紫外光催化处理小型污水站恶臭气体实验研究
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摘要：恶臭气体是污水处理站典型环境影响之一，扰民现象严重。恶臭气体的主要成分为H2S、NH3等。通过紫外光二氧化钛催化降解污水站恶臭气体实验，较好地解决了小型污水站恶臭气体扰民问题。实验结果表明，H2S从0.14～0.388mg/m3降低到低于检出下限，NH3从0.279～1.64 mg/m3降低到低于检出下限;工艺会伴随产生O3等副产物，但随着自然扩散较快，浓度较低;未检测出CO副产物。
关键词：紫外光催化法;污水站;恶臭气体;NH3;H2S;O3
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）02-00-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.055
Abstract：Malodorous gas is one of the typical environmental impacts caused by sewage treatment stations， which seriously disturbs people around.This problem has been well sloved by the experiment of catalyzing the degradation of malodorous gas in sewage station by ultraviolet TiO2. The main components of malodorous gas are H2S，NH3 and the like. The experimental results show that H2S decreases from 0.14～0.388 mg/m3 to below the detection limit， and NH3 also decreases from 0.279～1.64 mg/m3 to below the detection limit.The process is accompanied by the production of by-products such as O3 which would leave lower concentration with fast natural diffusion. No CO by-products were detected.
Key words：Ultraviolet light catalytic treatment;Sewage stations;Malodorous gas;NH3;H2S;O3
惡臭气体是污水站典型环境影响之一。本次研究对象为某油墨废水企业污水处理站，主要废水为印刷废水和生活污水，处理能力约300m3/d，其中印刷废水约30m3/d;该污水处理站采用全地下式结构的生化反应池进行处理。
早年为了解决废气外溢情况，污水站采用抽风机将地下池的气体集中收集后高空排放，将臭气稀释扩散。这种处理模式节约成本，但无法满足日益严苛的环保要求。当天气条件不利于臭气扩散时，污水站恶臭气体会积聚在污水站附近，导致污水站周围时常出现异味浓度过高现象，严重影响周边居民、工作人员正常工作与生活。污水站主要恶臭气体主要成分为H2S、NH3[1]。
污水站恶臭气体一般采用生物法、物理法和化学法处理。生物法主要采用生物过滤和生物洗涤法，主要用于含氨、酚等恶臭气体，对含硫气体处理效果差[2];物理法主要为吸收、吸附法，一般仅用作预处理，且最终产生废液存在二次污染[1];化学法分为催化氧化、化学吸收、燃烧等，光催化氧化因反应条件温和、成本低且无二次污染等优势，逐渐受到关注[3]。
本次研究污水站恶臭气体有几个显著的特点：水蒸气含量丰富;挥发性有机物气体浓度较低;臭味气体浓度相对较高，易让人产生不愉快感;风量相对较小等。
本次采用光降解催化氧化设备进行污水处理站恶臭气体处理。紫外光TiO2光催化氧化反应工作原理是通过光催化氧化反应净化消除挥发性还原气体。本次实验选择紫外光TiO2光催化氧化反应进行实验研究。
1 实验部分
1.1 实验设备及仪器
本次光降解催化氧化设备安装于污水处理站室内，通过风机将污水站气体引入光降解催化氧化设备，紫外光催化（TiO2）降解工艺及原理如图1、2所示，主要配件见表1所示。
1.2 检测方法
实验前后，在污水站排风管道出口预留采样口进行空气检测，检测方法见表2。后因采样法检测下限较高，无法检测到微量H2S、NH3浓度。为了进一步监测排放口H2S、NH3实际浓度，采用检测精度更高、检出下限更低的便携式监测仪器进行了多次监测，检测设备见表3。部分文献表明[4-5]，采用紫外光催化处理恶臭气体会产生O3和CO等副产品，因此实验后本次在排风管道出口预留采样口对H2S、NH3、O3、CO等四种气体浓度进行了监测，检测设备见表3。
2 结果与分析
2.1 结果
实验前，采用采样检测方法对排风管道出口预留采样口空气进行多次检测，检测期间风量和结果分别见表4。实验后，采用采样检测方法对排风管道出口预留采样口空气进行多次检测，均未检出H2S、NH3;随后采用便携式监测仪器在排风管道出口预留采样口进行多次检测，均未检出H2S、NH3。同时，采用便携式监测仪器在排风管道出口预留采样口对O3和CO进行多次检测，监测结果见表5。
2.2 分析
从表4和表5中可以看出，采用紫外光催化降解工艺后，恶臭气体中H2S、NH3的净化效果十分明显，其中H2S从0.14～0.388 mg/m3降低到低于检出下限，NH3从0.279～1.64 mg/m3降低到低于检出下限，排风管道出口预留采样口处H2S、NH3远低于《恶臭污染物排放标准》[7]中规定的厂界标准中0.06 mg/m3和1.5 mg/m3的要求，且恶臭气体扰民问题也随之解决。
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