污水、污泥處理過(guò)程中惡臭控制技術(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(guò)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(guò)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?!吨腥A人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)-惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》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(huán)境的氣體物質(zhì)。為了保護(hù)和提高各類處理現(xiàn)場(chǎng)及周圍環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量,減少對(duì)空氣造成二次污染,對(duì)惡臭進(jìn)行有效的控制已勢(shì)在必行。
2 惡臭的來(lái)源和氣體種類
惡臭氣體的來(lái)源:市政污水,污泥處理及垃圾處置設(shè)施等是惡臭氣體的重要來(lái)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(lái)越接近新市區(qū),接近人們工作及生活場(chǎng)所,深受惡臭困擾的人們也越來(lái)越多。
氣體的種類:不同的處理設(shè)施及過(guò)程會(huì)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(guò)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氨氣和其它易揮發(fā)物質(zhì)。垃圾堆肥過(guò)程中會(huì)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(guò)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(guó)內(nèi)外惡臭控制發(fā)展概況
為了貫徹《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》,我國(guó)在1994年1月15日由國(guó)家環(huán)保局批準(zhǔn)實(shí)施了控制惡臭污染物的《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB14554-93,對(duì)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(guó)家,如美國(guó)和加拿大,針對(duì)惡臭的法規(guī)大多屬公害法類的州或省級(jí),以及地方法規(guī),而沒有聯(lián)邦一級(jí)的統(tǒng)一法規(guī)。在實(shí)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(chǎng)的具體情況的控制方案和技術(shù)設(shè)備。目前我國(guó)從事惡臭控制的專業(yè)單位不多,尚不俱備從項(xiàng)目整體規(guī)劃,工程設(shè)計(jì),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(guó)家,針對(duì)污水,污泥處理和垃圾處置過(guò)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(gè)較新的領(lǐng)域。早期發(fā)展的技術(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(jì)標(biāo)準(zhǔn),制造工藝,工程實(shí)施和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。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(duì)我國(guó)目前的情況,筆者認(rèn)為濕式吸收氧化法和生物過(guò)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(guò)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(jì)宗旨就是最大限度地增加液-氣接觸,增進(jìn)傳質(zhì)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(shí)含有氨氣,硫化氫和其它含硫氣體時(shí),通常需采用多級(jí)吸收系統(tǒng),第一級(jí)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(guò)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(diǎn)是通過(guò)兩級(jí)或三級(jí)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(guò)調(diào)節(jié)加藥量和溶液的循環(huán)流量來(lái)適應(yīng)氣流量和濃度的變化,因此具有較強(qiáng)的操作彈性。濕式吸收氧化法直接借用了化學(xué)工業(yè)里的單元操作理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),具有非常成熟、可靠、有效,特別是占地面積小等優(yōu)點(diǎn),因此,在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用,并在未來(lái)相當(dāng)時(shí)期內(nèi)仍將是惡臭控制技術(shù)的主流,特別是針對(duì)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(shì)。濕式吸收氧化法也有它的缺點(diǎn),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(jì)不當(dāng),可能會(huì)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。
工藝流程示意圖(見圖1)。
(2)生物過(guò)濾法
生物過(guò)濾法處理過(guò)程是由天然濾料來(lái)吸附和吸收惡臭氣流中的臭氣,然后由生長(zhǎng)在濾料中的細(xì)菌和其它微生物來(lái)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用來(lái)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(zhǎng)??勺鳛闉V料的材料有:木削,垃圾堆肥過(guò)程的產(chǎn)物,沙、土壤、石頭、貝殼等。近年來(lái),有機(jī)或無(wú)機(jī)的人工合成材料也逐漸被開發(fā)和用作生物過(guò)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(guò)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(guò)濾洗滌塔的操作和處理能力上將會(huì)有一個(gè)大的飛躍,如可望將生化反應(yīng)停留時(shí)間從傳統(tǒng)的45到60秒縮短到6秒鐘。這樣,同樣濾料通過(guò)面積的處理能力可增加7到10倍。
圖1 工藝流程示意圖
生物過(guò)濾法主要有兩種布置方式,生物過(guò)濾池(可在地面以上和以下)和生物過(guò)濾塔。
近20年來(lái),生物過(guò)濾法被越來(lái)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(guò)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。生物過(guò)濾法的生化反應(yīng)過(guò)程需要相對(duì)較長(zhǎng)的停留時(shí)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(guò)濾法仍然有廣泛的前景。它具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),具有較強(qiáng)的惡臭去除能力、裝置簡(jiǎn)單、能耗低、不受冬季寒冷氣候的影響,如果設(shè)計(jì)得當(dāng),運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用很低。主要缺點(diǎn)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(guò)35ppm時(shí),氨離子會(huì)積累在過(guò)濾料中,從而降低去除效果。生物過(guò)濾法還需用大量的水來(lái)加濕進(jìn)氣流和保持過(guò)濾料接近100%的最佳濕度環(huán)境,過(guò)程中會(huì)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
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4 總結(jié)
針對(duì)我國(guó)市政污水,污泥處理和垃圾處置過(guò)程中日益突出的惡臭問題及其特點(diǎn),筆者認(rèn)為濕式吸收氧化法和生物過(guò)濾法兩種技術(shù)是發(fā)展和應(yīng)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(wěn)定,效率高和占地面積小等優(yōu)點(diǎn),它將成為主流和首選技術(shù)。在占地面積不受局限的情況下,針對(duì)中,低濃度的惡臭氣流,生物過(guò)濾法同樣是一個(gè)很好的選擇。但是無(wú)論選用哪一種技術(shù)方案,都必須由專業(yè)人員對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的惡臭的來(lái)源,特性和現(xiàn)場(chǎng)的具體情況做全面,科學(xué)的調(diào)查,研究和分析,才能做出科學(xué),合理的決策。
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