污水处理厂臭气处理方法分析

杨传忠，荣中原，廖庆花，郭家磊，王杰

（华夏碧水环保科技有限公司，河南 郑州450008）

随着我国对环境治理越来越重视，污水的处理率每年都在升高。但是污水处理过程中产生的大量臭气不仅对空气质量产生影响，而且对处理厂周围居民的生活质量产生不良影响。这就造成了污水站周围居民对建设污水处理站产生抵触情绪，甚至影响污水处理站的正常运营[1]。因此，基于对环境治理以及对居民生活环境质量的提高，污水处理厂臭气处理问题亟需解决。为了有效治理污水处理厂臭气污染，2002年国家新修订和颁布了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002），为了达到臭气排放标准，污水处理厂臭气处理技术在我国得到广泛发展和应用[2，3]。常用的污水处理厂除臭方法有物理法、化学法和生物法。

1 物理法

物理除臭方法是指通过物理手段将臭气中的硫化氢及氨气等物质转移或者稀释的方法。常用的有稀释法和吸附法。

1.1 稀释法

稀释法主要是通过向污水厂臭气中充入没有臭味的气体，例如空气等，使臭气中的硫化氢等浓度降低，然后排放，达到除臭的目的。稀释法主要应用于硫化氢等恶臭气体浓度比较低的污水处理厂臭气处理中[4]。但是这种方法没有将有害物质去除，依然会对环境造成危害。

1.2 吸附法

吸附法主要是通过活性炭、树脂等具有吸附功能的材料，将臭气中具有恶臭味道的硫化氢等物质吸附，达到除臭的目的[5]。活性炭吸附法是在吸附塔中填充不同性质的活性炭，以吸附去除臭气中的酸、碱及中性等不同性质的物质。活性炭吸附法具有吸附效率高、设备简单、运行管理容易、可处理混合气体等优点。但是随着吸附的进行，活性炭会达到吸附平衡，其表面的吸附位点被完全占据，使活性炭失去吸附功能，这就需要对活性炭进行更换，或者通过物理、化学方法对其进行再生[6]，从而导致运行成本的增加。

2 化学法

化学法是指通过化学反应将臭气中恶臭物质的化学性质转变，转化为无臭无味的物质，达到除臭的目的。吸收法、燃烧法及化学氧化法是化学法除臭中常见的几种技术[7-9]。最新的化学除臭法有电晕除臭法[10]、光催化氧化法[11]及膜生物除臭法[12]，是近几年比较新的除臭方法。

2.1 吸收法

吸收法是利用酸碱（如NaOH，H2SO4）等能够与硫化氢、氨气等具有恶臭性质的无机类物质反应达到除臭目的的方法。为了能够彻底去除臭气中的硫化氢和氨气等物质，吸收法通常多级吸收，即先通过酸喷淋吸收除去氨气，然后通过碱喷淋吸收除去硫化氢。吸收法对臭气中的硫化氢和氨气等物质具有较高的去除速率和去除率，而且吸收法比较耐受冲击，适用于各种不同浓度、不同气体流量的臭气处理方法，操作简单。但是对臭气中的挥发性有机物质的去除几乎为零，而且喷淋液要经常更换，从而消耗大量的水资源[13]。

2.2 燃烧法

燃烧法是指在高温条件下通过燃烧氧化反应将臭气完全燃烧降解的方法。主要分为直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法是将臭气在高温条件下直接充分燃烧。直接燃烧法主要适用于可燃性气体浓度比较高、燃烧热值比较高的臭气的处理过程。直接燃烧法运行时需要的外加温度较高，燃料使用较多，导致运行费用较高。

催化燃烧法实际上就是通过催化剂将臭气中的可燃物质催化氧化为无臭物质的过程。催化燃烧法能够大大降低臭气燃烧时外加的温度，相对于直接燃烧法，其燃烧效率有很大的提高。但是催化燃烧法运行过程中有可能出现催化剂失活、堵塞等问题。

燃烧法的设备建设费用较高，在运行过程中有可能会生成有毒物质，产生二次污染，且此方法对设备的腐蚀性较大，易造成设备的更换，导致运行成本较高。目前燃烧法在国内外污水臭气处理中的使用较少[3，13]。

2.3 化学氧化法

化学氧化法是通过具有强氧化性质的氧化剂（如臭氧、催化剂、紫外光等）降恶臭物质氧化降解为无臭气体的技术。

2.3.1 臭氧氧化法

臭氧具有很强的氧化能力，能够将臭气的化学成分氧化降解达到除臭的目的。因此在污水处理厂臭气处理中能够达到很好的除臭效果。由于该方法的氧化速率较慢，在实际工程应用过程中会将化学吸收法和臭氧氧化法结合使用，即先将臭气通过吸收液进行喷淋吸收以除去一部分物质，然后再通过臭氧氧化法将剩余的臭气组分氧化去除，达到快速高效除臭的目的。然而臭氧氧化过程中，臭氧无法完全反应，剩余的臭氧会对环境造成二次污染。而且臭氧发生器具有较高的能耗，导致运行成本的增加[14]。

2.3.2 紫外光氧化法

紫外光氧化法除臭主要有两种方式：第一种是紫外光激发氧气等物质产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH）、超氧基团（1O2）等物质，这些物质具有强氧化性，与恶臭物质发生氧化反应，使恶臭物质降解成为无臭物质。第二种就是紫外光的光子能量大于恶臭物质之间的分子键能量，这样经过紫外光光子的激发，分子键断裂降解为无害分子。紫外光氧化法对臭气的含水率、温度等适应性较强，通过两种途径去除恶臭物质，具有较高的去除率。紫外光氧化法设备小，节约场地，建设及运行维护费用较低，操作简单灵活[15，16]。

2.3.3 催化氧化法

催化氧化法是指利用催化剂通过催化氧化反应将臭气中物质氧化为二氧化碳和水或者氧化为无臭物质。目前利用较多的催化剂主要有二氧化钛（TiO2）、氧化锌（ZnO）及硫化铅（PbS）等。有学者发现，除臭过程中半导体粒子能够在常温下直接利用空气中的氧气为氧化剂，将臭气中的恶臭物质催化氧化为无臭物质[12]。

3 生物法

生物除臭技术是指通过将臭气与微生物接触，然后被微生物吸收通过微生物自身的新陈代谢将臭气物质分解为自身生命活动所需的物质，同时将代谢过程中生成的二氧化碳排入空气中。生物除臭法主要有3 个过程：（1）臭气溶解于水中，即臭气与水接触后溶解于水中从气相变为液相的过程；（2）微生物吸附恶臭物质，然后将其吸收进体内的过程；（3）进入微生物细胞内的恶臭物质在催化酶的作用下生成二氧化碳、水及微生物细胞质[17]。

3.1 生物滤池法

生物滤池是通过在滤池内填充填料，微生物在填料表面附着并生长。当恶臭物质进入水体以后被微生物吸附，吸收然后被降解，代谢产生的气体通过池顶排出的方法。生物滤池中一般为惰性填料，常用的有活性炭、堆肥、木渣、干草、土壤等。这些物质都具有较好的通水性和通气性的特点，能够很好地使臭气通过，同时能够使微生物很好地在其表面附着并生长。由于臭气能够缓慢地通过惰性填料，臭气物质能够与微生物充分地接触，因此其具有很好的去除率，同时运行过程中无需外加碳源，运行费用较低。但是当臭气负荷较高时，使微生物数量激增，导致填料被堵塞，降低去除效果[18]。

3.2 生物洗涤法

生物洗涤法实际上是一种活性污泥法，它是通过将臭气通入含有活性污泥悬浮物的水体中，使臭气与水体充分接触形成混合液，然后再把混合液送入反应器中进行反应的方法。生物洗涤法操作控制灵活，且压力损失小。但是这种方法对臭气的溶解度要求比较高，臭气溶解度越高其去除效果越好，因此不适用于溶解度较低的臭气处理。同时此种方法需要外加营养物质，导致运行费用较高。

3.3 生物滴滤法

生物滴滤法是一种在滴滤塔内填充陶粒、沸石、活性炭等填料，生物膜完整地附着在填料表面，通过过滤及微生物吸收降解进行除臭的方法。滴滤液通过塔顶部的喷淋口均匀地喷洒在填料上面，在填料内自上而下流动，同时臭气通过滴滤塔底部进入，自下而上流动，在填料中与滴滤液充分接触溶解，然后被填料表面的微生物吸收降解的方法。由于滴滤塔中具有厌氧、兼氧和好氧区域，因此其能够很好地去除臭气中的物质达到除臭的目的。生物滴滤法能够通过调节滴滤液的温度、pH 值等条件使微生物生存环境达到良好的条件，同时滴滤液向下流动的过程中能够带走微生物代谢产生的废物，有利于微生物高效降解恶臭物质。但是如果臭气停留时间较短，则不能充分地去除恶臭物质[19，20]。

4 结语

在臭气治理过程中要结合各个方法的实际情况，根据臭气的成分及分布规律等特点选择适合自身的方法，使污水处理厂高效稳定运行。对于臭气量较大，且臭气成分及臭气量稳定的污水处理厂，一般采用生物法或者化学法进行处理；对于臭气量较小，臭气成分不稳定的污水处理厂，一般采用物理吸附法进行处理。在实际工程应用中也可以将多种方法结合使用，如可以将活性炭吸附法与化学吸收法相结合，达到高效稳定去除臭气的目的。