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除臭工艺选择
一、除臭治理工艺流程图
1、各种除臭方法介绍
废水处理站的恶臭气体主要产生在污水预处理过程以及污泥处理过程。不同的处理设施及过程会产生各种不同浓度的恶臭气体。在污水和污泥处理的过程中，所散发的恶臭污染物是各种污染物的综合体。
按气体味道，臭味大致可分为：鱼腥臭[胺类CH3NH2，（CH3）3N]，氨臭[氨NH3]，腐肉臭[二元胺类NH2(CH2)4NH2]，腐蛋臭（硫化氢H2S），腐甘蓝臭[有机硫化物（CH3）2S]，粪臭[甲基吲哚C8H5NHCH3]以及某些生产废水中特殊有机物所具有的特征臭味。
表4-1 一些物质的特征气味
恶臭物质种类繁多，来源广泛，对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都可能会造成不同程度的损害。污水厂的除臭技术在国外已经有几十年的运营经验，随着国内经济水平的提高和环保意识的加强，在国内也正开始兴起并呈走向蓬勃的趋势。
臭气的处理方法有很多，主要分为吸收吸附法、离子法和燃烧法三大类。
离子除臭法的原理是使用中频、高压电场，采用分子共振原理，在常温下可将污水中异味的有机碳氢化合物分子、及无机化合物如H2S NH3电离，变成H+、C4+ 、S4+ 、N3+ 等离子体。H+、C4+ 、S4+、N3+等离子体进入催化剂反应罐，被氧化成为水和二氧化碳。
吸附法主要是利用活性炭对臭气成分进行吸附，今年来也出现厂家在活性炭上加载碱性/酸性/氧化性成分，以和臭气成分进行化学反应。但是这样的工艺都存在一个缺点，就是一定时间之后，填料会失效，需要定期更换，除了需要填料更换的费用，更换期间臭气问题也是一个问题。当臭气风量小，并且臭气浓度很低的工况下，建议采用这种方法。
燃烧法由于其投资高、系统复杂，需要热源，因此一般常用于臭气浓度很高的场合。在企业需要一定的锅炉补风，且需要的风量大于臭气风量的情况，可以采用燃烧的方式。但是由于臭气被氧化后具有一定的腐蚀性（如硫化氢燃烧后产生二氧化硫），因此所采用的锅炉和烟道应充分考虑防腐，并需要对二次污染物考虑必要的处置。
吸收法中主要又分化学洗涤法和生物吸收法，其中化学洗涤法是利用酸、碱与硫化氢等恶臭物质发生化学反应，达到去除异味。处理效果主要取决于酸、碱液的使用量。运行成本较高，该方法在市政污水处理厂内一般不作为首选方法。
生物法除臭法原理是利用微生物降解氨、硫化氢、硫醇、硫醚等恶臭物质，使之成为稳定的氧化产物，从而达到无臭化、无害化的一种工艺方法。这种方法能够将恶臭污染物溶解吸收，同时能结合微生物的降解作用进行处理。被降解的硫化氢等恶臭物质首先溶解于水中，再转移到微生物体内，通过微生物的代谢活动而被降解。单纯的生物法除臭不需要使用药剂；利用微生物分解臭气也不需要太多的外补能量；生物繁殖、排泄维持其自身生存和活力。生物法除臭是近年发展起来的新型除臭技术，它可有效地去除废气中的H2S等臭气物质，去除率高，运转费用低，操作管理简单，是解决恶臭污染进而保护大气环境的适用范围较广的净化技术。
目前在国际上成熟的生物吸附法为生物过滤法，根据其使用的滤料不同又分为土壤或树皮（有机滤池）生物滤池、无机滤料生物滤池和复合型滤料生物滤池。
从国外的污水、污泥处理除臭业绩来看，大致可分为以下的几种除臭方法。
表4-2 几种除臭方法的比较
本工程除臭方法工艺选择
1）生物除臭工艺是一种安全可靠的臭气处理方法，除臭效率大于90%。其原理是臭气通过湿润、多孔和充满活性微生物的滤层，利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点，将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无机物。
2）微生物除臭过程分为三步：
（1）臭气中所含的有机物同水接触并溶解到水中；
（2）水溶液中的恶臭成分被水体中的微生物吸附、吸收，恶臭成分从水中转移至微生物体内；
（3）进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解、利用，从而使污染物得以去除。
3）微生物分解恶臭成分的化学反应式
a. 硫化氢
H2S+202→H2SO4
b. 甲硫醇
2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O
c. 硫化醇
(CH3)2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2O
d. 二甲二硫
2(CH3)2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2O
e. 氨
NH3+2O2→HNO3+H2O
f. 三甲胺
2(CH3)3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O
从以上的反应所示，臭气成分会分解成二氧化碳，水和硫酸、硝酸等酸性物质，适当的散水能冲掉这些酸性物质，以保持适当的微生物生长的环境。
生物除臭是利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，对臭气进行处理的一种工艺。
4.4生物除臭填料选择
对生物除臭而言，要确保生物除臭系统稳定、高效运行的一个关键因素就是填料的选择。简单说，需要选择的这种填料在单位的体积内可以生长更多细菌，从而可以提高系统的处理能力，并在保证处理效果的前提下可以有效的缩小设施的体积。鉴于除臭微生物的生长特性，对填料的性能要求相对较高。
具体而言，作为生物除臭的填料，有以下几个方面作为先决条件：
（1）比表面积大：填料一般选用比表面积大、开孔孔隙率高的多孔惰性滤料，这种滤料有利于微生物的接触挂膜和生长，保持较多的微生物量；有利于微生物新陈代谢过程中所需氧化和营养物以及代谢产生的废物的传质过程；
（2）表面电性和亲水性：微生物一般带有负电荷，而且亲水，因此滤料表面带有正电荷有利于微生物的固着生长，滤料表面的亲水性同样有利于微生物的附着。并且亲水的表面导致滤料具有较好的持水性，可以使系统间歇洒水从而节省风机的功率。
（3）机械强度高：根据填料以及塔体的加工方式的不同，各个厂家也在分别研发不同的工艺。一般来说，生物填料必须具有在不同强度的水力剪切作用以及滤料之间摩擦碰撞过程中破损率低的机械强度要求。较好的硬度能使滤料在使用多年之后仍保持其原有的大小和形状；
（4）耐腐蚀性强：由于臭气本身具有一定的腐蚀性，因此填料必须具有较高的耐腐蚀性，才能在多年使用之后不减少、不塌堆、不变形。
（5）孔隙率及表面粗糙度：要求滤料具有一定的孔隙率及粗糙度，有利于微生物的附着、生长；
（6）生物、化学稳定性好：除臭微生物在新陈代谢过程中会产生多种代谢产物，大多代谢产物会对滤料产生腐蚀作用，因此生物滤料必须有一定的化学稳定性和抗腐蚀性，同时需参与生物膜的化学反应，且其本身是不可降解的。
（7）过风效力高：松树皮、炭粒等填料使用一段时间后，会因为本身腐烂、摩擦、挤压造成填料层通风不畅通，过风面积缩小引起风机风压增高，影响风机寿命。所以我公司经过几年生物除臭设备运行得出的经念，开发了组合式混合填料，（专利号ZL201320453428.2）把生物吸附、挂膜、碳源等材料混合装球，继提高了过风效率又增加了细菌生长的载体面积而且使用寿命比其它生物填料寿命可多三年以上。
生物除臭技术起源于20世纪70年代末期，期间尝试了各种各样的填料作为生物除臭系统的载体，各种填料的主要优缺点简单介绍如下：
土壤。土壤是最早被利用作为除臭的填料之一，因为土壤具有较大的比表面积，可以容纳大量的微生物。但是其缺点是由于土壤的阻力较大，难以将填料堆做高，因此所需要的占地面积就较大。并且，对于含有硫系列的臭气的去除效果不是很好，且容易使填料层酸化板结。不过土壤法对于氨气（浓度不是很高）的去除往往较好，因为土壤上面生长的植物可以将氨根利用。土壤除臭还有一个缺点就是受季节的影响较大。
陶粒。烧制的陶粒具有较大的比表面积，也是被用作除臭工艺的微生物载体的选择之一，至今有一些工程也在使用。一般来说，陶粒表面具有较好的亲水性，如果烧制得当，本身惰性程度较高，在使用过程中可以维持相当的未定型。一般来说，采用陶粒（粒径5-15mm不等）作为生物除臭的生物载体，在市政污水处理厂的场合，停留时间应不小于30s。并且，如果陶化程度不够的话，会在使用过程中被酸性的环境所腐蚀，从而填料出现风化，强度下降粉碎等状况。因此，在后续的建设中已经很少被选用。
火山岩：火山岩生物滤料抗压强度高，比表面积大，空隙率发达，含有大量适合各类微生物生长繁殖的微量元素，表面粗糙多微孔，易挂膜，在其表面能快速形成稳定的，高活性的生物膜。对气流阻力小，不易堵塞。
2、火山岩生物滤料具有抗腐蚀，惰性，在环境中不参与生物膜的生物化学反应，长期浸泡不会向水体释放任何物质，无二次污染。。
3、 呼吸功能
火山岩的天然孔洞，使其具备独特的呼吸功能，在废气浓度不稳定时可以利用孔洞将恶臭气体吸足，再慢慢让生物菌种消化。
生物（植物）炭。植物炭采用多年生果木或者多年生毛竹在高温下烧制而成。烧制过程中通过对原材料的选择以及对烧制温度和时间的控制，严格控制产品的炭化比例，确保成品的比表面积。一般来说，产品的比表面积不小于260m2/g。通过不同粒径填料的比较试验而得：过小的粒径会增加整个填料层的阻力，但是对于除臭效果并没有更多的影响。过大的粒径一方面影响气液的接触效果而导致除臭效果会下降，另一方面也会降低产品的成品率。通过必选认为最合适的粒径范围是5-10mm，最大不超过20mm。
组合（混合）生物填料；混合生物填料是把耐腐蚀、表比面积大、多孔材料、生物膜易生易落、耐生物降解、保湿性能好、空隙率高、压损小的各种填料组合在一起装入球体，既可以吸附气体，又可以挂膜，而且空隙率高，通风效率高，且可以填料自己可提供营养源，保证今后微生物生长所需的养份，而且填料的使用寿命长。
