污水、污泥處理過程中惡臭控制技術
1 前言
惡臭廣泛地產生于工農業生產，市政污水，污泥處理以及垃圾處置過程。惡臭公害有損于周圍環境。某些惡臭氣體被歸類為有毒污染物，其排放受到有關空氣污染法規的約束。該類有毒氣體不在本文的討論范圍內。本文著重討論市政污水，污泥處理以及垃圾處置過程產生的令人討厭的臭味，能使人們的心理，感官造成不愉快的氣體。《中華人民共和國國家標準-惡臭污染排放標準》GB14554－93定義惡臭為：一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損壞生活環境的氣體物質。為了保護和提高各類處理現場及周圍環境衛生質量，減少對空氣造成二次污染，對惡臭進行有效的控制已勢在必行。
2 惡臭的來源和氣體種類
惡臭氣體的來源：市政污水，污泥處理及垃圾處置設施等是惡臭氣體的重要來源。隨著市區的不斷向外擴大，以往建在遠離市區的處理設施已經越來越接近新市區，接近人們工作及生活場所，深受惡臭困擾的人們也越來越多。
氣體的種類：不同的處理設施及過程會產生各種不同的惡臭氣體。污水處理廠的進水提升泵房產生的主要臭氣為硫化氫，初沉池污泥厭氧消化過程中產生的臭氣以硫化氫及其它含硫氣體為主，污泥鹼化穩定過程中會產生氨氣和其它易揮發物質。垃圾堆肥過程中會產生氨氣、胺、含硫化合物、脂肪酸、芳香族和二甲基硫等臭氣。好氧消化及污泥風干過程可能產生很少量的硫化氫，但主要有硫醇和二甲基硫氣體產生。
3 惡臭控制技術
3.1國內外惡臭控制發展概況
為了貫徹《中華人民共和國大氣污染防治法》，我國在1994年1月15日由國家環保局批準實施了控制惡臭污染物的《惡臭污染物排放標準》GB14554－93，對惡臭污染物及臭氣的排放濃度等做出了相關規定。在一些發達國家，如美國和加拿大，針對惡臭的法規大多屬公害法類的州或省級，以及地方法規，而沒有聯邦一級的統一法規。在實施方面也是本著因地制宜的原則，選用最適合于本地區和本現場的具體情況的控制方案和技術設備。目前我國從事惡臭控制的專業單位不多，尚不俱備從項目整體規劃，工程設計，設備制造，系統集成和運行管理的綜合能力。即使在一些發達國家，針對污水，污泥處理和垃圾處置過程中的惡臭管理和控制技術比起其它處理技術本身也是一個較新的領域。早期發展的技術主要是借鑒化工單元操作技術，如吸收、吸附、氧化、燃燒等方法，這些技術已經非常成熟，可靠和有效，且俱備完善的設計標準，制造工藝，工程實施和運行管理經驗。因此，單元操作仍然是處理方法的主流。
3.2 消除惡臭的幾種方法
針對我國目前的情況，筆者認為濕式吸收氧化法和生物過濾法兩種技術是發展和應用的方向，以下將著重介紹。
（1）濕式吸收氧化法
濕式吸收氧化法是一種被廣泛應用于惡臭控制，非常成熟、穩定，有效的工藝方法。該工藝最適合于處理大氣量，高濃度的惡臭氣流，如污泥穩定、干化處理和焚燒過程所產生的惡臭等。常用的設備有三種塔：填料塔、噴霧塔和文丘里洗滌塔。它們的設計宗旨就是最大限度地增加液－氣接觸，增進傳質速率，從而達到較高處理率。在該處理工藝中，惡臭氣體首先被化學溶液吸收，然后被氧化，處理效果取決于惡臭氣體在化學溶液中的溶解度。當惡臭氣流中同時含有氨氣，硫化氫和其它含硫氣體時，通常需采用多級吸收系統，第一級用水或硫酸溶液吸收除去氨氣，然后用氫氧化鈉提升pH值，再由次氯酸鈉等氧化劑溶液吸收和氧化其余的惡臭氣體，如硫化氫，硫醇和二甲基硫等，最后經過除霧裝置以后，直接排放或與干凈空氣混合稀釋后排放到大氣中去。該方法的優點是通過兩級或三級吸收系統，可以廣泛地除去多種惡臭氣體，并達到很高的去除效率。該系統可以通過調節加藥量和溶液的循環流量來適應氣流量和濃度的變化，因此具有較強的操作彈性。濕式吸收氧化法直接借用了化學工業里的單元操作理論和實踐經驗，具有非常成熟、可靠、有效，特別是占地面積小等優點，因此，在美國等發達國家得到廣泛應用，并在未來相當時期內仍將是惡臭控制技術的主流，特別是針對老廠的改造和有土地局限性的新建廠的除惡臭更俱優勢。濕式吸收氧化法也有它的缺點，如需要消耗大量的水和化學溶液，電力等。如果除霧裝置設計不當，可能會在排放氣體中夾帶殘留的氯化物，使得排氣中有類似于漂白劑的氣味。所以，除霧裝置也是非常重要的系統組成部分。
工藝流程示意圖（見圖1）。
（2）生物過濾法
生物過濾法處理過程是由天然濾料來吸附和吸收惡臭氣流中的臭氣，然后由生長在濾料中的細菌和其它微生物來氧化降解。通常情況下，這些天然濾料上本身固有的細菌和其它微生物就足以用來除去臭氣，而非某些方法所謂細菌接種和添加化學藥劑等額外工作。然而，濾料材料的選擇至關重要，主要考慮因素是是否適合細菌和其它微生物的生長。可作為濾料的材料有：木削，垃圾堆肥過程的產物，沙、土壤、石頭、貝殼等。近年來，有機或無機的人工合成材料也逐漸被開發和用作生物過濾料，特別是類似于填料塔中的有機物填料被用于生物過濾洗滌塔，由于人工合成材料的強度，比表面積和均一性等性能均優于多數天然材料，生物過濾洗滌塔的操作和處理能力上將會有一個大的飛躍，如可望將生化反應停留時間從傳統的45到60秒縮短到6秒鐘。這樣，同樣濾料通過面積的處理能力可增加7到10倍。
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圖1 工藝流程示意圖
生物過濾法主要有兩種布置方式，生物過濾池（可在地面以上和以下）和生物過濾塔。
近20年來，生物過濾法被越來越廣泛地用于污水，污泥處理和垃圾處置設施的惡臭控制，但是發展比較還是緩慢，而且生物過濾法仍處于研究和發展階段，還有許多方面需要更進一步的理論研究和實踐經驗。生物過濾法的生化反應過程需要相對較長的停留時間，從而需要很大的占地面積。另外某些復雜和高濃度的惡臭氣流處理的局限性也阻礙了它的推廣應用。
盡管如此，生物過濾法仍然有廣泛的前景。它具有獨特的優點，具有較強的惡臭去除能力、裝置簡單、能耗低、不受冬季寒冷氣候的影響，如果設計得當，運行和維護費用很低。主要缺點是占地面積大、難以控制濾料的均一性、透氣性、濕度、溫度和pH值等至關重要的操作參數。當氨氣濃度超過35ppm時，氨離子會積累在過濾料中，從而降低去除效果。生物過濾法還需用大量的水來加濕進氣流和保持過濾料接近100%的最佳濕度環境，過程中會產生大量的滲瀝液，需要適當處理或處置。
（3）常用的惡臭控制技術方法
惡臭控制可以采用多種方法，表1總結了幾種比較常用的技術。
表1 各種惡臭處理方式概總
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4 總結
針對我國市政污水，污泥處理和垃圾處置過程中日益突出的惡臭問題及其特點，筆者認為濕式吸收氧化法和生物過濾法兩種技術是發展和應用的方向。其中，濕式吸收氧化法具有處理氣量大，濃度高，操作穩定，效率高和占地面積小等優點，它將成為主流和首選技術。在占地面積不受局限的情況下，針對中，低濃度的惡臭氣流，生物過濾法同樣是一個很好的選擇。但是無論選用哪一種技術方案，都必須由專業人員對整個項目的惡臭的來源，特性和現場的具體情況做全面，科學的調查，研究和分析，才能做出科學，合理的決策。
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