1.污水處理廠氣態污染物的特征及來源
污水處理廠的氣態污染物以揮發性有機物以及硫化氫、甲硫醇、氨等惡臭物質為主,臭氣的擴散對室內外空氣環境影響嚴重,直接影響到工人的身體健康和工作效率,并對周圍居民的生活產生影響。
根據污水處理的過程,這些臭氣產生源可分為污水處理系統和污泥處理系統。污水處理系統中的臭氣源主要分布在進水頭部、預處理、初級處理及濾池反沖洗液、污泥處理上清液等,曝氣池的攪拌和充氧也會產生部分臭氣。污泥處理系統中的臭氣來源主要分布在污泥濃縮、厭氧消化后的污泥脫水和污泥堆放、外運過程。主要臭氣產生源、產生原因及其相對污染程度詳見表1。
表1 污水處理中的臭氣源
從表1中可以看出,污水前處理部分(污水提升泵站、格柵、沉砂池)以及生物反應中的厭氧調節池和污泥處理部分(濃縮池、儲泥池、脫水間等)是除臭的重點;曝氣池負荷低,一般可不考慮除臭措施。
2.各種除臭方法的原理及特點
污水處理過程中產生的惡臭物質大多數是有機化合物,主要由碳、氮和硫元素組成,例如:低分子脂肪酸、胺類、醚類、鹵代烷以及脂肪族的、芳香族的、雜環的氮或硫化物等。這些物質都帶有活性基團,容易發生化學反應,特別是被氧化。當活性基團被氧化后,氣味就消失。
化學除臭法:利用臭氣成分與化學藥液的主要成分間發生不可逆的化學反應,生成新的無臭物質以達到脫臭的目的;因臭氣成分的不同需要選擇相應的化學藥劑。主要方法有:空氣氧化法、化學氧化法、洗滌-吸附法(濕式吸收氧化法)、吸附-氧化法等
生物除臭法:利用微生物將臭味氣體中的有機污染物降解或轉化為無害或低害類物質的過程。主要方法有:生物過濾法、土壤法、填充塔式生物脫臭法等。
離子除臭法:空氣在通過高能離子發生裝置時,氧氣分子受到經過發生裝置發射出的高能量電子碰撞而形成分別帶有正、負電荷的氧離子。這些正、負氧離子具有較強的活動性,在一系列反應后,將含C、H、S元素的化合物最終形成小分子化合物CO2、H2O 、SO2,無二次污染物產生;并且還能有效地破壞空氣中細菌的生存環境,降低室內空氣中的細菌濃度;離子在與空氣中微小固體顆粒碰撞后,使顆粒荷電并產生凝聚效應,使得傳統過濾方式不能捕捉的且對人體有害的微小顆粒變成可以捕集或靠自身重力而沉降下來,達到凈化空氣的目的。
采用高能離子發生裝置,借助通風管路系統向散發臭氣的空間送入可控濃度的正、負氧離子空氣,用離子空氣“罩住”污染源表面(如污水池等),使離子在極短的時間內與有害氣體分子發生反應,扼制其擴散并降低其濃度,保證現場的操作人員在良好的環境中工作,并且還能對儀器儀表起到減少銹蝕、延長使用壽命的作用。
?。┗瘜W法:
?。?)為達到最佳的除臭效果,通常與其它方法組合使用;如活性炭吸附塔配于其后。
?。?)由于化學試劑對惡臭氣體的去除有其局限性,若要大范圍的去除多種化學成分的氣體,就要使用多種化學藥品;并且隨著化學反應的增多,生成了許多中間化合物,不可避免的對環境造成二次污染和能耗增加;
?。?)化學法除臭方法是通過風道,將污染源的臭氣引出,經過一系列裝置,與其化學試劑發生化學反應,使氣體達標排放;但對室內空氣環境無改善作用;并且對除臭裝置、管道及水處理設備,都有不同程度的腐蝕性;
?。?)系統連貫性較強,需要連續性運行較長時間;自動化要求較高;由于需要連續使用氣體輸送設備和化學藥劑,費用取決于化學藥品的消耗量,因此運行成本相對較高;
?。?)一次性投資較大,一旦系統建成,不易調整;投資靈活性較差;系統中管道投資比較大;維修費用較高;新建項目需考慮占地及動力、公用設施的預留;
?。?)系統安裝周期長;調試復雜。
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?。?)通過氣體輸送系統,將污染源的臭氣引出,并且臭氣經過生物載體時有較大的阻力,因此動力消耗大,對室內空氣環境無明顯改善作用,臭氣對氣體輸送設備及風道有腐蝕作用。
?。?)根據采取生物除臭方式的不同,投資差異大,投資靈活性較差;
?。?)占地面積大,需要新建相應的建、構筑物;
?。?)系統安裝調試周期長,除臭效果隨系統運行時間的增加,需不斷定期更換生物載體,因此運行成本高,系統維護費用較高;
?。?)對外部環境要求嚴格,表現在濾料的均一性、透氣性、濕度、溫度和pH值等方面;
?。?)對外部環境污染較小,基本上無二次污染物產生。
?、#╇x子法:
?。?)離子凈化采取以人為的本主動除臭方式,在污染源處消除污染,不僅能扼制有害氣體的擴散;同時能夠滿足人們感覺舒適時所需的負離子量,從根本上改善工作環境;處理后的氣體達標并直接排入大氣,一步到位地解決室內外空氣污染問題。
?。?)初期投資小,可根據投資方資金條件,一次或多次投資;
?。?)無須考慮其占地面積;節約土地;無基建費用;
(4)系統獨立,安裝、調試簡單、方便、周期短;可根據需要隨時隨地改造,增加或取消;控制方法選擇自控、手控均可;管道投資少;除除臭區域需要相對密閉外,無特殊要求;運行成本低;系統維護費用少;無須設崗;
(5)對于單體設備,體積小,重量輕;安裝無特殊要求;使用方便;可以根據需要隨時運行或關閉;操作簡單,易于掌握;
?。?)系統設備維修量小、時間短;在發射管壽命期內,僅需簡單的定期清潔工作;一旦出現故障,可以保證在短時間內排除或更換備件、備機;
?。?)無二次污染物產生。
幾種除臭方法的比較詳見表2。
3. 污水處理廠除臭方法的比選
目前,城市污水處理廠的除臭處理實例較少,僅有的一些實例也是依托于國外技術和使用國外的主要核心材料和設備。雖然現狀如此,但污水處理廠的臭氣治理問題在我國已受到越來越多的關注,嚴格執行惡臭污染物排放標準,加強對惡臭的監測與治理是污水處理廠今后的發展要求。
在我國,采用化學法對污水廠進行除臭處理的歷史較長,并有很多先例,但由于種種原因,如需要消耗大量的水、化學溶液和動力,產生二次污染物,對裝備、管道腐蝕嚴重等,對臭氣的處理效果和運行狀態不甚理想,近年來,已經漸漸被新興的生物法所取代。
與化學法相比,生物法雖然有投資小、處理廢氣污染少、不產生二次污染等優點,但是,經過一段時間的運行,生物法的局限性也逐漸顯露出來:能耗大、占用土地、生物濾材消耗大、運行成本高等,并且室內空氣品質及工作人員的工作環境仍舊沒有得到有效的改善,因此許多方面還需要進一步的理論研究和實踐經驗總結.更多污水處理技術資料請參考易凈水網資料庫ep#。
采用離子法凈化污水處理廠的氣態污染物,在國外是一種成熟并且行之有效的、在國內尚屬于新興技術的方法,最突出的特點是以人為本,在污染源處消除污染,從根本上改善了室內外空氣品質及工作人員的工作環境;從污水處理廠的無害化等和有效保護環境的角度出發,離子法凈化污水處理廠的氣態污染物,是非常有前途的。
表3是對某個城市污水處理廠的除臭工藝進行的技術經濟比較。該廠采用中途泵站加壓提升進水,因而免去了進水泵房;污水處理采用渦流沉砂和微孔曝氣氧化溝的方式。根據工程的實際情況,污水廠對污泥脫水車間進行了除臭設計。
表3 技術經濟比較表
根據以上技術、經濟比較,確定污水處理廠的除臭方法采用高能離子法,其除臭設計的換氣次數為脫水機房 8次/小時。
4. 結論
綜上所述,幾種除臭方法各有特點,而利用H2O2和高能離子脫臭則是以后及未來發展的主要方向。在利用各自的優點基礎上,加以改進、優化,達到造福于民的目的。
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