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2010-02-26 15:23 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
前言
長(cháng)期以來(lái),由于資金、認識等方面的限制,我國污水處理廠(chǎng)及其相關(guān)設施的建設極少考慮臭氣的處理問(wèn)題。但隨著(zhù)近年公眾環(huán)保意識的逐步提高以及城市的飛速發(fā)展,有關(guān)污水處理設施臭氣影響市民生活質(zhì)量和健康的投訴案例屢見(jiàn)報端,呈上升的趨勢。在凈化保護水環(huán)境的同時(shí),如何處理好臭氣已成為我們廣大環(huán)境保護工作者當前急需解決的課題之一。在這方面,許多發(fā)達國家走在我們的前面。本文借此機會(huì )就日本的脫臭技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,供同行交流。
1污水處理設施臭氣物質(zhì)成分及其衡量指標
根據日本惡臭防止法的說(shuō)明,特定的惡臭物質(zhì)有22種之多。但源于城市污水處理設施的臭氣,與污水的來(lái)源有關(guān),主要以H2S、CH3SH、(CH3)2S、(CH3)2S2、NH3、(CH3)3N等六種物質(zhì)為主。在實(shí)際應用中,除臭設備的設計常以H2S等前5種成分為考慮對象,(CH3)3N則忽略不計。
對于臭氣物質(zhì),日本常用的發(fā)臭程度衡量指標主要有:
。1)臭氣物質(zhì)濃度:?jiǎn)挝籶pm
。2)臭氣濃度:將臭氣稀釋至無(wú)臭感覺(jué)時(shí)的稀釋倍數
。3)臭氣指數:10乘以臭氣濃度的對數,即10×Log(臭氣濃度)
。4)六級臭氣強度評價(jià)法:
0級 | 無(wú)臭 | 3級 | 臭味明顯 |
1級 | 微有臭氣感覺(jué)(儀器檢知) | 4級 | 臭氣較強 |
2級 | 略有臭味的感覺(jué)(嗅覺(jué)感知) | 5級 | 強烈惡臭 |
2.5 3.5級:為防止臭氣擴散影響周?chē)h(huán)境,日本惡臭防止法對污水處理設施與周邊外界交界處惡臭成分的物質(zhì)濃度允許值,依據地域的社會(huì )、自然條件做出了詳細規定,其相應的臭氣強度上、下限分別為2.5和3.5。
相對于前3種衡量指標,六級臭氣強度評價(jià)法簡(jiǎn)潔明了,易于公眾接受和理解,常用于代替物質(zhì)濃度來(lái)表示臭氣的程度。上述各臭氣程度衡量指標間的相互對應關(guān)系,如表1、2所示:
表1 六級臭氣強度和惡臭物質(zhì)濃度(ppm)的關(guān)系
強度名稱(chēng)物質(zhì)濃度 | 1 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 5 |
NH3 | 0.1 | 0.6 | 1 | 2 | 5 | 10 | 40 |
CH3SH | 0.0001 | 0.0007 | 0.002 | 0.004 | 0.01 | 0.03 | 0.2 |
H2S | 0.0005 | 0.006 | 0.02 | 0.06 | 0.2 | 0.7 | 8 |
(CH3)2S | 0.0001 | 0.002 | 0.01 | 0.05 | 0.2 | 0.8 | 2 |
(CH3)2S2 | 0.0003 | 0.003 | 0.009 | 0.03 | 0.1 | 0.3 | 3 |
(CH3)3N | 0.0001 | 0.001 | 0.005 | 0.02 | 0.07 | 0.2 | 3 |
表2 臭氣強度和臭氣指數、臭氣濃度的關(guān)系
臭氣強度 | 臭氣指數 | 臭氣濃度 |
2.5 | 10-15 | 10-32 |
3.0 | 12-18 | 15-63 |
3.5 | 14-21 | 25-126 |
2污水處理設施臭氣主要成分的物質(zhì)濃度
地域不同,水質(zhì)各異。產(chǎn)生臭氣的物質(zhì)和濃度隨著(zhù)季節的更替,各廠(chǎng)處理工藝、工段(設施設備)的不同而變化。設計臭氣處理設施,首先需要了解臭氣的主要成分及其濃度。事實(shí)上,對于新建的污水處理設施,實(shí)測的臭氣數據往往較難得到。日本下水道事業(yè)團技術(shù)開(kāi)發(fā)部在統計匯總該國污水處理廠(chǎng)運行情況的基礎上,提出標準活性污泥法污水處理廠(chǎng)臭氣物質(zhì)及其濃度(物質(zhì)濃度、臭氣濃度)的參考數據,如表3所示:
臭氣成分 | 物質(zhì)濃度ppm(污水處理部) | 物質(zhì)濃度ppm(污泥處理部) |
H2S | 0.6 | 30 |
CH3SH | 0.07 | 3 |
(CH3)2S | 0.04 | 0.4 |
(CH3)2S2 | 0.005 | 0.4 |
NH3 | 0.4 | 2 |
綜合臭氣濃度 | 1,000 | 100,000 |
3臭氣處理工藝簡(jiǎn)介
設計臭氣處理工藝設施,首先應采取必要措施盡量避免臭氣的擴散和稀釋?zhuān)宰畲笙薅鹊販p少脫臭風(fēng)量負荷。在此,本文不做描述。
。1)藥液洗脫法
利用臭氣成分與化學(xué)藥液的主要成分間發(fā)生不可逆的化學(xué)反應生成新的無(wú)臭物質(zhì)以達到脫臭的目的。臭氣成分不同,其對應的化學(xué)藥劑也各異;本法常配活性炭吸附塔于其后。
化學(xué)藥劑 | 去除的臭氣物質(zhì) |
酸液(鹽酸、硫酸等) | NH3及胺類(lèi) |
堿液(氫氧化鈉等) | H2S及低級脂肪酸類(lèi) |
氧化劑溶液(NaCl2O、H2O2、O3、K2MnO4、K2CrO4) | H2S、 CH3SH和醛類(lèi)物質(zhì) |
水 | NH3及胺類(lèi)易水解性物質(zhì) |
。2)土壤脫臭法
利用土壤中生存的微生物在臭氣通過(guò)土壤時(shí)將其成分氧化分解,達到除臭目的。該法在脫臭過(guò)程中應用了微生物,故也稱(chēng)為生物脫臭方式的一種。
土壤脫臭法在處理高濃度或濃度變化較大的臭氣方面,不太充分。此外占地較大(1m3/分的處理風(fēng)量需要3~5㎡土地),一般適用于臭氣濃度低以及土地充裕的地方。
為保證土壤脫臭法的脫臭性能,要時(shí)常注意土壤床的壓力變化。
當壓力損失上升時(shí),需松動(dòng)土層或更替過(guò)濾砂層,同時(shí)加強出草、澆水等日常管理。一般而言,土壤脫臭法的建設費用比其他方式要低,但維護管理工作量較大。在常年積雪和土壤容易凍結的地方采用要慎重考慮。
吸附法這是一種以活性碳為原料,利用活性炭的吸附功能對臭氣進(jìn)行處理的除臭方式。鑒于它脫臭效果良好,維護維護容易而被廣泛應用;雖然建設費用較高,但對于小型處理裝置來(lái)說(shuō),本法比藥液洗脫法相對還便宜一些。
由于活性炭的吸附能力極易受臭氣中的潮氣、灰塵等雜物的影響而下降,為防止活性炭受潮,常需在脫臭管道上安裝除濕、除塵裝置,如在脫臭吸附塔的前面以及抽風(fēng)扇等處設置加熱器等。
。3)填充塔式生物脫臭法
所謂生物脫臭,即利用好氧微生物的新陳代謝作用,將臭氣成分氧化分解而實(shí)現脫臭的目的。近年來(lái),隨著(zhù)性能優(yōu)良的固定化填料單體的開(kāi)發(fā),填充塔的高效性和結構的緊湊性等優(yōu)點(diǎn)得到充分體現,逐漸成為生物脫臭裝置的主流。與普通物理化學(xué)脫臭方式相比,它具有管理維護容易、運行費用低、脫臭效果好的優(yōu)點(diǎn)。該法對污水處理過(guò)程產(chǎn)生的富有N、S成分臭氣的處理效果優(yōu)良,同時(shí)對臭氣濃度變化幅度大、以及吸附藥液洗脫法難處理的高濃度臭氣均具有很強的適應性。
鑒于以上優(yōu)點(diǎn),在應用中常將它與活性炭脫臭結合使用,利用它高效的前處理,降低活性炭再生、更換頻率,從而減少運行費用。
。4)其他
、倩钚晕勰嗝摮舴ǎㄆ貧庋趸ǎ簩⒊魵馀c供氧的空氣一同送往曝氣池,利用池中的活性污泥吸附分解臭氣成分,達脫臭目的。本法設備投資、維護管理費較少,但需注意鼓風(fēng)機與配管等的防塵和腐蝕保護,另外活性污泥特有的氣味也應事先考慮到。
、跇(shù)脂離子交換法、臭氧氧化法:尚在實(shí)驗探討階段,其除臭效果和相關(guān)因素未有全面評價(jià),應用時(shí)需充分論證。
、壑苯尤紵、輔助燃燒法:確有脫臭功效。但污水處理設施所發(fā)生的臭氣濃度一般不太高且氣量很大,相對而言建設投資和運行管理費用都很高,采用時(shí)要謹慎考慮。
4四種常用脫臭工藝比較
四種常用脫臭工藝比較見(jiàn)下頁(yè)表4。
5脫臭工藝應用建議
除臭設施的設計,應根據污水(泥)處理流程,針對臭氣濃度高低、風(fēng)量大小等參數的不同而區別考慮:
臭氣源 | 脫臭工藝 |
沉砂池、初沉池 | 活性碳吸附/土壤脫臭/活性污泥法脫臭1# |
反應池 | 活性炭吸附(必要時(shí)) |
二沉池 | 原則上不需脫臭 |
污泥濃縮、存儲、脫水系統 | 填充塔式生物脫臭法+活性炭吸附 |
污泥焚燒、熔融系統 | 燃燒脫臭或填充塔式生物脫臭法+活性炭吸附2# |
污泥堆肥系統 | 水洗法或化學(xué)藥液洗脫法或填充塔式生物脫臭+活性炭吸附 |
注:1#:當臭氣的濃度高于表三所列數值時(shí),可設置填充式生物脫臭塔作為前處理。
2#:采用污泥焚燒爐對臭氣進(jìn)行燃燒處理,需考慮焚燒爐不運行時(shí)的處理對策。
另外,對于小規模的污水處理廠(chǎng),水泥區的臭氣也可統一采用填充式生物脫臭塔+活性炭吸附法或視其臭氣量的多少單獨應用活性炭吸附法進(jìn)行處理。
表4四種常用脫臭工藝比較表
脫臭法 | 藥液洗脫+活性碳吸附 | 活性碳吸附 | 土壤脫臭 | 填充塔式生物脫臭+活性碳吸附 |
概要 | 利用酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)的氧化、中和反應將臭氣成分分解去除。 未分解的臭氣及藥品的氣味由后段的活性炭吸附塔除去! | 利用添加了化學(xué)藥品的活性炭的物理吸附及其中的化學(xué)反應將臭氣成分去除! | 利用土壤的吸附作用將臭氣成分吸著(zhù),土壤中的微生物進(jìn)一步將其分解! | 利用填充層內附著(zhù)生長(cháng)的微生物分解臭氣。 未被去除的臭氣用活性炭進(jìn)一步處理! |
脫臭性能 低濃度臭氣 高濃度臭氣 | ◎ ◎ 臭氣濃度越高除臭效果越明顯! | ◎ △ 對低濃度臭氣處理效果好。 對于高濃度臭氣則需要頻繁更換活性炭! | ◎ × 不用于高濃度臭氣處理。 微生物易受溫度、水分等環(huán)境因素的影響! | ◎ ◎ 對高濃度臭氣的處理性能優(yōu)越。 后段吸附塔出口的臭氣強度可達2.0以下! |
需要空間 (活性炭法所需空間為1) | ○ 1.2--1.5 | ◎ 1 用地面積最少 | × 4~6 室外需有寬闊的空地 | ○ 1.2~1.5 與藥液洗脫法一樣 |
維護管理 低濃度臭氣 高濃度臭氣 | △ △ 各種風(fēng)機、控制設備繁多,維護繁雜。需要定期(2-4周/次)補充藥品。 廢液也需處理 | ◎ △ 管理容易,對于低濃度臭氣,約半年-1年要更換一次活性炭! | ○ △ 需定時(shí)剪草、灑水;當壓力損失增大時(shí)要松動(dòng)土壤;如吸附層酸化則調整PH值! | ◎ ◎ 對于高濃度臭氣,需每年更換一次活性炭! |
運行費用 低濃度臭氣 高濃度臭氣 | △ ○ 臭氣中的CO對堿的消耗量大。處理高濃度臭氣相對有利! | ○ × 吸附劑價(jià)格高。 若處理高濃度臭氣則費用更高! | ◎ × 如不考慮人工費則運行維護費用最少! | ◎ ◎ 填充層一般不需更換,活性碳的壽命較長(cháng)! |
建設費 | △ | ◎ | ◎ 如不考慮用地費則最便宜 | ○ 比藥液洗脫+活性碳吸附法便宜 |
應用 | ◎ 特別是處理污泥臭氣! | ◎ 多用于低濃度臭氣處理! | ○ | ○ 近年來(lái)呈快速上升趨勢! |
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