日本污水處理設(shè)施脫臭技術(shù)簡介

　　前言

　　長期以來，由于資金、認(rèn)識等方面的限制，我國污水處理廠及其相關(guān)設(shè)施的建設(shè)極少考慮臭氣的處理問題。但隨著近年公眾環(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(shè)施臭氣影響市民生活質(zhì)量和健康的投訴案例屢見報(bào)端，呈上升的趨勢。在凈化保護(hù)水環(huán)境的同時，如何處理好臭氣已成為我們廣大環(huán)境保護(hù)工作者當(dāng)前急需解決的課題之一。在這方面，許多發(fā)達(dá)國家走在我們的前面。本文借此機(jī)會就日本的脫臭技術(shù)進(jìn)行簡要介紹，供同行交流。

　　1污水處理設(shè)施臭氣物質(zhì)成分及其衡量指標(biāo)

　　根據(jù)日本惡臭防止法的說明，特定的惡臭物質(zhì)有22種之多。但源于城市污水處理設(shè)施的臭氣，與污水的來源有關(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(yīng)用中，除臭設(shè)備的設(shè)計(jì)常以H2S等前5種成分為考慮對象，（CH3）3N則忽略不計(jì)。

　　對于臭氣物質(zhì)，日本常用的發(fā)臭程度衡量指標(biāo)主要有：

　?。?）臭氣物質(zhì)濃度：單位ppm

　　（2）臭氣濃度：將臭氣稀釋至無臭感覺時的稀釋倍數(shù)

　?。?）臭氣指數(shù)：10乘以臭氣濃度的對數(shù)，即10×Log（臭氣濃度）

　?。?）六級臭氣強(qiáng)度評價法：

　　2.5 3.5級：為防止臭氣擴(kuò)散影響周圍環(huán)境，日本惡臭防止法對污水處理設(shè)施與周邊外界交界處惡臭成分的物質(zhì)濃度允許值，依據(jù)地域的社會、自然條件做出了詳細(xì)規(guī)定，其相應(yīng)的臭氣強(qiáng)度上、下限分別為2.5和3.5。

　　相對于前3種衡量指標(biāo)，六級臭氣強(qiáng)度評價法簡潔明了，易于公眾接受和理解，常用于代替物質(zhì)濃度來表示臭氣的程度。上述各臭氣程度衡量指標(biāo)間的相互對應(yīng)關(guān)系，如表1、2所示：

　　表1 六級臭氣強(qiáng)度和惡臭物質(zhì)濃度（ppm）的關(guān)系

　　表2 臭氣強(qiáng)度和臭氣指數(shù)、臭氣濃度的關(guān)系

　　2污水處理設(shè)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)和濃度隨著季節(jié)的更替，各廠處理工藝、工段（設(shè)施設(shè)備）的不同而變化。設(shè)計(jì)臭氣處理設(shè)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(shè)施，實(shí)測的臭氣數(shù)據(jù)往往較難得到。日本下水道事業(yè)團(tuán)技術(shù)開發(fā)部在統(tǒng)計(jì)匯總該國污水處理廠運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上，提出標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法污水處理廠臭氣物質(zhì)及其濃度（物質(zhì)濃度、臭氣濃度）的參考數(shù)據(jù)，如表3所示：

　　3臭氣處理工藝簡介

　　設(shè)計(jì)臭氣處理工藝設(shè)施，首先應(yīng)采取必要措施盡量避免臭氣的擴(kuò)散和稀釋，以最大限度地減少脫臭風(fēng)量負(fù)荷。在此，本文不做描述。

　?。?）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(yīng)生成新的無臭物質(zhì)以達(dá)到脫臭的目的。臭氣成分不同，其對應(yīng)的化學(xué)藥劑也各異；本法常配活性炭吸附塔于其后。

　?。?）土壤脫臭法

　　利用土壤中生存的微生物在臭氣通過土壤時將其成分氧化分解，達(dá)到除臭目的。該法在脫臭過程中應(yīng)用了微生物，故也稱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，要時常注意土壤床的壓力變化。

　　當(dāng)壓力損失上升時，需松動土層或更替過濾砂層，同時加強(qiáng)出草、澆水等日常管理。一般而言，土壤脫臭法的建設(shè)費(fèi)用比其他方式要低，但維護(hù)管理工作量較大。在常年積雪和土壤容易凍結(jié)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(hù)維護(hù)容易而被廣泛應(yīng)用；雖然建設(shè)費(fèi)用較高，但對于小型處理裝置來說，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(shè)置加熱器等。

　?。?）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(xiàn)脫臭的目的。近年來，隨著性能優(yōu)良的固定化填料單體的開發(fā)，填充塔的高效性和結(jié)構(gòu)的緊湊性等優(yōu)點(diǎn)得到充分體現(xiàn)，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(hù)容易、運(yùn)行費(fèi)用低、脫臭效果好的優(yōu)點(diǎn)。該法對污水處理過程產(chǎn)生的富有N、S成分臭氣的處理效果優(yōu)良，同時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(qiáng)的適應(yīng)性。

　　鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)用中常將它與活性炭脫臭結(jié)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(yùn)行費(fèi)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(dá)脫臭目的。本法設(shè)備投資、維護(hù)管理費(fèi)較少，但需注意鼓風(fēng)機(jī)與配管等的防塵和腐蝕保護(hù)，另外活性污泥特有的氣味也應(yīng)事先考慮到。

　?、跇渲x子交換法、臭氧氧化法：尚在實(shí)驗(yàn)探討階段，其除臭效果和相關(guān)因素未有全面評價，應(yīng)用時需充分論證。

　?、壑苯尤紵?、輔助燃燒法：確有脫臭功效。但污水處理設(shè)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(shè)投資和運(yùn)行管理費(fèi)用都很高，采用時要謹(jǐn)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下頁表4。

　　5脫臭工藝應(yīng)用建議

　　除臭設(shè)施的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)污水（泥）處理流程，針對臭氣濃度高低、風(fēng)量大小等參數(shù)的不同而區(qū)別考慮：

　　注：1＃：當(dāng)臭氣的濃度高于表三所列數(shù)值時，可設(shè)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(yùn)行時的處理對策。

　　另外，對于小規(guī)模的污水處理廠，水泥區(qū)的臭氣也可統(tǒng)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(dú)應(yīng)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(yīng)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(yīng)將臭氣成分去除?！?/td>利用土壤的吸附作用將臭氣成分吸著，土壤中的微生物進(jìn)一步將其分解?！?/td>利用填充層內(nèi)附著生長的微生物分解臭氣。
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(qiáng)度可達(dá)2.0以下?！?/td>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(hù)管理
低濃度臭氣
高濃度臭氣　△
△
各種風(fēng)機(jī)、控制設(shè)備繁多，維護(hù)繁雜。需要定期（2-4周/次）補(bǔ)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?！?/td>○
△
需定時剪草、灑水；當(dāng)壓力損失增大時要松動土壤；如吸附層酸化則調(diào)整PH值?！?/td>◎
◎
對于高濃度臭氣，需每年更換一次活性炭?！?/td>運(yùn)行費(fèi)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。　○
×
吸附劑價格高。
若處理高濃度臭氣則費(fèi)用更高?！?/td>◎
×
如不考慮人工費(fèi)則運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最少。　◎
◎
填充層一般不需更換，活性碳的壽命較長?！?/td>建設(shè)費(fèi)　△　◎　◎ 如不考慮用地費(fèi)則最便宜　○ 比藥液洗脫+活性碳吸附法便宜　應(yīng)用　◎ 特別是處理污泥臭氣。　◎ 多用于低濃度臭氣處理。　○　○ 近年來呈快速上升趨勢。