除臭工程的设计方案及在筼筜湖整治中的应用

傅迅毅

摘 要：环筼筜湖南北两岸有约33条排洪（管）沟，这些管沟断面尺寸较大、线路长，沟内积聚有大量污水、污泥、臭气，沟内臭氣通过沟口外溢，导致沟口臭气熏人，同时沿岸设置的截污泵站运行时产生大量臭味。本文主要分析了筼筜湖的臭味来源，对各种除臭工艺的比选和实际应用。

关键词：臭气分析；除臭工艺设计；应用

中图分类号：X703 文献标识码：A

1 引言

筼筜湖作为厦门市岛内最大海水湖泊，它位于城市中心区域，周边高楼林立，聚集了厦门市政府机关、金融、商业、酒店、娱乐、居住等各种各样社会团体，因此提高筼筜湖的水质，对改善其周边环境具有十分重要的意义；并且水环境的改善将会使大量的市民受益，可以说是一项政府为民办实事的项目。筼筜湖整体环境的提升对巩固厦门市旅游城市的地位，创建文明城市是有力的保证和支持，对旅游经济也是一个重要的支撑。此外，随着厦门市经济的快速发展，居民对环境要求的提高，改善筼筜湖水质环境不仅满足了城市居民对环境的要求，而且当环境与经济形成良性互动后，对厦门市经济可持续发展也是一个重要保证。因此，对筼筜湖周边的污水进行截污、除臭，改善和提高筼筜湖水质状况是十分必要的。

2 臭气分析

2.1 臭气的产生原因。经调查，筼筜湖区驳岸能闻到明显臭味的地方皆为转角水流较慢之处，其水流上游均有排污口进行污水排放，并且污水排放时间基本在中午12点及下午18、19点开始的用水高峰时间，因此基本是生活污水，受污水排放影响，这些点位就慢慢积聚有机污染物质，产生明显的臭味，只有纳潮水流加大的情况下臭味才能得以消除或减轻。

2.2 臭气的成分。由于沟口臭气主要是沟内污水、污泥产生的，一般来讲，由污水、污泥产生气味物质主要由碳、氮和硫元素组成。只有少数的气味物质是无机化合物，散发臭气的主要成份及特性见表1。另外，不同藻类产生腥臭味的成分一般不同，但一般多是一些烃类、羰基类、胺类物质、萜类物质及醇类化合物。

3 除臭方案

3.1 购置清泥设备对各排洪沟及湖底污泥清理并脱水处理，杜绝臭气源，从源头解决臭气方案。臭气的产生是由于沟内积聚有大量污水、污泥，污水、污泥中的有机物在厌氧条件下产生大量致臭物质。本方案通过配置污水提升水泵可以将筼筜湖周边排洪沟内的污水全部进入到污水管内，排洪沟内基本保持无污水状态，控制臭气源的产生。购置清泥设备对各排洪沟及湖底污泥清理并脱水处理，杜绝臭气源。

3.2 对筼筜湖流域排洪沟口位于湖区死水处安装水力搅拌器，使死水流动起来。静止水域的特点：①生物的残骸，排泄物，流入污浊物等，堆积难以流出外部。②没有循环会导致水滞流，由贫氧状态引起堆积物的腐坏。③淤泥中营养盐类再溶出，恶臭气体会发生。国内对于这种静止水域的处理办法目前采用较多的是潜水推流与曝气相结合方式、采用太阳能循环流发生装置的方式以及水景喷泉方式等，三种方式都可以可以起到使水体循环和净化双重功能。

3.3 在各排洪沟适当位置安装“烟囱”，利用空气动力或增加风机将沟内臭气导排到高空，同时沟内形成微负压，臭气不外溢；此种方案利用空气动力学原理，能耗低、见效快，国内其它城市利用较多。

3.4 沟口采用喷洒植物提取液除臭剂或考虑采用强制性除臭处理的工艺。常用除臭方法多种多样，主要有物理法、生物法、化学法、组合法和燃烧法等系列。对于具备条件的可以采用轻质材料将沟口封闭（类似拍门型式），在排洪沟下游出口附近采用封闭抽取臭气进行生物处理，彻底除去臭气源。由于沟口除臭具有自己的特点：①设备安装在沟口，没有地方安置建设大规模的处理设施；②排水沟宽、线路长，常规的封闭抽取大气量处理不适合；③排水沟内空气流动性较差；④本工程主要是防止沟口臭气的外溢对行人的不良影响，排洪沟的上游其他区域则不需考虑除臭的问题。因此、针对排洪沟口分散、气量小、臭气污染主要集中在沟口的特点，除臭处理的方案拟采用不需要臭气收集系统、投资小、造价低、占地小、可以间断运行的化学处理中的掩蔽剂法除臭（喷洒法）。

3.5 水封除臭方案

臭气主要通过沟口溢出、影响周围行人，根据实际情况考虑将具备条件的沟口向湖内延伸，使沟口位于湖内低水位水以下0.5m左右，采用水封型式使沟内臭气不外溢出来，减小对环境的影响。根据前面除臭方案论述，可采取如下四种措施综合解决筼筜湖周边的臭气问题，考虑到截污泵站建设比较多，结合泵站的除臭采用集中生物除臭的工艺。常用的有：

（1）常用脱臭方法

常用脱臭方法多种多样，主要有物理法、生物法、化学法、组合法和燃烧法等系列。

①物理法系统

物理法主要有水洗法、活性炭吸附法等处理工艺。（a）水清洗法是利用臭气中的某些物质能溶于水的特性，使臭气中的氨气、硫化氢气体和水接触、溶解，达到脱臭的目的。水清洗的脱臭效率较低，但价格便宜。（b）活性炭吸附法是利用活性炭能吸附臭气中含臭物质的特点，达到脱臭的目的。活性炭吸附法通常和湿式洗涤器法一起使用。湿式洗涤器可以去除恶臭中绝大多数的H?2S和NH3等，活性炭则主要吸附恶臭中的碳氢化合物。活性炭的预期寿命在1年以上。活性炭吸附法具有较高的效率，但活性炭有饱和期限，超过这一期限，就必须更换活性炭，且整个流程中设备较多，运行费用高，故对处理量大的城市污水厂的脱臭不太适用。

②化学法系列

化学法主要有化学吸收法、臭氧氧化法、遮蔽剂法、电化学法、光催化氧化法等处理工艺。（a）化学吸收法。化学吸收法又称化学溶剂吸附回收法，是化学法中最主要的脱臭工艺。化学吸收法是对臭气中的某一种组分进行选择性吸附。目前还没有技术对所有组分进行吸收。污水处理厂主要的有害气体之一是硫化氢，通常化学吸收工艺都是对硫化氢进行的。通常以碱液如氢氧化钠溶液、碳酸钠、氢氧化钙溶液、氨水等作为硫化氢的吸收液，通过各类传质设备如填料塔，喷淋塔等进行反应。硫化氢吸收设备应该选择高传质效率的吸收塔，或者多塔串联，才能达到要求，但这样的话将增加气体的输送阻力，增加风机的功率消耗。硫化氢吸收设备工艺流程：废气经过风机抽送进入高效传质吸收塔，利用经过选择的针对硫化氢气体有高吸收反应能力的吸收剂进行吸收反应，硫化氢气体被截取，其净化气体排入大气，吸收剂饱和后排出。吸收剂也可以通过解析后回用。化学吸收法主要采用化学介质（NaOH、NaC1或NaC1O）与H?2S、NH3等无机类致臭成分进行反应，从而达到脱臭目的。化学吸收脱臭法耐冲击负荷强，可间歇工作，工作方式灵活。化学法对H?2S、HN3等的吸收比较彻底，速度快；但对硫醇、挥发性脂防酸或其他挥发性有机化合物的去除比较困难，不能保证完全消除异味。（b）臭氧氧化法。利用臭氧的强氧化性来分解氧化恶臭物质。但臭氧是一种必须现场生成的氧化剂，它的浓度取决于恶臭物质的种类和浓度。当恶臭物质浓度很高的时，臭氧不能完全氧化这些污染物。另外，过量的残余臭氧本身会产生二次污染。臭氧氧化法中较有代表性的是“活性氧AOE技术”。（c）掩蔽剂法。在臭气源的周围喷洒化学物质以掩盖臭味，适合于宾馆、酒店、机场、车站的卫生间、地下室、屠宰场、垃圾转运站、城市污水提升泵站等等相对封闭的异味严重的场所。除臭工作液是天然植物提取液，它无毒、无刺激性、无燃烧性和爆炸性，除臭效果相当显著。

③生物法系列

微生物除臭技术的工作原理是微生物細胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，微生物以细胞个体小、比表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点，可以将恶臭物质吸附吸收后转化为无毒害的CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无机物。生物法脱臭工艺是目前比较流行的主流脱臭工艺，它的种类很多，主要有以下几大系列：填充式生物滤池：包括各类生物滤池等；填充塔型脱臭器：包括吸收型脱臭器和吸附型脱臭器等；生物过滤器：包括土壤法、堆肥法和泥碳法等；生物洗涤器：包括曝气式洗涤器和生物洗涤器等。生物脱臭法在过去的30年内，已在欧、美等地区得到广泛地应用。生物脱臭主要利用微生物去除及氧化气体中的致臭成份，气体流经生物活性滤料，滤料上面的细菌就会分解至臭物质，产生二氧化碳及水。微生物寄生在潮湿的滤料上生长出一层薄薄的生物膜，当致臭物质流经滤料时，被吸附并被氧化。生物脱臭法的优点是：运行管理简单；投资费用及运行、维护费用均低于其它脱臭工艺；应用范围广泛，包括针对H2S、CS2、氨氮、有机硫化物等致臭物质的去除；脱臭效率达80%～95%，无二次污染，符合环保方针。生物脱臭法的缺点是：生物脱臭必须连续运行，如果停运，则需要投加菌种或重新驯化菌种，否则需要投加营养液，以满足菌种的要求；生物脱臭每隔一定时间需要更换微生物附着介质；占地面积稍大。

④组合法系统

组合法顾名思议就是对物理法、化学法和生物法进行系列组合，分层分阶段处理，保证系统的安全、稳定和可靠。组合法的最大优点是标准高，效果好；缺点是处理系统较为复杂，投资相对较高。

⑤燃烧法

燃烧法有直接燃烧法和触媒燃烧法，根据臭气的特点，当温度达到648℃，接触时间0.3s以上时，臭气会直接燃烧，达到脱臭的目的。将臭气直接点燃和催化氧化也可以去除恶臭。将可燃气体与臭气混合，分别加热到800℃（对直接点燃）和400℃（对催化氧化），停留时间为0.3s～3s。燃烧处理工艺不仅运行成本较高，而且还会处理产物还会产生二次污染，对较小的排洪沟脱臭不适用。

（2）脱臭处理工艺方案选择

根据筼筜湖周边的实际情况和特点，有针对性的选择处理工艺方案。主要要求有：①除臭设备不能破坏景观；②维护性好，运行费用低；③除臭过程不产生新的污染。通过综合比选可用生物滤池除臭工艺，其吸收率达90%以上；投资较低，操作和维护费用低，运行、维护简单；不产生二次污染。但是由于该工艺设备体积较大，不能满足景观要求，必须进行改进。为此，建设专门放置生物滤池的地埋式设备井，将生物滤池埋在地面（草地）下。由于生物滤池填料一般5年更换一次，填料更换时，通过检查井进行更换。

4 除臭工程应用

根据上述比较，对各沟口及泵站采用封闭抽取臭气进行集中式生物处理，根据实际情况对泵站及排洪沟采用生物过滤除臭工艺、彻底除去臭气源。

4.1 工艺流程图

4.2 流程说明

污水泵站产生的废气通过玻璃钢收集主管将异味气体送到静压增湿生物洗涤器，静压增湿洗涤器采用高压雾化喷嘴，将水充分雾化后与气流混合，迅速使待处理的气体湿度达到饱和状态，异味气体由上而下穿过生物填料层，恶臭气体在穿过生物填料的过程中，异味分子和填料表面的生物膜作用，被生物分解，为生物过滤工序的稳定运行创造了良好的条件。净化后的气体自下而上进入下一深度处理单元。为保证除臭装置的正常运行，需要及时补充系统消耗的水分和微生物活动所需要的少量营养，同时对塔底流出含有脱落生物膜的溶液进行过滤，防止溶液补充和循环装置堵塞。过滤后的出水循环使用。

结语

通过建设生物除臭系统，可以对污水泵站和排洪沟沟口的臭味进行收集，通过生物除臭技术，分解各类臭味，达标排放，减少了臭味对周边环境的污染。生物除臭设施在运行中，运行费用较低，运行可靠，可减少运行维护人员，对筼筜湖臭味消减整治是可行的应用方案。

参考文献

[1]赵佳懿.厦门筼筜湖生态修复技术策略研究[D].厦门大学，2014.

[2]张伟勤.福建省主要湖泊水库水环境污染现状及防治措施[J].工程建设与设计，2013.