污水处理厂的臭气处理

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1 臭气控制 摘要:本文通过对臭气的来源和特征的分析,系统地叙述了臭气控制这一看似陌生、实则

必不可少的技术,从原理、适用场合、经济适用性、去除效率剖析了各种臭气控制方式,特别是更适合于市政设施使用的湿法化学吸收法和生物滤池法,通过具体应用实例,说明了在污水、废物处理过程中实施臭气控制的可行性。

1.简介 臭气广泛产生于工农业生产和市政污水、废物处理过程,为了提高现场和周围区域的环境卫生质量、减少二次污染,对臭气进行有效处理,做到达标排放的工作已势在必行。本文通过分析臭气的来源和特征,主要探讨了污水处理过程中的除臭问题,旨在为我国的环境建设和环保产业的发展做更多有益的工作。

2.臭气的定义和特征 2.1 臭气的定义 恶臭是污染环境、危害人体健康的重要公害之一。通常,我们用令人愉快或令人不愉快来简单地对气味从感觉上分类,因此,《中华人民共和国国家标准 – 恶臭污染物排放标准》GB 14554-93这样定义恶臭污染物:一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质[1]。

2.2 臭气的来源 空气中的恶臭污染物来源很广,工农业生产、人民生活均能产生恶臭物质,市政污水、废物处理厂也是臭味气体的重要来源,这些物质刺激人的嗅觉器官,影响了现场工作人员和周边设施的环境卫生,也降低了周围居民的生活环境质量。特别是以往的大型城市污水、废物处理厂地处人员稀少的郊外,但是由于市区不断扩大,它们已经离我们越来越近。污水处理厂的气态二次污染物有成分复杂多变、有毒有害、动态负荷显著以及排污显著、近人群等特点,已经被列入工业废气污染的一个方面[2]。 表1列出了各种产生臭气的化工石油行业,表2列出了污水处理流程中产生 2

臭气的构筑物以及臭气的强度和比例。在污水处理厂的沉砂室、格栅间、初沉池、曝气池、污泥浓缩池、消化池、脱水机房、干化厂等地都有氨、硫化氢、甲基硫等恶臭物质产生。比如因曝气过程需充入并排出大量气体;压泥过程污泥被压挤排气,并与空气接触加快挥发。举例而言,如果日处理量10万吨污水,按1:6水气比例,曝气需要60万立方米,这样大的气量源源不断排入大气,形成巨大的气溶胶,威胁了现场工作人员的健康与安全,而且在周围难以消散 [2]。解决这样的问题,首先要收集气体,如对曝气池加盖,利用风机或将曝气池封闭利用曝气压力将气体送入除臭设备,对于无法封闭的设施如压泥车间,可用抽风机将气体抽出收集。

表1 化学和石油工业中的主要臭气污染源[3] 行业 范围 臭气种类

精炼 排气和排气回收系统 催化裂化 流化催化单元 过程加热器 储藏器

SO2、H2S、NH3、 HC、有机酸、醛类、硫醇、碳氢化合物

无机化学

化肥工业 磷酸盐工业 磷酸工业 SO2、H2S、NH3、醛类和其它臭味物质

纯碱和氢氧化钠、硫酸、硝酸、石灰工业 SO2、NH3、醛类

有机化学 有机化学工业 SO2、H2S、NH3、 HC、有机酸、醛类、硫醇和其它臭味物质和其它臭味物质 油漆、涂料 SO2、H2S、NH3、 HC、有机酸、醛类和其它臭味物质 塑料工业 SO2、H2S、NH3、 HC、有机酸、醛类、碳氢化

合物和其它臭味物质 橡胶工业 SO2、NH3、醛类、有机酸 皂类、洗涤剂工业 SO2、NH3、 HC、有机酸、醛类和其它臭味物质 纺织工业 SO2、NH3、 HC、有机酸、醛类和其它臭味物质

表2 根据臭气散发率估计值排列污水处理过程中的臭气发生源[4] 3

分类/来源 ED50a 排风量 m3/min 表面积m2 表面逃 逸速率m/min

散发率 估计值 占总量

百分比

1 初沉池 浮渣漏斗 26 - b 30 0.2 156 0.0% 稳流筒 1976 - 107 0.7 148002 5.5% 沉池表面 150 - 9662 0.2 289860 9.4% 出水堰 972 - 976 0.7 664070 24.5% 总和 1102089 39.3% 2 旧式格栅及沉砂构筑 顶式排气扇 625 1001 - - 625625 22.1% 3 新式格栅及沉砂构筑 沉砂室 382 - 695 0.7 185843 6.9% 砂堆 550 - 15 0.2 1650 0.1% 格栅室排气扇 453 623 - - 282219 10.0% 总和 469712 16.9% 4 曝气池 59 - 9662 0.7 399041 14.7% 5 脱水部分 202 730 - - 147460 5.2% 6 污泥浓缩池 稳流筒 95 - 41 0.7 2727 0.1% 进料沟 62 - 28 0.7 1215 0.0% 中心进料井 62 - 43 0.4 1066 0.0% 浓缩池表面 62 - 799 0.2 9908 0.3% 出水堰 327 - 84 0.7 19228 0.7% 总和 34143 1.2% 7 主要拦污 连接构筑 447 - 25 0.7 7823 0.3%

8 污泥泻湖 1号泻湖 (备用) 50 - 290 0.2 2900 0.1%

2号泻湖 (使用) 50 - 366 0.2 3660 0.1%

3号泻湖 (用完) - 327 0.2 0 0.0% 4

总合 6560 0.2% 9 消化塔出口 211 - 5 0.7 739 0.0% 总合 2793191 100.0%

a:臭气半数感知限,按臭气稀释倍数计算; b:无数据

2.3 臭气的种类和特征 有臭味的气体不但有我们很熟悉的硫化氢、氨气等,还有很多无机或有机化合物,它们在一般情况下基本都是挥发性强的物质,给人的感官感觉在不同浓度下有所不同,有些恶臭气体的嗅阈值极低,表3列出了废水中的一些恶臭物质。

表3 废水中的恶臭化合物[4] 物质名称 分子式 分子量 挥发性25℃ppm (v/v) 检测限 ppm(v/v) 嗅阈值ppm(v/v) 感官描述 乙醛 CH3CHO 44 0.067 0.21 刺激性,果味 烯丙基硫醇 CH2:CH CH2SH 74 Gas 0.0001 0.0015 令人不舒适,蒜味 氨 NH3 17 17 37 刺激性 戊基硫醇 CH3(CH2) 4 SH 104 0.0003 - 令人不愉快,腐臭 苯甲基硫醇 C6H5CH2SH 124 0.0002 0.0026 令人不愉快,强烈 n-丁基胺 CH3(CH2)NH2 73 93000 0.080 1.8 酸味,氨味 氯 Cl2 71 Gas 0.080 0.31 刺激性,令人窒息 二丁基胺 (C4H9)2NH 129 800 0.016 - 腥味 二异丙基胺 (C3H7)2NH 101 0.13 0.38 腥味 二甲基胺 (CH3)2NH 45 Gas 0.34 - 腐臭,腥味 二甲基硫 (CH3)2S 62 830000 0.001 0.001 烂白菜味 二苯基硫 (C6H5)2S 186 100 0.0001 0.0021 令人不愉快的 乙基胺 C2H5NH2 45 Gas 0.27 1.7 氨味 乙基硫醇 C2H5SH 62 710000 0.0003 0.001 烂白菜味 硫化氢 H2S 34 Gas 0.0005 0.0047 臭鸡蛋味 吲哚 C6H4 (CH)2NH 117 360 0.0001 - 排泄物味,令人作呕 甲基胺 CH3NH2 31 Gas 4.7 - 腐臭,腥味 甲基硫醇 CH3SH 48 Gas 0.0005 0.0010 烂白菜味 5

臭氧 O3 48 Gas 0.5 - 刺激性 苯基硫醇 C6H5SH 110 2000 0.0003 0.0015 腐臭,蒜味 丙基硫醇 C3H7SH 76 220000 0.0005 0.020 令人不愉快 嘧啶 C5H5N 79 27000 0.66 0.74 刺激性 甲基吲哚 C9H9N 131 200 0.001 0.050 排泄物味,令人作呕 二氧化硫 SO2 64 Gas 2.7 4.4 刺激性 甲基硫酚 CH3C6H4SH 124 0.0001 - 臭鼬味,刺激性 三甲基胺 (CH3)3N 59 Gas 0.0004 - 刺激性,腥味

3.臭气控制技术 3.1 国内外臭气控制发展概况 我国在1994年1月15日由国家环境保护局批准实施了为贯彻《中华人民共和国大气污染防治法》关于控制恶臭污染物对大气的污染的《恶臭污染物排放标准》,GB-14554-93,分年限规定了八种恶臭污染物的一次最大排放限值、复合恶臭物质的臭气浓度限值及无组织排放原的厂界浓度限值,见表4。但是我国目前从事恶臭物质和气体净化的单位很少,尚不能从根本上解决问题,大都是根据具体的恶臭发生源的特性,进行专门设计,也无法形成规模生产[5]。

表4 恶臭污染物厂界标准值[1] 序号 控制项目 单位 一级 二级 三级 新扩改建 现有 新扩改建 现有 1 氨 mg/m3 1 1.5 2 4 5 2 三甲胺 mg/m3 0.05 0.08 0.15 0.45 0.8 3 硫化氢 mg/m3 0.03 0.06 0.1 0.32 0.6 4 甲硫醇 mg/m3 0.004 0.007 0.01 0.02 0.035 5 甲硫醚 mg/m3 0.03 0.07 0.15 0.55 1.1 6 二甲二硫 mg/m3 0.03 0.06 0.13 0.42 0.71 7 二硫化碳 mg/m3 2 3 5 8 10 8 苯乙烯 mg/m3 3 5 7 14 19 9 臭气浓度 无量纲 10 20 30 60 70

一些发达国家在关于臭气污染,特别使污水处理厂恶臭污染的立法、研究和治理等方面已经有了几十年的经验,其中以美国、德国和日本的成果最为显著,湿法化学吸收、活性炭吸附、直接燃烧、催化氧化和生物处理等方法被广泛研究。比如日本的一个污水处理厂的沉砂池冬季测定的硫化氢和甲硫醇的浓度分别是