中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司 河北秦皇岛 066004
摘要：随着社会公众对环境要求的提高，污水处理厂除臭工作日益受到人们的重视，本文概括了污水厂臭气的来源及主要成分和危害，介绍了目前污水处理厂常用的臭气的处理方法及除臭工艺设计及设备选型，对城市污水污水处理厂除臭工艺的选择和应用有较强的借鉴意义。
关键词：污水处理；污水除臭；问题探讨
随着社会经济的迅速发展，城市人口日益增多，污水处理厂在城市中的地位越来越重要。但是污水处理厂在处理污水的同时产生了大量的污染源――臭气。臭气主要由H2S、NO2、NH3、非甲烷总烃、丙酮等组成，对人体和周边环境产生严重影响。因此，如何在污水处理厂消除安全隐患，改善员工的工作环境，已成为当前污水处理厂发展中不容忽视的问题，以下将对污水处理厂的除臭技术进行具体分析：
1除臭工艺设计的必要性
在污水处理厂工作过程中产生的臭气，不仅散发难闻的气味，而且工作人员长期接触还会产生身体的不良反应，如呕吐、头痛、头昏、呕吐及身体虚弱等，甚至严重者还会出现肺水肿、肺炎、尿蛋白等病症，或者对人体中心神经系统造成麻醉。另外，由于臭气中带有一定的化学成本，因此对污水处理厂中的设备及线路造成严重腐蚀，留下安全隐患；扩散的臭气对周围居民的正常生活也产生了影响。可见，污水处理厂中产生的臭气无论是对人体还是对设备都产生严重危害，污水处理厂选择合理的工艺除臭方法至关重要。
污水处理厂的除臭原理，是根据臭气的成分采取相应的办法。由于污水处理中臭气的成分多为有机化合物，如低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类等，这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，特别容易被氧化，当活性基团被氧化后，气味就消失，从而达到除臭目的。
2常用除臭工艺介绍
2.1活性炭吸附法
利用活性炭的特性，吸附臭气中的致臭物质，即活性炭吸附法。由于臭气中的致臭物质中化学成分不同，为了提高除臭效果，应采用各种性质的活性炭，在臭气附塔中分别填充具有吸附碱性或者酸性、中性物质的活性炭。当臭气经过吸附塔后，与各种活性炭接触，当臭味物质被吸附之后，再排出吸附塔。活性炭吸附法的除臭效率较高，但是由于活性炭可吸附的容量较为固定，因此当活性炭使用一定时间后就会达到饱和，需要再生或更换活性炭，因此运行成本相对较高，一般用于臭气浓度较低或者脱臭后处理中。
2.2水清洗与化学除臭法
由于臭气中的某些化学物质具有溶水特征，因此水清洗法正是利用了这种特性，将臭气中含有的氨气、硫化氢等物质与水充分溶解，最终去除臭味；同理，臭气中的一些物质还可以与药液中的化学成分产生中和反应，化学除臭法就是利用这一特性发挥作用。例如，通过某些碱物质可以与臭气中的硫化氢等酸性物质发生反应，去除臭味；通过某些酸性溶液可以与臭气中的氨气等碱性物质发生反应，去除臭味等等。但是由于化学除臭法涉及到诸多设备，运行成本较高，再加上某些不会与水或化学剂产生反应的臭气成分无法去除，因此工作效率与质量不理想。
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2.3热力学法
热力学方法即为燃烧法，最基本的条件是这些气体能够与氧气发生反应，把释放出来的气味进行收集，通过氧气进行焚烧。但某些气体可以安全完全燃烧，某些在完全燃烧或不完全燃烧过程中会产生其他有害气体，排放后会产生新的污染。该方法虽然简单、比较经济，但燃烧车间会产生新的污染源，只适合处理简单或比较单一的气体，对于污水处理厂产生的混合而且成分复杂的气体处理效果不理想。
2.4活性氧除臭
活性氧技术是利用高压静电的特殊脉冲放电方式，协同纳米光催化反应产生大量底密度的活性氧分子、活性负离子、光电子及羟基自由基等强氧化性活性物质，将恶臭气体氧化分解各种无机小分子，同时空气中的氧分子被激发产生二次活性氧，与有机分子发生一系列链式反应，并利用自身反应生成的能量维系氧化反应。进一步氧化有机物质。活性氧离子作为良好的电子受体参与光催化反应，实现活性氧氧化与纳米光催化的有效耦合，大大强化了纳米光催化去除污染物的效率，比较适宜处理低浓度、大流量的恶臭气体。
2.5氧离子基团除臭法
利用高压静电装置，在新风补给空气中产生氧离子基团，在常温常压下将臭气分解成CO2、H20和H2SO4或是部分氧化的化合物的方法。该方法的优点是对臭气和挥发性有机化合物有效果，缺点是仍然缺乏实际应用的定量分析数据报告，投资较高、运营成本直接受到“电晕”灯管寿命和更换空气预过滤器的频度等因素的影响，适合轻度污染的具有通风过滤系统的室内空间的臭气。特别注意的是反应产物硫酸可能对室内设备和通风空调风管产生腐蚀。目前，尚未了解到有使用该方法的国内大型污水处理厂。
2.6生物除臭法
生物除臭法主要利用微生物在纤维质或多孔材料表面形成的生物膜能够吸附、吸收和降解恶臭气体成分，并将其转化为无毒、无害、无味的简单物质的原理，选择有机或无机材料作为微生物膜的载体，将人工筛选的脱臭微生物固定于生物过滤器内，利用风机负压的作用，将臭气输送到加湿保温系统，流过含有丰富微生物的过滤介质，完成吸附、吸收和降解过程。经过生物过滤器处理的气体，经过风机、排风管再排放到大气中。这种方法的优势在于运行效率高、成本低、见效快，是一种绿色环保方法，但是其设计标准较难确定，在高浓度氧气中应用效果不佳。
2.7天然植物提取液除臭法
天然植物提取液是从360 多种天然植物（如树木、鲜花和草）中提取的汁液，经混合复配而成的液体。溶液中的有效分子，含有共轭双键等活性基团，可以与不同的异味发生作用。在实际工况中，针对不同的场合、不同的异味源，可以选用不同型号的天然植物提取液，即可达到除去异味的目的。
通过微乳化技术，天然植物提取液可以与水相溶，形成透明的水溶液。天然植物提取液无毒性、无爆炸性、无燃烧性、无刺激性。经过除臭设备雾化，天然植物提取液形成雾状，在空间扩散液滴的半径≤0.04mm。液滴具有很大的比表面积，具有很大的表面能。溶液的表面不仅能有效地吸咐在空气中的异味分子，同时也能使被吸附的异味分子的立体构型发生改变，削弱异味分子中的化合键，使得异味分子的不稳定性增加，容易与其他分子进行化学反应。
3除臭工艺比选及适用条件
根据以上各种脱臭方法的分析，活性炭吸附法设备投资高，管理复杂，运行成本高；洗法效率不高且不彻底；氧离子基团除臭法在国内应用极少；氧化成本偏高、管理复杂；因此可用于污水处理厂除臭的方法为化学脱臭法、植物提取液除臭法、生物除臭法。但是根据收集整理的一些数据显示，目前我国污水处理厂中采取的除臭方法中，化学除臭方法的成本较高，且日常维护需要大量人力、财力；植物提取液的前期投资较低，但是运行成本高，其提取液依赖于进口，有很多不确定因素。因此，生物除臭法相对优势较强。
3.1土壤处理法
土壤处理法是利用土壤中的有机质及矿物质将臭气吸附、浓缩到土壤中，然后利用土壤中的微生物将其降解的方法。由穿孔管构成的空气分布系统位于生物土壤底部，收集的臭气藉风机进入穿孔管，然后缓慢地在土壤介质中扩散，向上穿过土壤介质，并暂时地吸附在载体表面或吸附在微生物表面，或吸附在薄膜水层中，然后臭气被微生物吸收，参与微生物代谢，臭气被转化成CO2和H20。土壤扩散层由粗、细石子及黄沙组成，可以使臭气均匀分布。土壤法具有设备简单，运行费用极低，维护操作方便的优点。
3.2生物滤池法
生物滤池法是把收集的臭气先经过加湿处理，再通过长满微生物的、湿润多孔的生物滤层，臭气物质被填料吸收，然后被微生物分解成二氧化碳和其它无机物，从而达到除臭目的。生物滤池法工艺流程为：臭气收集一风管输送一抽风机一预洗池加湿一生物滤池一排气。滤池填料可采用海绵、干树皮、干草、木渣、贝壳、果壳及其混合物等。虽然生物滤池发的占地面积较大，但是经济性较强，来自天然的富含有机成分的多孔渗水填料构造简单，操作简单，不需要额外的液体循环系统。
4结论
污水处理厂除臭系统不仅改善了周边居民的生活和居住条件，也减弱了臭气对污水厂设备设施的腐蚀。污水处理厂除臭工艺多种多样，由于地域环境不同，处理规模不同，在设计过程中应根据项目实际情况选择适当的除臭工艺，随着除臭技术的不断发展，处理效果会越来越好。
参考文献
[1]刘洋，邱明浩.污水处理过程恶臭控制技术概述[J].科技广场.2010.01.
[2]何水琴.城市污水处理中除臭技术探讨分析[J].中国科技财富.2010.08.
论文作者:张楠楠,刘馥苏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/25
标签：臭气论文; 污水处理论文; 活性炭论文; 物质论文; 生物论文; 微生物论文; 滤池论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;