到飽和，需要定期進行更換。

化學洗滌法除臭方式的優(yōu)點是系統(tǒng)占地面積小、投資成本低、具有較強的可操作性，針對不同種類不同濃度的惡臭廢氣，通過控制化學循環(huán)液濃度、多級處理等方式來達到較高的除臭效率。缺點是需要投加不同的化學藥劑，操作維護時需考慮安全因素。同時，定期更換的循環(huán)液會產(chǎn)生二次污染。

3.2.2 植物液霧化法

植物液霧化法主要是通過向揮發(fā)有惡臭物質(zhì)的敞口構(gòu)筑物噴灑霧化后的天然植物液，達到除臭的目的。天然植物液主要是指從植物中提取的汁液，經(jīng)過一系列復雜的配比形成。將天然植物液與過濾后的自來水按一定比例混合、稀釋，高壓霧化裝置將稀釋后的植物液霧化，通過高壓管及霧化噴嘴噴灑到惡臭區(qū)域，均勻的擴散到空氣中，植物液可吸附和溶解惡臭物質(zhì)，在其表面與惡臭物質(zhì)發(fā)生酸堿反應、催化氧化反應、酯化反應等。

植物液霧化法的優(yōu)點是投資少，可適用于無法加蓋收集的污水處理廠，占地面積小，靈活方便，不會產(chǎn)生二次污染。缺點是除臭效果較低，不適用于大型的污水處理廠。

3.3 生物法除臭

3.3.1 生物滴濾

重慶市兒童愛心莊園是在重慶市委、市政府的關(guān)心下，按照國內(nèi)一流標準設計建造的兒童福利機構(gòu)，于2011年11月正式開園，主要承擔孤殘兒童集中收養(yǎng)、保育護理、康復治療、特殊教育、科研、培訓以及對全市孤殘兒童養(yǎng)育的指導工作。

生物滴濾除臭技術(shù)主要是將收集來的惡臭氣體通過填料層，被附著在填料層表面的生物膜分解、吸收。初次投用時，將微生物噴灑在填料上，經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)、馴化后，會在填料表層行成一層生物膜。填料選用惰性填料，主要有竹炭、火山巖、陶粒和泡沫球等。因為微生物生長需要適宜的溫度、濕度和營養(yǎng)物質(zhì)，所以需要不斷地向填料層噴灑營養(yǎng)液。

表1 各類生物除臭技術(shù)對比

生物滴濾除臭工藝的優(yōu)點是除臭效率高、運行穩(wěn)定、處理效果不易波動。缺點是運行過程中需要投加營養(yǎng)液，維護成本高。

3.3.2 生物過濾

生物過濾與生物滴濾除臭原理相似，主要區(qū)別為填料的選型。生物過濾采用有機填料，有機填料可直接提供微生物生長所需要的養(yǎng)分，所以無需額外投加營養(yǎng)液，只需要間斷性的向填料層噴淋新鮮水，保持填料處于適宜的濕度。常用的有機填料包括樹皮、果殼等。

生物過濾除臭工藝的優(yōu)點是除臭效率高、運行穩(wěn)定、無需投加營養(yǎng)物質(zhì)、運行維護費用低。缺點是因為使用的有機填料，運行時間久了，填料層容易板結(jié)，堵塞，影響排氣效果。

3.3.3 生物土壤除臭

生物土壤除臭主要是將收集來的惡臭氣體通過生物土壤層，惡臭物質(zhì)被吸附在土壤表層，被土壤中的微生物降解、吸收。生物土壤除臭設施一般為埋地式，比較適用于城區(qū)小型污水廠除臭。土壤層選用特定的活性土壤，里面富含豐富的礦物質(zhì)、微生物和營養(yǎng)物質(zhì)，在土壤層上方鋪設草坪，外觀美麗，透氣性好。

生物土壤除臭工藝的優(yōu)點是除臭效率高，一般為半地下設施，上面鋪設草坪、噴淋系統(tǒng)，和環(huán)境融為一體，美觀。缺點是占地面積大、生物土壤層容易板結(jié)、氣流容易短路、上方的草坪等綠化設施需定期維護。

3.3.4 全過程除臭

全過程除臭是一種新興的生物除臭方式，主要是將全過程除臭裝置投入到曝氣池內(nèi)，裝置內(nèi)部含有生物填料，利用生物填料的本土化來誘導活性污泥內(nèi)的微生物繁殖，然后將此部分活性污泥回流至污水處理廠的進水池，隨著污水處理流程一同移動，活性污泥中的微生物凈化水中的惡臭物質(zhì)，達到全過程除臭的目的。

3.3.5 各類生物除臭技術(shù)對比（表1）。

4 工程案例

某大型石化污水處理廠于2018 年12 月投產(chǎn)一套生物滴濾裝置，2019 年3 月對裝置出口排放尾氣進行檢測，裝置出口指標及去除率滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）和《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）的排放要求。使用一段時間后，各指標的去除效率均有所下滑，至2020 年無法實時滿足國家相關(guān)部門頒布的新標《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》（GB31570-2015）和《惡臭污染物排放標準》（GB14554-201□）（征求意見稿）。因此，需要在現(xiàn)有處理設施后新增處理設施進行提標改造。

臭氣來源：調(diào)節(jié)除油罐、事故緩沖罐、斜板隔油池、一級浮選、二級浮選、生化池、沉砂池、污油池、污油罐。臭氣處理設計規(guī)模為34000m3/h。

現(xiàn)有處理設施出口監(jiān)測指標如表2 所示。

表2 現(xiàn)有廢氣治理設施出口監(jiān)測指標

提標改造工業(yè)流程如圖1 所示。

收集系統(tǒng)收集的惡臭氣體經(jīng)過生物滴濾設施，惡臭氣體流經(jīng)填料層，被填料層表面附著的生物膜降解、吸收。同時不斷的向內(nèi)部噴淋營養(yǎng)液，維持微生物生長所需要的溫度、濕度和營養(yǎng)物質(zhì)。經(jīng)過生物滴濾設施處理后，再進入生物過濾設施，氣體經(jīng)過內(nèi)部填料層，氣體中的惡臭分子在有機填料表面與被生物膜降解，有機填料可提供微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。最后再經(jīng)過活性炭吸附設備，利用活性炭的多孔結(jié)構(gòu)吸附氣體中的惡臭物質(zhì)，達到除臭目的。處理后的廢氣接入原有煙囪排放。

圖1

5 除臭效果

2020 年9 月新增除臭設施投產(chǎn)后，處理后的廢氣指標滿足《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》（GB31570-2015）和《惡臭污染物排放標準》（GB14554-201□）（征求意見稿），通過40 米高排氣筒排放。

表3 處理后廢氣排放指標

圖1 非甲烷總烴檢測數(shù)據(jù)

圖2 苯檢測數(shù)據(jù)

新增除臭設施投產(chǎn)后1 個月內(nèi)，選取四處監(jiān)測點位對本套組合式除臭設施每周三進行定期的取樣檢測。檢測點位分別選?。航M合式除臭設施總進氣管、生物滴濾出口風管、生物過濾出口風管和煙囪取樣口。主要選取非甲烷總烴及甲苯兩個指標進行取樣檢測，結(jié)果圖2、3 所示。

根據(jù)上述檢測結(jié)果可以看出，經(jīng)過組合式除臭工藝的處理，除臭效果提升顯著；除臭穩(wěn)定性高；處理后的廢氣指標完全滿足相關(guān)排放標準規(guī)定的排放限值。針對石化污水處理廠揮發(fā)出的組分復雜，濃度高的臭氣，相比于單一的除臭工藝，采用組合式除臭工藝可以擁有更高的除臭效率，更好的除臭穩(wěn)定性。不同除臭工藝利用自己的除臭優(yōu)勢，分別處理臭氣的不同組分，擁有更強的抗沖擊性。

組合式除臭工藝的設計思路在提標改造項目中可充分利用現(xiàn)有除臭收集設施、處理設施，分析現(xiàn)有處理設施的優(yōu)缺點，結(jié)合臭氣的實際工況，選擇最適合、最優(yōu)化的后續(xù)處理工藝及設施，可降低提標改造一次投資成本，提高除臭效率及運行穩(wěn)定性，能夠?qū)崿F(xiàn)臭氣各指標的連續(xù)達標排放。

6 結(jié)論

隨著環(huán)保行業(yè)的發(fā)展，惡臭物質(zhì)排放標準不斷提高，原有污水處理廠配套的除臭設施均已無法滿足國家相關(guān)部門頒布的新的排放標準，均需進行提標改造工作。在原有污水處理廠除臭設施后，新增其它處理工藝進行組合式除臭，可以將各個除臭工藝取長補短，達到更高的除臭效果，更低的排放濃度。組合式除臭技術(shù)在現(xiàn)有污水處理廠除臭提標改造方面具有較大的發(fā)揮空間，仍需要仔細研究各個除臭工藝的優(yōu)缺點，進行融合互補，達到最優(yōu)的除臭效果。