污水處理廠惡臭廢氣的處置技術方案分析與研究

竇 紅，鄭雯倩，裴 琨，李根利

（1.石家莊市環境監控中心，石家莊 050000；2.河北省環境監測中心，石家莊 050030）

惡臭廢氣，是指損害人類生活環境，并能夠使人產生不愉快感覺的氣體，自人類環境保護工作開展以來，惡臭廢氣的發現數量已經達到4000余種[1]。諸多類型的惡臭廢氣中對人類危害較大的包括：硫化類氣體（如硫化氫等）、氮化合物（如酰胺等）、烴類（芳烴等）[2]。這些惡臭廢氣的來源較廣泛，包括化工生產、石油加工以及各類藥品實驗合成等，均有可能產生惡臭廢氣。同時，污水處理廠將多渠道排放而來的污水匯集到一處后，其中的金屬成分、非金屬物質之間均有可能發生化學變化，產生惡臭廢氣分子。

1 污水處理廠惡臭廢氣的危害

依據我國《惡臭廢氣污染物的排放標準規定》，當污染排放氣體達到10-6級別時就會被人體所感知，它可通過視覺、嗅覺、觸覺等渠道，對人體神經系統、呼吸系統以及循環系統等產生干擾，繼而誘發心臟病、癌癥、肺結核等多種慢性疾病[3]。由此，為有效改善人類生存環境，解決社會發展與生存之間的矛盾，就必須形成科學性、持續性的惡臭廢氣治理方案。

2 污水處理廠惡臭廢氣的處置技術方案分析

基于國內污水處理廠現有水平，下面提出惡臭廢水的處置技術方案。

2.1 物理處置技術方案

所謂物理技術處置法，是借助氣體物理變化的特性，對廢氣進行凈化。當前，國內污水處理廠中所應用的物理處置方案包括：熱處理方法、吸附處理方法和低溫等離子分離法三種[4]。

2.1.1 熱處理法

熱處理法，是國內污水處理廠中最常見的惡臭廢氣物理凈化方法。該方法實際操作時，主要是通過熱力燃燒處理、催化燃燒以及直接燃燒的方式，對惡臭廢氣中的可燃燒氣體進行轉化。但熱處理方式與后續提到的化學加熱催化轉化法之間的差異為，熱處理法是利用熱環境將惡臭廢氣中分子成分“集中”起來，它并不能從根本上對惡臭廢氣中的污染成分凈化干凈。

例如，某污水處理廠利用熱處理法對惡臭廢氣進行處理時，處理人員采用直接燃燒法對氣體進行凈化。該污水處理廠中所設置的污水處理結構為“惡臭廢氣加熱渠道-加熱后氣體凈化渠道”兩部分。初期進行惡臭廢氣處理時，氣體體積為110 m3，初步加熱處理后的凈化氣體體積為77.89 m3；然后將污水處理后的氣體經污染氣體深度凈化渠道進行二度處理。處理后測驗達標程度，若惡臭廢氣處理后等級達標，即可將氣體排放出來。該污水處理廠利用熱力污水處理措施，實行污水初步凈化、深度性凈化調節過程，借助簡單的物理加熱工具，實現了惡臭廢氣處理的效果，這是現代污水處理廠中最便捷，也是實際應用率最高的廢氣凈化方案。

2.1.2 吸附處理法

吸附處理法，是指污水處理廠對惡臭廢氣氣體進行處理時，直接利用固體或者液體吸附材料對氣體進行凈化。吸附處理法對惡臭廢氣的凈化過程，主要是將氣體中污染成分，如烴類、硫化類成分都吸附出來，并借助分子循環運動的特征，彌補惡臭廢氣凈化后的空間，從而達到有效進行惡臭廢氣處理，消除氣體刺激性氣味的目的。

例如，某污水處理廠進行惡臭廢氣處理時，就采用了吸附法進行凈化。首先，污水處理人員先按照收集氣體的具體情況，選擇吸附能力對等的原料。本次惡臭廢氣中，烴類占首位，第二位是硫化物，第三位是氮化合物。由此，操作人員所選擇的吸附材料主要包括：吸附能力較強的樹脂、活性炭、活性白土、硅膠四類，并按照3:1:1:1的比例進行原料調配。最后，將混合后的物質放置到惡臭廢氣存放環境中，靜置12～18 h后，對凈化氣體進行檢驗。若氣體不達標，繼續按照以上標準進行凈化操作；若氣體達標，可直接排放。

2.1.3 低溫等離子分離法

低溫等離子分離法，主要是指把惡臭廢氣體放置在特定低溫環境下，使惡臭廢氣中離子結構“靜止”，然后運用樹脂、活性炭等物質，將惡臭廢氣體成分中的污染物分離開來。待氣體周圍溫度恢復到正常狀態時，空氣中的氫、氧離子將填充惡臭廢氣中空缺部分。例如，某污水處理廠進行惡臭廢氣處理時，就采用了低溫等離子處理法進行惡臭廢氣體凈化。污水處理廠的工作人員首先按照惡臭廢氣中含有的污染成分不同進行分類；其次，按照烴類、硫類以及氧化類三類物質的結冰點進行低溫調節，待每一種氣體均處于固體狀態時，運用專業的惡臭廢氣離子分離儀器將污染離子“摘除”；最后，以50℃為一個等級提升溫度，直到提升到常溫為止。靜置10～15 h后，對凈化惡臭廢氣體樣進行抽樣檢查，氣體達標即可排放。

該污水處理廠按照惡臭廢氣氣體類型不同，采取氣體污染分離處理策略，可針對性進行污染氣體成分的清潔處理，惡臭廢氣體的凈化效果好。但由于該種處理技術的實際操作中需特定的凈化處理環境，實際操作的成本投資費用較高，在國內大型污水處理廠中的應用尚可，中小型污水處理企業的應用率較低，這是該種惡臭廢氣氣體凈化處理方法的局限性。

2.2 化學處理技術方案

所謂化學處理技術，就是借助物質化學氧化、置換等反應進行氣體凈化。當前，污水處理廠中所應用的化學處置方案包括：光催化處理法、酸堿中合置換法兩種。

2.2.1 光催化處理法

光催化處理法，主要是對污水處理廠收集到的惡臭廢氣中可以發生氧化的物質進行分解，進而將惡臭廢氣成分中的污染物質氧化為低污染成分。該種惡臭廢氣凈化方法實際操作步驟可概括為：其一，設定加熱或者陽光直射的凈化處理環境。其二，按照三維激光多普勒測速儀檢測結果，將會發生氧化反應的氣體進行加熱。其三，將發生化學的氣體集中放置在特定空間內靜置，氣體檢驗達標后可排放。

某污水處理廠進行污水處理期間，處理人員選擇光催化處理法污水處理策略進行惡臭廢氣凈化。實際操作期間，凈化人員運用三維激光多普勒測速儀檢驗后，得到硫化氫、有機酸、烷三種成分。然后，污水處理廠操作人員建立室外污水處理凈化環境，并集中對分類后的惡臭廢氣進行凈化。待凈化后氣體檢驗等級達標后，就可直接將其排放到空氣中。

該污水處理廠關于硫化氫、有機以及烷三種惡臭廢氣成分的處理過程，就是化學加熱催化方式實際應用的表現。

2.2.2 酸堿中合置換法

酸堿中合置換法，是指將惡臭廢氣中離子活躍性較強的分子置換出去，以達到惡臭廢氣凈化處理的目的。一般來說，酸堿中合置換法操作時，需先利用樹脂、活性炭等吸附材料，將離子活躍性較大的氣體脫離出來，然后具體地進行惡臭廢氣污染因素的置換處理。一般而言，污水處理廠中所應用的中和處理溶液包括：苛性鈉、次氯酸鈉、硫酸和鹽酸等物質。

某污水處理廠對惡臭廢氣進行凈化處理時，污水處理人員先利用離子交換樹脂將惡臭廢氣體中的二甲基二硫、烴類物質吸附出來，然后將吸附后的樹脂材料放置在強酸或者強堿性溶液中進行中和處理。本次污水處理廠的廢氣凈化溶液選擇濃度為50%的苛性鈉。樹脂原料經過濾后檢驗置換液體中硫離子和烴離子含量均在88%～90%，說明酸堿中和法起到了較好的惡臭廢氣凈化處理效果。

2.3 生物處置技術方案

所謂生物處理技術，是指通過自然界生物凈化的方法，將惡臭廢氣中包含的污染氣體進行過濾。生物處置技術于19世紀末期出現在英國，主要用于工業污水凈化方法中。隨著該項技術研究深入性的不斷延伸，生物處置技術社會應用范圍也在逐步擴大。當前，國內污水處理廠中惡臭廢氣生物處置技術包括分子診斷分析法、生物過濾法兩種。

2.3.1 分子診斷分析技術

分子診斷分析技術，主要是依據污水處理廠中收集到惡臭廢氣的成分不同，開展的生態性分子調節處理方式。首先，分子診斷分析時，處理人員需先借助顯微鏡確定微生物和功能性菌群的組成形式；其次，模仿菌群的排放結構建立高精度菌群基因組織搭配網絡。待兩組菌群均準備就緒后，按類型進行生物分子匹配。其間，人為模仿的分子菌群將在兩菌群節點連接時凈化掉原有菌群中的裂變細胞，并運用新的分子結構彌補原有菌群結構斷裂節點。最后，經過特定時間后，新菌群被原有菌群吞噬，惡臭廢氣凈化工作完成。例如，某污水處理廠對100 m3生活惡臭廢氣進行處理時，50%采用傳統過濾處理法，50%采取生物診斷處理方案。同時進行惡臭廢氣凈化，并持續凈化10 h后，對比惡臭廢氣處理樣本。研究發現，傳統過濾處理技術的凈化率為33.18%，生物凈化處理方式為88.96%。這一試驗對比結果表明，生物診斷分析技術在生活用水中所產生的惡臭廢氣的處理效果更佳。

2.3.2 生物過濾法

生物過濾處理法，也是當代污水處理廠中較具代表性的生物過濾方案。該方法與生物分子診斷法的差異在于，它直接利用土壤、活性炭、堆肥等材料，降低氣體中硫化物、烴類等物質的污染濃度，相對來說操作便捷度較高。例如，某污水處理廠進行生物過濾處理時，首先將所有惡臭廢氣集中一處，然后將其按照每次100～120m3的標準，排放到特定惡臭廢氣凈化環境下，該排放處理環境底層是由土壤、木屑、活性炭按照1:1:1的標準混合而成，空間高45 m。氣體凈化處理后，污水凈化處理人員對凈化樣本進行檢測，其中低濃度甲苯含量降低了95.58%，高濃度笨含量降低78.99%。這一實際凈化處理對比測驗結果說明，生物過濾處理設備具有較好的惡臭廢氣處理效果。

2.4 新技術凈化處置方案

新技術凈化惡臭氣體處置方案，是指在現有氣體凈化處理手段之上，采用多種多相自動化檢測系統，對污水處理廠內的部分惡臭氣體進行處理。國內污水處理廠中所應用的新技術凈化裝置，大多可直接將溶氧濃度在30%～50%的惡臭廢氣進行凈化，也可對液相惡臭廢氣體積在155.00～160.00 cm3的液體進行凈化。新型惡臭廢氣凈化處理裝置，不僅可以保質保量地進行惡臭廢氣凈化，同時也大大節省了惡臭廢氣生物降解、化學處理等前期步驟，提升了惡臭廢氣的處理效率。例如，某污水處理廠進行惡臭廢氣處理期間，凈化人員首先將收集到的惡臭廢氣運用三維激光多普勒測速儀進行測定，初步分類后直接將溶氧濃度在30%～50%的氣體和體積在155.00～160.00cm3的液體進行凈化。剩余惡臭廢氣繼續采用微型溶氧測定儀進行測定，并選擇適當的惡臭廢氣凈化處理方式。

該污水處理廠的這種新型惡臭廢氣處理技術綜合測定的實踐策略，可縮小污水處理廠定期測定處理周期，提升污水處理速率。

3 結論

污水處理廠惡臭廢氣的處置技術方案分析與研究，是當代化工凈化處理技術綜合處理的有效方式。在此基礎上，本文提出了物理處置技術方案、化學處理技術方案、生物處置技術方案、新技術凈化處置方案四種惡臭廢氣的處置策略，研究結果將為現代化工業生產提供方法借鑒。