污水污泥處理過程中惡臭控制技術(shù)

1、污水、污泥處理過程中惡臭控制技術(shù)范運(yùn)湘 侯書林摘要： 惡臭廣泛地產(chǎn)生于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，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(huán)境。某些惡臭氣體被歸類為有毒污染物，其排放受到有關(guān)空氣污染法規(guī)的約束。該類有毒氣體不在本文的討論范圍內(nèi)。本文著重討論市政污水，污泥處理以及垃圾處置過程產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)-惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)GB1455493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(huán)境的氣體物質(zhì)。為了保護(hù)和提高各類處理現(xiàn)場及周圍環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量，減少對空氣造成二次污染，對惡臭進(jìn)行有效的控制已勢在必行。 關(guān)鍵詞： 污水污泥處理

2、 惡臭控制技術(shù)1 前言惡臭廣泛地產(chǎn)生于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，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(huán)境。某些惡臭氣體被歸類為有毒污染物，其排放受到有關(guān)空氣污染法規(guī)的約束。該類有毒氣體不在本文的討論范圍內(nèi)。本文著重討論市政污水，污泥處理以及垃圾處置過程產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)-惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)GB1455493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(huán)境的氣體物質(zhì)。為了保護(hù)和提高各類處理現(xiàn)場及周圍環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量，減少對空氣造成二次污染，對惡臭進(jìn)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

3、理及垃圾處置設(shè)施等是惡臭氣體的重要來源。隨著市區(qū)的不斷向外擴(kuò)大，以往建在遠(yuǎn)離市區(qū)的處理設(shè)施已經(jīng)越來越接近新市區(qū)，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(shè)施及過程會產(chǎn)生各種不同的惡臭氣體。污水處理廠的進(jìn)水提升泵房產(chǎn)生的主要臭氣為硫化氫，初沉池污泥厭氧消化過程中產(chǎn)生的臭氣以硫化氫及其它含硫氣體為主，污泥鹼化穩(wěn)定過程中會產(chǎn)生氨氣和其它易揮發(fā)物質(zhì)。垃圾堆肥過程中會產(chǎn)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(fēng)干過程可能產(chǎn)生很少量的硫化氫，但主要有硫醇和二甲基硫氣體產(chǎn)生。3 惡臭控制技術(shù)3.1 國內(nèi)外惡臭控制發(fā)展概況為了貫徹中華人民共和國

4、大氣污染防治法，我國在1994年1月15日由國家環(huán)保局批準(zhǔn)實施了控制惡臭污染物的惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB1455493，對惡臭污染物及臭氣的排放濃度等做出了相關(guān)規(guī)定。在一些發(fā)達(dá)國家，如美國和加拿大，針對惡臭的法規(guī)大多屬公害法類的州或省級，以及地方法規(guī)，而沒有聯(lián)邦一級的統(tǒng)一法規(guī)。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(qū)和本現(xiàn)場的具體情況的控制方案和技術(shù)設(shè)備。目前我國從事惡臭控制的專業(yè)單位不多，尚不俱備從項目整體規(guī)劃，工程設(shè)計，設(shè)備制造，系統(tǒng)集成和運(yùn)行管理的綜合能力。即使在一些發(fā)達(dá)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(shù)比起其它處理技術(shù)本身也是一個較新的領(lǐng)域。早期發(fā)展

5、的技術(shù)主要是借鑒化工單元操作技術(shù)，如吸收、吸附、氧化、燃燒等方法，這些技術(shù)已經(jīng)非常成熟，可靠和有效，且俱備完善的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，制造工藝，工程實施和運(yùn)行管理經(jīng)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(rèn)為濕式吸收氧化法和生物過濾法兩種技術(shù)是發(fā)展和應(yīng)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(yīng)用于惡臭控制，非常成熟、穩(wěn)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(wěn)定、干化處理和焚燒過程所產(chǎn)生的惡臭等。常用的設(shè)備有三種塔：填料塔、噴霧塔和文丘里洗滌塔。它們的設(shè)計宗旨就是最大限度地增加液氣接觸，增進(jìn)傳質(zhì)

6、速率，從而達(dá)到較高處理率。在該處理工藝中，惡臭氣體首先被化學(xué)溶液吸收，然后被氧化，處理效果取決于惡臭氣體在化學(xué)溶液中的溶解度。當(dāng)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(tǒng)，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(jīng)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(yōu)點是通過兩級或三級吸收系統(tǒng)，可以廣泛地除去多種惡臭氣體，并達(dá)到很高的去除效率。該系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)加藥量和溶液的循環(huán)流量來適應(yīng)氣流量和濃度的變化，因此具有較強(qiáng)的操作彈性。濕式吸收氧化法直

7、接借用了化學(xué)工業(yè)里的單元操作理論和實踐經(jīng)驗，具有非常成熟、可靠、有效，特別是占地面積小等優(yōu)點，因此，在美國等發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用，并在未來相當(dāng)時期內(nèi)仍將是惡臭控制技術(shù)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(yōu)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(xué)溶液，電力等。如果除霧裝置設(shè)計不當(dāng)，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(tǒng)組成部分。特別值得一提的是美國METPRO公司的惡臭控制系統(tǒng)，目前我們從DUALL分部引進(jìn)最大的惡臭控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)有六臺PT500MD25多級吸收塔組成（五用一備），單臺處理

8、氣量為42000Nm3/h。廠家對氨氣和硫化氫的設(shè)計去除率為95%，但根據(jù)該公司三十多年來的經(jīng)驗，建成后的實際去除率可望達(dá)到99%（硫化氫）和98%（氨氣）以上。該系統(tǒng)今年年中可望正式投入運(yùn)行。PT500MD25的工藝流程示意圖（見圖1）。為了進(jìn)一步適應(yīng)亞洲地區(qū)，特別是中國地區(qū)的需求，METPRO公司已通過北京天傳海特環(huán)境科技有限公司將技術(shù)和設(shè)備制造轉(zhuǎn)移到中國，以降低成本，更好地為改善環(huán)境提供快捷高效的設(shè)備和服務(wù)。（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(xì)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(xì)菌和其它微生物就足以

9、用來除去臭氣，而非某些方法所謂細(xì)菌接種和添加化學(xué)藥劑等額外工作。然而，濾料材料的選擇至關(guān)重要，主要考慮因素是是否適合細(xì)菌和其它微生物的生長?？勺鳛闉V料的材料有：木削，垃圾堆肥過程的產(chǎn)物，沙、土壤、石頭、貝殼等。近年來，有機(jī)或無機(jī)的人工合成材料也逐漸被開發(fā)和用作生物過濾料，特別是類似于填料塔中的有機(jī)物填料被用于生物過濾洗滌塔，由于人工合成材料的強(qiáng)度，比表面積和均一性等性能均優(yōu)于多數(shù)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(yīng)停留時間從傳統(tǒng)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。圖1 PT500-MD25工藝流程示意圖生物過濾

10、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。近年來，也衍生出不少其它設(shè)計方案，如美國BIOCUBE公司的PENTPACK和LS100型多層模塊式設(shè)計。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(shè)施的惡臭控制，但是發(fā)展比較還是緩慢，而且生物過濾法仍處于研究和發(fā)展階段，還有許多方面需要更進(jìn)一步的理論研究和實踐經(jīng)驗。生物過濾法的生化反應(yīng)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(fù)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(yīng)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(yōu)點，具有較強(qiáng)的惡臭去除能力、裝置簡單、能耗低、不受冬季

11、寒冷氣候的影響，如果設(shè)計得當(dāng)，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)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(guān)重要的操作參數(shù)。當(dāng)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(jìn)氣流和保持過濾料接近100%的最佳濕度環(huán)境，過程中會產(chǎn)生大量的滲瀝液，需要適當(dāng)處理或處置。（3）常用的惡臭控制技術(shù)方法惡臭控制可以采用多種方法，表1總結(jié)了幾種比較常用的技術(shù)。表1各種惡臭處理方式概總 技術(shù)方法 應(yīng)用 費(fèi)用 優(yōu)點 缺點 總?cè)コ?填料式濕法吸收塔 中至重度污染；中至大型設(shè)施 中等投資和運(yùn)行成本 有效和可靠；使用年限長 必須處理化學(xué)廢水；消耗

12、化學(xué)品 99% 細(xì)霧濕法吸收器 中至重度污染；中至大型設(shè)施 較上種方法投資多 化學(xué)品消耗低 需要軟化用水，吸收器體積較大 / 活性炭吸附器 低至中度污染；小至大型設(shè)施 取決于活性炭填料的置換和再生的次數(shù) 方法、結(jié)構(gòu)簡易 只適用于相對低濃度的臭氣，難以確定活性炭使用壽命 / 生物濾池 低至中度污染；小至大型設(shè)施 低投資和運(yùn)行成本 簡易；運(yùn)行、維護(hù)最少 難以確立設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，不適合高濃度臭氣 95% 熱氧化法 重度污染；大型設(shè)施 高投資和運(yùn)行成本 對于臭氣和揮發(fā)性有機(jī)化合物很有效 只經(jīng)濟(jì)適于大型設(shè)施的高流量、難處理的臭氣 / 擴(kuò)散至活性污泥處理池 低至中度污染；小至大型設(shè)施 經(jīng)濟(jì)適用于已有風(fēng)機(jī)和擴(kuò)散裝置的設(shè)施 簡易；低運(yùn)行、維護(hù)；有效 易侵蝕風(fēng)機(jī)，不適于高濃度臭氣 9095% 抗臭氣劑 低至中度污染；小至大型設(shè)施 取決于化學(xué)品的消耗量 低投資 臭氣去除效率有限（50%） /4 總結(jié)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(rèn)