除臭工艺在城市污水处理中的选择与应用
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【摘 要】近年来，随着国家对城市污水的重视和相关政策的支持，全国城市排水和污水处理的建设和发展取得了很大进展。在污水收集、运输和处理过程中，由于污水中含有大量有机物和微生物，会产生大量恶臭气体，严重影响居民生活和环境保护。因此，这一现象引起了越来越多的专家学者的关注，选择实用的除臭工艺符合城市可持续发展的要求，也能够改善居民的生活环境。
【关键词】城市污水;恶臭气体;除臭工艺;环境质量
中图分类号： X703;X512 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）24-0005-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.24.003
0 引言
恶臭物质是指所有刺激人类嗅觉器官和破坏生活环境的物质。有许多种物质会产生恶臭，并对人产生各种影响，它不仅是细菌的温床导致细菌滋生，传播一些疾病，而且通过嗅觉系统直接刺激神经系统、呼吸系统、循环系统和内分泌系统。随着经济和社会的发展，恶臭作为一种环境污染，已经成为世界七大公害之一。因此，城市污水除臭技术迫在眉睫。
1 城市污水恶臭气体的产生与危害
在污水处理过程中，当污水中的溶解氧很低或为零时，污水中的细菌会以硫酸盐或硝酸盐为氧源，从而产生硫化氢气体，同时有一定的硫醇和含硫气体化合物;污水中的固体颗粒经过细菌消化会产生大量氨气，氨气是一种水溶性较好的气体，但又容易挥发出来;同时，在污水处理的发酵过程中，会产生一系列低分子量的有机物。综上所述，污水处理工程中会产生大量的硫化氢、氨气以及一系列挥发性脂肪酸等致臭物质。
恶臭是一种感知污染，在生活中分布广泛，除了刺激人体嗅觉器官外，它还对人体消化系统、内分泌系统、神经系统和精神产生不良影响。H2S是是一种有毒气体，弄苏较低时能够影响人类视觉，随着浓度上升，会产生支气管收缩以及脑肿胀的生理变化，如果长期处于此环境中会产生脑膜炎、发烧、智力受损以及肺炎等症状，随着H2S浓度继续升高，可在几分钟内使人致死;当人们长期处于氨气的环境中，耗氧量会下降并且呼吸急促;处于三甲胺气体环境中会使人们眼睛受损，产生结膜炎以及视力受损等不良影响。
2 常见除臭工艺介绍
2.1 物理法
掩蔽法主要是通过在大型处理设备周围喷洒某些化学物质来掩盖产生的恶臭气体对人体感官的冲击;稀释扩散法是将通过烟囱把臭气排到大气环境中，烟囱排放恶臭气体时，要根据要求正确合理的设计烟囱高度，确保控制点恶臭物质要符合相关标准要求。
2.2 燃烧法
热力燃烧法必须满足三个条件：第一，臭气物质要和燃料要混合均匀;第二，燃烧时温度要达到600-800℃范围内;第三，燃烧时臭气物質要在燃烧室燃烧停留0.3s及以上。该方法处理能力能够达到5-1000m3/min，去除率达99.99%;催化燃烧法是指在催化剂的作用下燃烧气味和燃气混合物的除臭方法。与热力燃烧法相比，催化燃烧法具有温度低、设备小的优点。
2.3 化学氧化法
臭氧具有强氧化性，能完全氧化分解恶臭物质。臭气物质的类型和浓度决定臭氧的使用剂量。然而当恶臭气体的浓度非常高时，臭氧就不会全部氧化臭气物质。臭氧发生器的能耗通常较高，因此该方法的处理成本相对较高。
2.4 吸收法
吸收法可分为水吸法、酸吸收法和碱吸法。水吸法是使恶臭气体通入到水中，通过水的溶解作用把恶臭物质留在水中，该方法只适用于水溶性的恶臭物质，但污染的水体还要经过处理，不然会产生二次污染，一般仅用作预处理方法。通过酸碱中和反应原理，酸吸法和碱吸法处理相应的恶臭物质，酸吸收液一般选用稀盐酸或稀硫酸，一般选择碱液浓度为8%左右。
2.5 吸附法
吸附方法吸附剂的原理是能够与恶臭物质物理结合或化学反应，当恶臭气体通过吸附床时，恶臭物质被吸附材料捕获，流出无恶臭物质的气体达到净化目的。吸附除臭一般在恶臭物质浓度较低时使用，常用的除臭吸附剂包括活性炭、活性白土、硅胶等。
2.6 联合法
联合法是指洗涤吸附法、吸附氧化法或氧化生物法等两种以上除臭工艺的组合处理。该组合方法适用于处理成分复杂的气味。
2.7 生物法
生物除臭是指固体支持物上的生物对臭气物质的吸附和分解。生物方法作用条件通常比较温和，使用和操作较为便捷且成本较低，只需要承担动力费用以及微生物的管理维护的费用。与其他物化处理方法相比，生物法具有整体能耗低、运行维护成本低、二次污染和跨介质污染转移少的优点。这些优势使其研发速度非常快，成为恶臭物质治理的重要领域。
3 除臭方法的选择
城市污水恶臭气体净化方法的选择主要考虑基础设施成本、运行成本、运行稳定可靠性、空间需求和环境影响。
4 除臭方法的应用
白龙港污水处理厂是亚洲日处理水量最大的城镇污水处理厂，该厂的除臭系统集合了生物、化学、物化、离子和吸附众多处理工艺，以下针对预处理区域的除臭工艺应用进行说明。
污水处理厂预处理区域是污水从排水管路输送进污水厂的第一道处理工序，该区域水质最为恶劣的，并伴随有大量硫化氢等恶臭气体从水体中逸出，因而预处理区域的恶臭气体处理难度大。该区域的除臭系统在设计上采用了加盖密封、负压吸引和集中处理的除臭方式：
4.1 加盖密封
原先的预处理区域属于敞开是构筑物，恶臭气体从水体中逸出后直排大气，除臭系统建立的整体思路就是要控制恶臭气体不外逸，再采取风机抽吸的方式，将恶臭气体进行收集。预处理区域通过硬质玻璃钢加盖的方式，在原有构筑物上，增加了除臭盖板，实现了对预处理区域的构筑物封闭，有效阻止了恶臭气体的外逸，为恶臭气体的收集和处理奠定了扎实的基础。 4.2 负压吸引
通过CFD对恶臭气体收集的流态进行模拟，考量气流组织情况，最后在综合考虑收集效果、外表美观等多因素后，在盖板的位置开孔，安装收集风管支路，最后各支管汇总到总管后，引至除臭装置（风机设置在除臭装置一端）。
4.3 集中处理
预处理区域除臭装置进口的硫化氢浓度基本维持在100～400mg/m3之间，甲硫醇浓度为10～30mg/m3，臭气浓度（无量纲）范围为6000～12000。考虑到进口恶臭气体浓度较高，该处的除臭装置设计有三级串联处理工艺：生物、化学和物化，工艺简图如下。
恶臭气体先进入生物除臭工艺段，该处的生物除臭采用生物滴滤工艺，生物工艺段填料采用了1m厚的竹炭，控制循环喷淋水pH值为3～4，空塔气体停留时间为25s。该处理工艺，利用微生物新陈代谢将大部分的硫化氢等恶臭气体分解，生物段对恶臭气体，特别是硫化氢的去除效果较为明显。由于循环水在吸收硫化氢后，经过生物段处理后，经过生物段后，90%以上恶臭气体浓度能够被有效去除。
化学洗涤单元，空塔气体停留时间为25s，化学段填料为1m厚的塑料球型填料，化学循环喷淋水的pH值控制在9～11，ORP值控制在350mv～450mv之间。通过向化学循环水中添加氢氧化钠维持pH值，通过添加次氯酸钠维持ORP值。化学段能够去除掉未被生物工艺处理掉的恶臭气体，一般情况下，化学段的出口已经能够达到相关排放标准。
物化处理工艺段（即光解工艺），装置结构设计紧凑，占地小，空塔停留时间为3～5s。利用无极灯管的光解原理，降解未被生物和化学去除掉的恶臭组分。光解对于硫化氢的去除效率不高，但是对于有机物的降解效果明显，因此物化工艺在三级串联的最末端，主要起到深度处理和保障处理效果的作用。
经过除臭装置处理的后，气体经由15m烟囱排放大气，循环水排至污水管路。白龙港污水处理厂除臭工程，除臭装置气体排放的设计标准为《恶臭污染物排放标准》GB14554-1993，預处理区域除臭系统自2016年6月建成至今，处理效果良好，能够稳定达标。
5 结语
臭气处理是一项由子系统组合而成的系统工程，有针对性的臭气处理技术和有效的处理设施，应从臭气产生特点的确定、臭气收集系统设计、除臭设备占地安装、微生物的选取与培养、设备的运行和维护以及经济成本等方面进行选择，性价比搞得臭气处理装置（流程）能够直接影响到除臭设备的管理和维护。经过这几年的不断发展，城市污水除臭技术和设备正在迅速的向前发展，同时城市污水除臭技术有了技术创新和发展方向。
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