徐彥飛

中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 湖北 武漢 430010

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，生產(chǎn)力明顯進(jìn)步，人們的物質(zhì)生活水平顯著提升，各項(xiàng)工業(yè)生產(chǎn)水平明顯提高，但是在這一背景下生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題也變得愈發(fā)嚴(yán)重。城市的發(fā)展導(dǎo)致污水量明顯增加，為了避免城市污染對(duì)大氣環(huán)境的進(jìn)一步影響，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)城市污水廠大氣污染防治工作的重視。在充分遵循“預(yù)防為主。防治結(jié)合”原則的基礎(chǔ)上，積極引進(jìn)先進(jìn)的污染治理技術(shù)，有效清除城市污染中的大氣污染，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境保護(hù)的同時(shí)推動(dòng)城市的可持續(xù)發(fā)展。

1 城市污染處理廠大氣污染物分析

城市污水處理廠也被稱作廢水處理廠或者污水廠，處理站主要設(shè)在工廠，出水放入城市排水管道，屬于一種預(yù)處理設(shè)施。污水處理廠是一種復(fù)雜系統(tǒng)，由多個(gè)單元過(guò)程構(gòu)成，各單元過(guò)程關(guān)系密切。主要采用污水處理的工藝方法，結(jié)合污水的水質(zhì)和水量、排放標(biāo)準(zhǔn)等情況，經(jīng)過(guò)分析和比較，必要情況下進(jìn)行試驗(yàn)分析，決定處理流程。常用工藝流程如圖1所示。城市污染處理廠中的大氣污染主要指污水處理廠在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的臭氣，另外也包括空氣中的微生物污染。污水處理廠需要對(duì)大量、濃度較高且難以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，不符合環(huán)境保護(hù)要求的污染物質(zhì)進(jìn)行人工強(qiáng)化處理，確保其符合水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)水資源的保護(hù)。污水處理廠通過(guò)相應(yīng)的工藝方法處理污泥液中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響的物質(zhì)，但是污泥液在厭氧或氧化等各類化學(xué)反應(yīng)下，極易產(chǎn)生硫化氫、氨氮以及惡臭氣體等物質(zhì)，對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重危害，導(dǎo)致周?chē)諝猸h(huán)境質(zhì)量下降。微生物污染也十分常見(jiàn)，因?yàn)橐旱蔚娘w散或曝氣池中污水氣泡上浮至液面破裂，均可生成帶菌氣溶膠，進(jìn)而導(dǎo)致空氣中的微生物污染?？諝庵械奈⑸镂廴疽舶ㄎ鬯霸形鬯幚碇刑砑拥奈⑸铩?/p>

圖1 污水處理廠工藝流程圖

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們生活水平的提高，人們的健康意識(shí)和環(huán)保意識(shí)顯著增加，為了為人們提供健康的生活、居住環(huán)境，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)城市污水處理過(guò)程的控制，最大限度減少對(duì)周?chē)h(huán)境和人們的影響。建設(shè)城市污水處理廠的過(guò)程中，不但需要注重設(shè)施的完善，同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)污水處理的重視，積極引進(jìn)先進(jìn)的污染治理技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

2 城市污水處理廠大氣污染治理技術(shù)的應(yīng)用

2.1 生物除臭法

生物除臭法是目前應(yīng)用廣泛的污染治理技術(shù)，其原理為利用微生物的代謝作用，促進(jìn)臭氣物質(zhì)的降解，進(jìn)而有效去除臭氣物質(zhì)，適用于污水處理廠的大氣污染治理。目前生物除臭可供選擇的方法較多，如生物濾池法、曝氣式活性污泥法以及洗滌式活性污泥法等，應(yīng)結(jié)合實(shí)際合理選擇。

生物濾池法可以將完成收集的臭氣通過(guò)濕潤(rùn)、活性強(qiáng)且多孔的微生物濾層，在微生物細(xì)胞對(duì)惡臭物質(zhì)吸附、吸收及降解的作用下，將經(jīng)由吸附的惡臭無(wú)助轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物，如二氧化碳、硝酸、硫酸等。除臭裝置主要包括加濕裝置和生物除臭裝置，前者內(nèi)部配備相應(yīng)水泵，可以自動(dòng)切換模式持續(xù)運(yùn)行，將抽入的臭氣持續(xù)加濕，濕度可超過(guò)99%，提高臭氣污染物從氣態(tài)濾料表層水溶液轉(zhuǎn)化的擴(kuò)散效率，同時(shí)避免生物濾料層抽入的空氣風(fēng)干。與此同時(shí)，臭氣物質(zhì)溶解在濾料表面水膜上，之后被微生物吸附并降解。完成凈化的氣體由除臭裝置排出。濾料的成分較為豐富，包括聚苯乙烯膠球體、有機(jī)物料、沸石以及除臭微生物等[1]。因?yàn)槠涑煞重S富，因此能夠充分滿足菌體降解臭氣污染物時(shí)的營(yíng)養(yǎng)需要，同時(shí)中和生物氧化反應(yīng)，產(chǎn)生酸性和堿性次生代謝產(chǎn)物。濾池頂部下噴一定的自來(lái)水，確保濾料含水量充足，多余水分則通過(guò)池底部回流到沉砂池。

曝氣式活性污泥法也是常用的生物除臭法，其原理為將臭氣通過(guò)曝氣的形式分散至活性污泥混合液中，這一過(guò)程中微生物持續(xù)生長(zhǎng)，最終借助其代謝作用有效講解臭氣物質(zhì)。城市污水處理廠采用該方法進(jìn)行大氣污染治理效果確切，操作便捷，只需要在原有設(shè)施上配備風(fēng)機(jī)和配管便可，這樣便能夠在曝氣池中引入臭氣，該方法具有操作便捷、成本低等優(yōu)勢(shì)?；钚晕勰喾üに嚵鞒倘鐖D2所示。

圖2 活性污泥法工藝流程

洗滌式活性污泥法需要借助吸收器，使臭氣物質(zhì)和含懸浮泥漿混合液充分接觸，產(chǎn)生洗滌液，之后將其傳輸至反應(yīng)器，在懸浮生長(zhǎng)的微生物通過(guò)代謝作用有效降解臭氣物質(zhì)，是一種行之有效的大氣污染治理技術(shù)。除此之外，該方法還可以采用剩余的污泥配置混合液，將其作為吸收劑，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄的高效處理，洗滌式活性污泥法脫除復(fù)合型臭氣效果確切，但是處理治理困難的焦臭難度較大。相關(guān)研究將活性污泥脫水，在常溫環(huán)境下干燥，水中再膨潤(rùn)能夠得到固定化污泥。這類污泥具備微生物的生理活性，將其用于惡臭的去除能夠提高去除效果，具有降本增效的作用[2]。洗滌式活性污泥法的臭氣物質(zhì)清除率高，適用性強(qiáng)，其優(yōu)勢(shì)在于操作條件便于控制，占地空間小，壓力損失少，如果采用剩余活性污泥配置混合液，能夠?qū)崿F(xiàn)剩余活性污泥的小循環(huán)，為后續(xù)污泥處理提供便利，經(jīng)濟(jì)性良好。

除了以上方法外，土壤除臭法也是常用的生物除臭法，其機(jī)理包括物理吸附法和生物降解兩種。針對(duì)硫化氫的水溶性惡臭氣體，能夠被土壤的水分吸收并去除；非水溶性臭氣則被有機(jī)質(zhì)及礦物質(zhì)物理吸附，通過(guò)土壤環(huán)境下的微生物有效降解并清除。

2.2 物理除臭法

物理除臭法也是常用的大氣污染治理技術(shù)，主要包括水清洗法和活性炭吸附法。污水處理廠產(chǎn)生的臭氣物質(zhì)類型繁多，如有機(jī)胺、硫化氫、氨等，水中的溶解度較高，水清洗法具有一定的治理效果。但是因?yàn)椴糠治镔|(zhì)在水中的溶解度較為有限，無(wú)法持續(xù)增加，如果該類物質(zhì)得到飽和狀態(tài)，必然會(huì)影響清洗效果，甚至導(dǎo)致作用喪失，因此操作時(shí)應(yīng)注意定時(shí)更換清洗水，但是會(huì)導(dǎo)致清洗形成的廢液量增加，因?yàn)榍逑匆盒枰ㄟ^(guò)處理后方可排放，進(jìn)而導(dǎo)致污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行壓力增加。另外，針對(duì)一些高分子有機(jī)臭氣物質(zhì)，采用水清洗法的整體效果欠佳。雖然水清洗法具有良好的經(jīng)濟(jì)性，操作相對(duì)便捷，成本較低，但是實(shí)際效果欠佳。

活性炭吸附法的原料為活性炭，其原理為利用活性炭的吸附功能處理臭氣，除臭效果理想。為了能夠有效清除多類臭氣物質(zhì)，多數(shù)情況下需要選擇性質(zhì)不同的活性炭，例如在吸附塔中設(shè)置不同性質(zhì)的活性炭，如吸附中性物質(zhì)、酸性物質(zhì)以及堿性物質(zhì)人多活性炭，臭氣物質(zhì)與其接觸后便可有效排出。活性炭吸附塔如圖3所示。該方法去除多類臭氣物質(zhì)效果顯著，主要利用活性炭的吸附作用，將產(chǎn)生臭氣的VOC等吸附在活性炭微孔中，惡臭成分主要通過(guò)物理吸附有效去除，如吲哚等；而硫醇等其他致臭成分主要在活性炭表面通過(guò)氧化反應(yīng)有效去除[3]。待活性炭處于飽和狀態(tài)時(shí)，應(yīng)通過(guò)熱空氣、蒸汽等浸沒(méi)再生、洗脫或更換。但是活性炭的吸附能力也會(huì)受到其他雜物影響而降低，如潮氣、灰塵等，所以可以將除濕裝置、除塵裝置等安裝在脫臭管道上，避免活性炭受潮。

圖3 活性炭吸附塔

2.3 化學(xué)除臭法

化學(xué)除臭法也是目前污水處理廠常用的大氣污染治理技術(shù)，可供選擇的方法較多，如化學(xué)試劑吸收法、熱力氧化法、催化氧化法以及臭氧氧化法等，應(yīng)結(jié)合實(shí)際合理選擇。

化學(xué)試劑吸收法的原理為某些物質(zhì)與試劑中化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而去除臭氣物質(zhì)?？晒┻x擇的吸收劑較多，如鹽酸、硫酸、亞硫酸鈉等。硫化氫等酸性物質(zhì)可采用堿性的苛性鈉有效去除，氨氣等堿性物質(zhì)可采用酸性的鹽酸等溶液去除。目前很多城市污水廠均采用該方法脫除臭氣。

通常情況下，城市污染處理廠的臭氣物質(zhì)中具有一定的還原性物質(zhì)，常見(jiàn)的物質(zhì)如有機(jī)胺、有機(jī)硫等，針對(duì)這類物質(zhì)需要采用氧化法進(jìn)行處理。熱力氧化法和催化氧化法是目前大氣污染治理常用的兩種氧化法。熱力氧化法能夠?qū)崿F(xiàn)臭氣物質(zhì)與污泥厭氧消化時(shí)形成的沼氣有效融合，高溫作用下持續(xù)燃燒，進(jìn)而生成二氧化碳和水蒸氣。該方法操作便捷，但是應(yīng)確保燃燒的充足，否則可能導(dǎo)致臭氣的強(qiáng)度增加，比如說(shuō)醇的燃燒不充分極易轉(zhuǎn)化為羧酸。催化氧化法的應(yīng)用需要借助燃燒床，且裝有一定的催化劑，在其中將臭氣和沼氣的混合氣體有效融合，高溫作用下再燃燒。相較于熱力氧化法，催化氧化法的不同之處體現(xiàn)在對(duì)催化劑的使用，有助于降低燃燒的溫度，減少停留的時(shí)間，因此成本較低，能夠減少社保的投資與運(yùn)輸費(fèi)用。但是催化氧化法也伴隨一定的風(fēng)險(xiǎn)隱患，例如出現(xiàn)催化劑中毒或發(fā)生堵塞問(wèn)題，而熱力焚燒的熱量回收效果確切，通過(guò)對(duì)兩種方法優(yōu)劣勢(shì)的分析，目前熱力氧化法的在大氣污染治理中的應(yīng)用頻率較高。

臭氧氧化法也是大氣污染治理常用的一項(xiàng)治理技術(shù)，其原理為利用臭氧較強(qiáng)的氧化性分解氧化惡臭物質(zhì)，達(dá)到預(yù)期除臭目的。該方法包括氣相和液相兩種形式，因?yàn)槌粞醢l(fā)生氧化反應(yīng)的整個(gè)過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，通常要先采用藥液清洗，去除大部分致臭物質(zhì)，之后再進(jìn)行臭氧氧化。臭氧作為一種氧化劑，需要在現(xiàn)場(chǎng)生成，惡臭物質(zhì)的類型和濃度決定其濃度，當(dāng)惡臭物質(zhì)濃度較高，臭氧便難以完全氧化污染物，而未使用的殘余臭氧本身也是一種空氣污染物。

3 解決城市大氣污染的主要對(duì)策

3.1 加大對(duì)環(huán)保型高科技企業(yè)的支持力度

污水處理廠是導(dǎo)致大氣污染的主要企業(yè)，為了有效改善污染問(wèn)題，需要做好污水處理廠的治理工作，更新污水處理廠的生產(chǎn)理念和發(fā)展模式，同時(shí)加大對(duì)高污染企業(yè)的打擊力度，積極聘請(qǐng)環(huán)保機(jī)構(gòu)專業(yè)人士到企業(yè)工作，推動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型發(fā)展。另外，政府相關(guān)部門(mén)需要加大對(duì)環(huán)保型高科技企業(yè)的支持力度，全面推廣環(huán)保理念，推動(dòng)更多企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

3.2 加強(qiáng)對(duì)大氣污染源的控制

大氣污染是人類從事生產(chǎn)活動(dòng)中排放大量污染氣體引發(fā)，因此為了有效改善大氣污染情況，則需要嚴(yán)格控制污染氣體的排放量。隨著科技的飛速發(fā)展，涌現(xiàn)出諸多新的環(huán)境問(wèn)題，為了能夠有效改善大氣污染情況，則需要采取有效措施降低污水廠的廢氣排放量，滿足環(huán)境保護(hù)的要求。

3.3 從源頭防治惡臭物質(zhì)

對(duì)一級(jí)污水進(jìn)行處理時(shí)，污水處理廠還需要全面清洗曝氣池、污泥脫水裝置等，保證惡臭物質(zhì)得到全面清除。不但如此，對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)還需要保證生物濾池的通暢、濕潤(rùn)，避免其發(fā)生堵塞，導(dǎo)致氣體與惡臭位置增加。如果污水處理系統(tǒng)的水量較低，水循環(huán)難以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可采用人工方法增加循環(huán)水量，避免相關(guān)設(shè)備發(fā)生故障。工作人員還需要做好曝氣池、氧化溝、生物濾池的監(jiān)測(cè)工作，減少設(shè)備故障的發(fā)生。同時(shí)保證曝氣池混合完全，如果存在融合不充分的情況，需要及時(shí)進(jìn)行處理。除此之外，污水處理廠應(yīng)積極采用通風(fēng)系統(tǒng)，結(jié)合惡臭氣體成分及處理情況制定解決方案，通過(guò)通風(fēng)設(shè)備有效排出惡臭氣體。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著城市污水處理廠大氣污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，政府、環(huán)保部門(mén)及城市污水處理廠應(yīng)加強(qiáng)對(duì)大氣污染治理問(wèn)題的重視，結(jié)合實(shí)際選擇合理的處理方法和處理工藝，以保證大氣污染治理效果，減少對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)應(yīng)加大研究力度，開(kāi)發(fā)出更為高效、低成本的大氣污染治理技術(shù)，提高污染治理水平，滿足污染治理要求，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。