城市污水处理厂除臭技术

第7卷第8期2006年8月环境污染治理技术与设备

TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControl

Vol.7,No.8Aug.2006

城市污水处理厂除臭技术

尹　军

1,2

　王晓玲

1,2

　赵玉鑫　张立国　赵　可　刘志生

1111

(1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090;2.吉林建筑工程学院环境工程系,长春130021)

摘　要　介绍了城市污水处理厂臭气来源、成分及产量。针对目前国内外除臭技术的研究和发展情况,分析了污水处

理厂的各种物理、化学和生物除臭方法的技术原理、优缺点和应用现状。结合日本城市污水处理厂的运行实际,重点介绍了一种不产生臭气的新技术———腐殖活性污泥法的工艺流程、特点及其应用现状。

关键词　除臭　物理化学除臭法　生物除臭法　腐殖活性污泥法

中图分类号　X703.1　　文献标识码　A　　文章编号　100829241(2006)0820090205

Odorremovaltechnologyinmunicipalwastewater

treatmentplants

YinJun

1,2

　WangXiaoling　ZhaoYuxin　L　1,2111

(1.SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,I2.DepartmentofEnvironmentalEngineering,JilinAI130021)

Abstract　Thesources,andderivedfrommunicipalwastewatertreatmentplantswereintrcharacteristicsandapplicationstatusofvariousphysical,chemicalintroducedbasedontheresearchanddevelopmentsituationofodorreTheprocess,advantagesandapplicationstatusofhumicactivatedsludgeprocesswerealsopresentedaccordingtothepracticaloperationofmunicipalwastewatertreatmentplantsinJapan.

Keywords　odorremoval;physicalandchemicalodorremovalmethod;biologicalodorremovalmethod;humicactivatedsludgeprocess

　　随着城市建设的不断发展,城市规模不断扩大,合物,如氨、胺、酰胺以及吲哚等;第3类是烃类化合

烯烃、炔烃以及芳香烃等;第4类是含氧污水处理厂的位置越来越靠近居民生活区,污水处物,如烷烃、

醛、酮、酚以及有机酸等。理厂(尤其是小区生活污水处理站)在运行过程中有机物,如醇、散发的臭气,将严重影响周围居民的正常生活,由此

城市污水处理厂的除臭系统包括臭气收集和臭

引发的环境污染问题也越来越多。因此在建设污水气处理2部分。对于污水处理厂来说,臭气应密闭

集中处理,所有构筑物均应加盖。无需经常维处理厂的过程中,除了设置必要的污水、污泥处理与收集、处置系统外,还需针对污水处理厂臭气物质的成分护的构筑物采用轻质材料整体固定封闭;需要经常

和臭气的强度,选择合适的除臭技术,设置经济有效维护的构筑物宜采用局部活动式的封闭方式,并尽的除臭系统。

量缩小封闭空间。新建污水处理厂敞开构筑物加盖,设置吸风管,收集臭气。大空间辅以诱导风机,以确保收集效果。

污水处理厂各构筑物产生的臭气量,应根据各构筑物的特点,采用不同的方法计算,例如,根据水

1　城市污水处理厂臭气来源、成分及臭气量

城市污水处理厂的臭气主要来源于污水和污泥处理构筑物

[1]

,而且污水、污泥处理处置工艺不同,

产生的臭气成分和浓度也不同。长泥龄工艺(如氧的表面积确定臭气量;构筑物整体加盖时,可根据空化沟)臭气产量低于短泥龄工艺(如常规曝气工

[2]

艺),好氧工艺低于厌氧工艺。根据臭气物质的

资助项目:吉林省重大科技发展项目(2004040521)

收稿日期:2005-05-01;修订日期:2005-11-07

作者简介:尹军(1954～),男,教授,博士生导师,主要从事水污染控

制与污水资源化技术的研究。E2mail:[email protected]

化学组成,可将其分为4类:第1类是含硫化合物,如硫化氢、硫醇、硫醚以及噻吩等;第2类是含氮化

第8期尹　军等:城市污水处理厂除臭技术

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间容积确定臭气量;水池池面局部加盖时,可根据开

口面积和风速确定臭气量;根据设备台数确定臭气量。新建污水处理厂加盖构筑物臭气量大都以换气次数为依据计算。各构筑物臭气量的参考数据如下:(1)粗格栅及进水泵房、细格栅、沉砂池为臭气空间体积×(5～7)次/h;(2)初沉池、污泥料仓、污泥浓缩池、污泥脱水机房为臭气空间体积×(3～5)次/h;(3)生化反应池为曝气量×1.1+臭气空间体

较好,对氨等含氮化合物的去除效果稍差。

为了提高除臭效果,通常在吸附塔内填充各种不同性质的活性炭,分别吸附酸性、碱性以及中性臭气物质。臭气与各种活性炭依次接触后,排出吸附塔。

在活性炭吸附饱和前,其除臭率基本稳定,而且

受臭气负荷变化的冲击影响较小,因此活性炭吸附法适用范围较广。但活性炭作为吸附剂时,吸附容量是有限的,超过这一容量,就必须更换活性炭,所

积×(3～5)次/h。以该法常用于低浓度臭气物质的去除和臭气的后处

收集到的臭气的去除方法需根据污水处理系统理过程。的运行维护能力、处理对象、臭气量、臭气物质的性2.3　热力氧化法和催化氧化法质及强度等因素选择。如对于规模较大且臭气成分较稳定的污水处理厂,一般采用生物方法或化学方法;对于中小型或臭气成分差异较大的污水处理厂,可采用活性炭吸附法。有试验研究证明,向活性污泥反应池内投加粉末活性炭也可以降低臭气产量。20世纪80年代,污水处理技术———腐殖活性污泥法,,[3]

臭气。

[4]

一般情况下,污水处理厂产生的臭气中含有大

[5]

量的还原性物质,如有机硫和有机胺类等。因此,可采用氧化法来处理。,最终生成,例如,醇不完全燃。催化氧化法是将臭气与沼气的混合气体通过装有催化剂的燃烧床后再燃烧的方法。与热力氧化法相比,由于该法使用了催化剂,大

大降低了燃烧温度,缩短停留时间,所以设备的投资

2.1　水清洗法和运行费用均减少。通常,热力氧化所需温度在

污水处理厂产生的臭气物质如有机硫、有机胺、760℃以上,停留时间为0.3～0.5s左右,而催化氧

[5]

烯烃、硫化氢以及氨等,在水中均有一定的溶解化的温度仅为300～600℃,停留时间少于0.1s。度,可采用水清洗法来处理。但是由于这些物质在从理论上来说,催化氧化法优于热力氧化法,但它存水中的溶解度有限,不可能无限增加,一旦该物质在水中达到饱和,清洗效果将会急剧下降,甚至完全无作用,因此需经常更换清洗水,这将导致清洗产生的废液量很大,由于清洗废液必须经过处理之后才能排放,从而加重了污水处理系统的负担。此外,对于

在催化剂中毒、堵塞等问题,而热力焚烧可回收热量,基于以上原因,目前国内外应用较多的是热力氧化法。

这2种氧化方法的优点是净化效率高,除臭率可达99.5%(催化氧化法)或99.9%(热力氧化

一些高分子臭气物质来说,水清洗法的去除效果并法);缺点是投资和运行费用相对较高,若不回收热不好。量,则不经济。

水清洗法经济性好,投资和运行成本均较低,但2.4　臭氧氧化法

[6]

净化效果一般,平均净化率不超过85%。随着人们对臭氧性质认识的不断深入,臭氧在2.2　活性炭吸附法水处理领域的应用范围不断拓展。它不仅对饮用水活性炭吸附法主要是利用活性炭能吸附臭气物质这一原理而开发的。利用活性炭吸附塔可以去除多种臭气物质,如乙醛、吲哚等可通过物理吸附作用去除,而硫化氢和硫醇等可通过在活性炭表面进行的氧化还原反应等化学作用去除。

消毒、微污染水源水预氧化、高浓度有机废水处理以

[7]

及剩余污泥减量化等具有明显作用,而且可有效去除污水处理厂产生的臭气物质。臭氧投量取决于

-6

臭气物质的种类和浓度,一般为1×10～25×-6[7]

10(体积比)。但是,当臭气物质浓度很高时,

2　物理、活性炭吸附法的除臭效果与臭气物质的化学组臭氧的氧化作用则不完全。此外,臭氧氧化有气相成有关,该法对硫化氢等含硫化合物的去除效果比和液相之分,由于臭氧化学反应相对较慢,一般应先

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环境污染治理技术与设备第7卷

通过药液清洗法去除大部分的臭气物质后,再利用器中充分接触形成洗涤液,再将洗涤液送至反应器,臭氧氧化。通过悬浮生长的微生物的代谢活动来降解臭气物

质,这种方法称为洗涤式活性污泥法,其基本工艺流

3　生物除臭法

程见图2

。

生物除臭法是近年来新发展起来的除臭技术,它是利用微生物的代谢作用降解臭气物质,适合去除污水处理厂产生的臭气物质。目前,在污水处理厂中应用的生物除臭法主要有3种:生物滤池法、洗涤式活性污泥法以及曝气式活性污泥法。3.1　生物滤池法

生物滤池除臭法是目前研究最多、工艺最成熟、应用最广泛的生物除臭方法。该除臭法是在适宜条件下,利用附着大量微生物的固体载体(填料)吸附、处理收集到的臭气,使臭气物质最终分解为二氧化碳和水。固体载体上生长的微生物承担着物质转换的重要任务。微生物生长需要足够的有机养分,

2　.2　meofprocess

所以固体载体中应含有一定浓度的有机物质,应

时,为保持微生物的活性,,占地面积环境,例如适宜的湿度、小,压力损失少。但该方法设备费用较高,操作复杂养成分等而且需要投加营养物质,因而应用受到一定的限制。殖,,生物滤池有一洗涤式活性污泥法的除臭率与气液比、气液接段适应期。1

。触方式、臭气物质的溶解性及生物可降解性、污泥浓

度以及pH值等因素有关。目前,该方法的研究重点在于如何改善臭气物质的溶解性,提高反应器的

[9]

缓冲能力以及探讨除臭过程。据报道,向活性污泥悬浮液中投加颗粒活性炭和网状塑料微粒,可增

[10]

加设备的抗冲击负荷能力,提高除臭率。Angrick报道了向活性污泥中投加10%～30%的高沸点、难降解的溶解性臭气物质溶剂,可提高臭气物质的溶

[11][12]图1　生物滤池工艺流程图解度。Thomas、Ottengraff对该法的除臭过程

Fig.1　Schemeofbiofilterprocess

进行了一系列理论探讨,并建立了以实验数据为基

生物滤池法除臭技术具有运行费用低,处理效础的数学模型。

曝气式活性污泥法率高,没有二次污染,操作管理简便等优点,在污水3.3　

曝气式活性污泥法是将臭气以曝气的形式分散处理厂中的应用很广泛。广州某城市污水处理厂在

预处理区、二级处理区和污泥处理区分别设置了生到活性污泥混合液中,通过悬浮生长的微生物的代物滤池,以去除运行过程中产生的臭气物质。其预谢作用来降解臭气物质。与废水的活性污泥法极为

3

处理区总臭气量4500m/h,生物滤池处理风量≥相似,曝气式活性污泥法基本工艺流程见图3。

33

1974年,日本有研究者率先提出用臭气代替空4500m/h;二级处理区总臭气量17300m/h,生物

3

滤池处理风量≥17500m/h;污泥重力浓缩池臭气气通入曝气池,在曝气充氧的同时降解臭气物质的

[3]33

量16000m/h,污泥脱水机房臭气量4000m/h,生除臭技术。试验研究表明,经过几天的驯化,活

3[8]

性污泥微生物可降解臭气物质,其去除率与活性污物滤池处理风量≥20000m/h。

泥浓度、曝气强度、溶解氧和pH值等因素有关。该3.2　洗涤式活性污泥法

胺类化合物、低级醇、首先使臭气物质与含悬浮泥浆的混合液在吸收方法对多种臭气物质如H2S、

第8期尹　军等:城市污水处理厂除臭技术

[13]

93

低级醛、低级脂肪酸等的处理效果都很好。有报道原因可能与生长于腐殖土中的光合细菌有关。

指出,活性污泥经驯化后,对任何不超过极限负荷量日本20世纪90年代已经应用腐殖活性污泥法的臭气物质,其去除率均可达99.5%以上

。处理城市污水,如松本市岛内住宅小区污水处理

[13][13]站、山之内水质净化中心、鸟栖市饭田地区和

[13]

永吉地区农田排水处理站以及长崎市小江原污

水处理厂等。运行实践表明,腐殖活性污泥法在抑制臭气的产生方面具有显著效果。

松本市岛内住宅小区污水处理站处理的是住宅小区生活污水(不包括医院、诊所等排出的含有药品、药剂、放射线以及重金属等污染物的废水),设

3

计规模为100m/d。运行初期采用延时曝气活性

污泥法工艺系统,但由于从污水处理站中产生大量

图3　曝气式活性污泥法处理工艺的臭气,污染了大气环境,严重影响了周围居民的生Fig.3　Schemeofaerationactivatedsludgeprocess活,所以于1984,在原有

,不仅

对于污水处理厂来说,采用曝气式活性污泥法

,除臭系统,只需在原有污水处理设施基础上增设风

机和配管,将臭气引入曝气池内即可,,设

33简单,十分经济。6800m/d,最大日污水量为9200m/d。

:该净化中心于1988年开始运行,运行初期采用普通曝气池水深、酸碱度以及营养活性污泥法工艺系统,后来在原有工艺设施基础上物质的平衡等,可向活性污泥中增设了腐殖土反应器。改造后的水质净化中心不再添加粉末活性炭,以提高设备的抗冲击负荷能力,改散发臭气,剩余污泥也无臭气,而且可将剩余污泥与善发泡现象。畜牧废弃物混合、发酵后用作肥料,施用于农田。

鸟栖市饭田地区和永吉地区农田排水处理站以4　腐殖活性污泥法

处理饭田和永吉地区居民生活污水为主,设计规模

日本20世纪80年代开发了一种新型的污水处分别为149m3/d和257m3/d。这两个污水处理站理技术———腐殖活性污泥法。该技术是在传统的污采用的工艺基本上与日本农田排水处理设计指南中水生物处理系统中增设了腐殖土反应器(液体解臭规定的延时曝气活性污泥法相同,只是增设了腐殖器),基本工艺流程为:污水经过预处理后,进入生土反应器。农田排水处理站曝气池分为2格,均采物反应池与经腐殖土反应器处理的浓缩污泥、二沉用装有散气涡轮的搅拌器进行曝气和搅拌。污水厂池回流污泥充分混合,其中的有机污染物被降解;反运行初期,2格均以24h连续曝气的方式运行。其应池出水流入二沉池固液分离,上清液排放,沉淀浓后,为了节省电费、提高脱氮率,改变了运行方式。缩的污泥一部分回流,一部分进入浓缩池;浓缩池排第1格反应池,回流污泥与污水进行充分混合,以保出的污泥一部分经后续的污泥处理工艺处理后外运证缺氧环境,促进反硝化过程的进行;第2格反应池或用作肥料,一部分进入腐殖土反应器与腐殖土填采用连续搅拌、间歇曝气的运行方式(缺氧、好氧状料充分接触、反应后,同二沉池污泥一起回流至生物态),停曝时间与曝气时间均为60min。采用这种反应池。运行方式后,第1格反应池的溶解氧为零;第2格反试验研究表明,增设腐殖土反应器后,曝气池活应池曝气时溶解氧浓度为0～1mg/L、ORP为+100性污泥的生物相发生了明显变化,不但污水处理效mV,搅拌时ORP为-100mV左右。反应池内果提高(尤其是氮磷的去除效果显著改善),污泥产MLSS维持在5000～6000mg/L范围内。由于采用率降低,污泥脱水性好,而且整个污水处理系统几乎了缺氧2好氧的运行方式以及设置了腐殖土反应器,不产生臭气。据推测,腐殖活性污泥法不产臭气的所以不仅BOD、氮、磷等去除率提高,而且不产生

[13]

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环境污染治理技术与设备

2001,35(3):579～597

第7卷

臭气。

长崎市小江原污水处理厂于1976年4月投入

3

运行,设计规模为1800m/d。运行初期采用2套接触氧化工艺系统,运行一段时间后,由于设施老化,处理效果下降,出水水质变差,所以对该污水厂进行

[2]郭静,梁娟.污水处理厂恶臭污染状况分析与评价.中国

给水排水,2002,18(2):41～42

[3]金成英夫.臭　の発生しない下水処理法.腐植活性　

泥文献集,2000.272～276

[4]申秀英,许晓路.投加粉末活性炭的活性污泥法研究进

了改造。1997年4月改造后的污水厂投产运行,其

展.环境科学进展,1994,2(4):23～28

运行方式为:一套系统仍然采用接触氧化法,另一套[5]刘锴,何群彪,屈计宁.城市污水处理厂臭气问题分析与则采用腐殖活性污泥法。污水在配水池内分流进入控制.上海环境科学,2003,(增刊):4～7

接触氧化池和腐殖活性污泥反应池,出水则经排水[6]吴忠标,金一中.大气污染控制工程.北京:科学出版社,

2002管道排入大海。改造的污水厂不再散发臭气,不但

污水处理效果提高,而且剩余污泥产量也得到降低。[7]尹军,谭学军.污水污泥处理处置与资源化利用.北京:

化学工业出版社,2005

5　结　语

目前,我国城市污水处理厂一般都未设置除臭系统,除臭技术的应用还较少。但随着人们环保意识的增强,对环境质量的要求不断提高,为了保证污水处理厂厂区周围的空气质量,今后新建、改建、扩,适的除臭设施,,和谐。　　

参考文献

[1]GostelowP.,ParsonsS.A.,SruetzR.M.Odourmeas2

surementsforsewagetreatmentworks.WaterResearch,

[8]倪丹,陈虹.污水处理厂脱臭系统设计.中国市政工程,

2004,(2):37～39

[9]Dipl.2Ing.,LotharGrünfeld.iablufrcini2

.,[]DM..entwinbereichdorabgasr2

.1993,(3):42～46

11]O.Anintegratedtheoryforsuspendgrowthbio2

scrubbers.Air&Waste,1993,43(5):753～758[12]OttengrafS.P.P.Exhaustgaspurification.In:H.J.Rchm,

G.Reed,Eds.Biotechnology,Vol.8,Chapter12.VCHVcrlagsgessellschaft,Weinheim,Germany,1986.126～452[13]金成英夫.腐植活性　泥の処理特性.腐植活性　泥

文献集,2000

第7卷第8期2006年8月环境污染治理技术与设备

TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControl

Vol.7,No.8Aug.2006

城市污水处理厂除臭技术

尹　军

1,2

　王晓玲

1,2

　赵玉鑫　张立国　赵　可　刘志生

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(1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090;2.吉林建筑工程学院环境工程系,长春130021)

摘　要　介绍了城市污水处理厂臭气来源、成分及产量。针对目前国内外除臭技术的研究和发展情况,分析了污水处

理厂的各种物理、化学和生物除臭方法的技术原理、优缺点和应用现状。结合日本城市污水处理厂的运行实际,重点介绍了一种不产生臭气的新技术———腐殖活性污泥法的工艺流程、特点及其应用现状。

关键词　除臭　物理化学除臭法　生物除臭法　腐殖活性污泥法

中图分类号　X703.1　　文献标识码　A　　文章编号　100829241(2006)0820090205

Odorremovaltechnologyinmunicipalwastewater

treatmentplants

YinJun

1,2

　WangXiaoling　ZhaoYuxin　L　1,2111

(1.SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,I2.DepartmentofEnvironmentalEngineering,JilinAI130021)

Abstract　Thesources,andderivedfrommunicipalwastewatertreatmentplantswereintrcharacteristicsandapplicationstatusofvariousphysical,chemicalintroducedbasedontheresearchanddevelopmentsituationofodorreTheprocess,advantagesandapplicationstatusofhumicactivatedsludgeprocesswerealsopresentedaccordingtothepracticaloperationofmunicipalwastewatertreatmentplantsinJapan.

Keywords　odorremoval;physicalandchemicalodorremovalmethod;biologicalodorremovalmethod;humicactivatedsludgeprocess

　　随着城市建设的不断发展,城市规模不断扩大,合物,如氨、胺、酰胺以及吲哚等;第3类是烃类化合

烯烃、炔烃以及芳香烃等;第4类是含氧污水处理厂的位置越来越靠近居民生活区,污水处物,如烷烃、

醛、酮、酚以及有机酸等。理厂(尤其是小区生活污水处理站)在运行过程中有机物,如醇、散发的臭气,将严重影响周围居民的正常生活,由此

城市污水处理厂的除臭系统包括臭气收集和臭

引发的环境污染问题也越来越多。因此在建设污水气处理2部分。对于污水处理厂来说,臭气应密闭

集中处理,所有构筑物均应加盖。无需经常维处理厂的过程中,除了设置必要的污水、污泥处理与收集、处置系统外,还需针对污水处理厂臭气物质的成分护的构筑物采用轻质材料整体固定封闭;需要经常

和臭气的强度,选择合适的除臭技术,设置经济有效维护的构筑物宜采用局部活动式的封闭方式,并尽的除臭系统。

量缩小封闭空间。新建污水处理厂敞开构筑物加盖,设置吸风管,收集臭气。大空间辅以诱导风机,以确保收集效果。

污水处理厂各构筑物产生的臭气量,应根据各构筑物的特点,采用不同的方法计算,例如,根据水

1　城市污水处理厂臭气来源、成分及臭气量

城市污水处理厂的臭气主要来源于污水和污泥处理构筑物

[1]

,而且污水、污泥处理处置工艺不同,

产生的臭气成分和浓度也不同。长泥龄工艺(如氧的表面积确定臭气量;构筑物整体加盖时,可根据空化沟)臭气产量低于短泥龄工艺(如常规曝气工

[2]

艺),好氧工艺低于厌氧工艺。根据臭气物质的

资助项目:吉林省重大科技发展项目(2004040521)

收稿日期:2005-05-01;修订日期:2005-11-07

作者简介:尹军(1954～),男,教授,博士生导师,主要从事水污染控

制与污水资源化技术的研究。E2mail:[email protected]

化学组成,可将其分为4类:第1类是含硫化合物,如硫化氢、硫醇、硫醚以及噻吩等;第2类是含氮化

第8期尹　军等:城市污水处理厂除臭技术

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间容积确定臭气量;水池池面局部加盖时,可根据开

口面积和风速确定臭气量;根据设备台数确定臭气量。新建污水处理厂加盖构筑物臭气量大都以换气次数为依据计算。各构筑物臭气量的参考数据如下:(1)粗格栅及进水泵房、细格栅、沉砂池为臭气空间体积×(5～7)次/h;(2)初沉池、污泥料仓、污泥浓缩池、污泥脱水机房为臭气空间体积×(3～5)次/h;(3)生化反应池为曝气量×1.1+臭气空间体

较好,对氨等含氮化合物的去除效果稍差。

为了提高除臭效果,通常在吸附塔内填充各种不同性质的活性炭,分别吸附酸性、碱性以及中性臭气物质。臭气与各种活性炭依次接触后,排出吸附塔。

在活性炭吸附饱和前,其除臭率基本稳定,而且

受臭气负荷变化的冲击影响较小,因此活性炭吸附法适用范围较广。但活性炭作为吸附剂时,吸附容量是有限的,超过这一容量,就必须更换活性炭,所

积×(3～5)次/h。以该法常用于低浓度臭气物质的去除和臭气的后处

收集到的臭气的去除方法需根据污水处理系统理过程。的运行维护能力、处理对象、臭气量、臭气物质的性2.3　热力氧化法和催化氧化法质及强度等因素选择。如对于规模较大且臭气成分较稳定的污水处理厂,一般采用生物方法或化学方法;对于中小型或臭气成分差异较大的污水处理厂,可采用活性炭吸附法。有试验研究证明,向活性污泥反应池内投加粉末活性炭也可以降低臭气产量。20世纪80年代,污水处理技术———腐殖活性污泥法,,[3]

臭气。

[4]

一般情况下,污水处理厂产生的臭气中含有大

[5]

量的还原性物质,如有机硫和有机胺类等。因此,可采用氧化法来处理。,最终生成,例如,醇不完全燃。催化氧化法是将臭气与沼气的混合气体通过装有催化剂的燃烧床后再燃烧的方法。与热力氧化法相比,由于该法使用了催化剂,大

大降低了燃烧温度,缩短停留时间,所以设备的投资

2.1　水清洗法和运行费用均减少。通常,热力氧化所需温度在

污水处理厂产生的臭气物质如有机硫、有机胺、760℃以上,停留时间为0.3～0.5s左右,而催化氧

[5]

烯烃、硫化氢以及氨等,在水中均有一定的溶解化的温度仅为300～600℃,停留时间少于0.1s。度,可采用水清洗法来处理。但是由于这些物质在从理论上来说,催化氧化法优于热力氧化法,但它存水中的溶解度有限,不可能无限增加,一旦该物质在水中达到饱和,清洗效果将会急剧下降,甚至完全无作用,因此需经常更换清洗水,这将导致清洗产生的废液量很大,由于清洗废液必须经过处理之后才能排放,从而加重了污水处理系统的负担。此外,对于

在催化剂中毒、堵塞等问题,而热力焚烧可回收热量,基于以上原因,目前国内外应用较多的是热力氧化法。

这2种氧化方法的优点是净化效率高,除臭率可达99.5%(催化氧化法)或99.9%(热力氧化

一些高分子臭气物质来说,水清洗法的去除效果并法);缺点是投资和运行费用相对较高,若不回收热不好。量,则不经济。

水清洗法经济性好,投资和运行成本均较低,但2.4　臭氧氧化法

[6]

净化效果一般,平均净化率不超过85%。随着人们对臭氧性质认识的不断深入,臭氧在2.2　活性炭吸附法水处理领域的应用范围不断拓展。它不仅对饮用水活性炭吸附法主要是利用活性炭能吸附臭气物质这一原理而开发的。利用活性炭吸附塔可以去除多种臭气物质,如乙醛、吲哚等可通过物理吸附作用去除,而硫化氢和硫醇等可通过在活性炭表面进行的氧化还原反应等化学作用去除。

消毒、微污染水源水预氧化、高浓度有机废水处理以

[7]

及剩余污泥减量化等具有明显作用,而且可有效去除污水处理厂产生的臭气物质。臭氧投量取决于

-6

臭气物质的种类和浓度,一般为1×10～25×-6[7]

10(体积比)。但是,当臭气物质浓度很高时,

2　物理、活性炭吸附法的除臭效果与臭气物质的化学组臭氧的氧化作用则不完全。此外,臭氧氧化有气相成有关,该法对硫化氢等含硫化合物的去除效果比和液相之分,由于臭氧化学反应相对较慢,一般应先

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环境污染治理技术与设备第7卷

通过药液清洗法去除大部分的臭气物质后,再利用器中充分接触形成洗涤液,再将洗涤液送至反应器,臭氧氧化。通过悬浮生长的微生物的代谢活动来降解臭气物

质,这种方法称为洗涤式活性污泥法,其基本工艺流

3　生物除臭法

程见图2

。

生物除臭法是近年来新发展起来的除臭技术,它是利用微生物的代谢作用降解臭气物质,适合去除污水处理厂产生的臭气物质。目前,在污水处理厂中应用的生物除臭法主要有3种:生物滤池法、洗涤式活性污泥法以及曝气式活性污泥法。3.1　生物滤池法

生物滤池除臭法是目前研究最多、工艺最成熟、应用最广泛的生物除臭方法。该除臭法是在适宜条件下,利用附着大量微生物的固体载体(填料)吸附、处理收集到的臭气,使臭气物质最终分解为二氧化碳和水。固体载体上生长的微生物承担着物质转换的重要任务。微生物生长需要足够的有机养分,

2　.2　meofprocess

所以固体载体中应含有一定浓度的有机物质,应

时,为保持微生物的活性,,占地面积环境,例如适宜的湿度、小,压力损失少。但该方法设备费用较高,操作复杂养成分等而且需要投加营养物质,因而应用受到一定的限制。殖,,生物滤池有一洗涤式活性污泥法的除臭率与气液比、气液接段适应期。1

。触方式、臭气物质的溶解性及生物可降解性、污泥浓

度以及pH值等因素有关。目前,该方法的研究重点在于如何改善臭气物质的溶解性,提高反应器的

[9]

缓冲能力以及探讨除臭过程。据报道,向活性污泥悬浮液中投加颗粒活性炭和网状塑料微粒,可增

[10]

加设备的抗冲击负荷能力,提高除臭率。Angrick报道了向活性污泥中投加10%～30%的高沸点、难降解的溶解性臭气物质溶剂,可提高臭气物质的溶

[11][12]图1　生物滤池工艺流程图解度。Thomas、Ottengraff对该法的除臭过程

Fig.1　Schemeofbiofilterprocess

进行了一系列理论探讨,并建立了以实验数据为基

生物滤池法除臭技术具有运行费用低,处理效础的数学模型。

曝气式活性污泥法率高,没有二次污染,操作管理简便等优点,在污水3.3　

曝气式活性污泥法是将臭气以曝气的形式分散处理厂中的应用很广泛。广州某城市污水处理厂在

预处理区、二级处理区和污泥处理区分别设置了生到活性污泥混合液中,通过悬浮生长的微生物的代物滤池,以去除运行过程中产生的臭气物质。其预谢作用来降解臭气物质。与废水的活性污泥法极为

3

处理区总臭气量4500m/h,生物滤池处理风量≥相似,曝气式活性污泥法基本工艺流程见图3。

33

1974年,日本有研究者率先提出用臭气代替空4500m/h;二级处理区总臭气量17300m/h,生物

3

滤池处理风量≥17500m/h;污泥重力浓缩池臭气气通入曝气池,在曝气充氧的同时降解臭气物质的

[3]33

量16000m/h,污泥脱水机房臭气量4000m/h,生除臭技术。试验研究表明,经过几天的驯化,活

3[8]

性污泥微生物可降解臭气物质,其去除率与活性污物滤池处理风量≥20000m/h。

泥浓度、曝气强度、溶解氧和pH值等因素有关。该3.2　洗涤式活性污泥法

胺类化合物、低级醇、首先使臭气物质与含悬浮泥浆的混合液在吸收方法对多种臭气物质如H2S、

第8期尹　军等:城市污水处理厂除臭技术

[13]

93

低级醛、低级脂肪酸等的处理效果都很好。有报道原因可能与生长于腐殖土中的光合细菌有关。

指出,活性污泥经驯化后,对任何不超过极限负荷量日本20世纪90年代已经应用腐殖活性污泥法的臭气物质,其去除率均可达99.5%以上

。处理城市污水,如松本市岛内住宅小区污水处理

[13][13]站、山之内水质净化中心、鸟栖市饭田地区和

[13]

永吉地区农田排水处理站以及长崎市小江原污

水处理厂等。运行实践表明,腐殖活性污泥法在抑制臭气的产生方面具有显著效果。

松本市岛内住宅小区污水处理站处理的是住宅小区生活污水(不包括医院、诊所等排出的含有药品、药剂、放射线以及重金属等污染物的废水),设

3

计规模为100m/d。运行初期采用延时曝气活性

污泥法工艺系统,但由于从污水处理站中产生大量

图3　曝气式活性污泥法处理工艺的臭气,污染了大气环境,严重影响了周围居民的生Fig.3　Schemeofaerationactivatedsludgeprocess活,所以于1984,在原有

,不仅

对于污水处理厂来说,采用曝气式活性污泥法

,除臭系统,只需在原有污水处理设施基础上增设风

机和配管,将臭气引入曝气池内即可,,设

33简单,十分经济。6800m/d,最大日污水量为9200m/d。

:该净化中心于1988年开始运行,运行初期采用普通曝气池水深、酸碱度以及营养活性污泥法工艺系统,后来在原有工艺设施基础上物质的平衡等,可向活性污泥中增设了腐殖土反应器。改造后的水质净化中心不再添加粉末活性炭,以提高设备的抗冲击负荷能力,改散发臭气,剩余污泥也无臭气,而且可将剩余污泥与善发泡现象。畜牧废弃物混合、发酵后用作肥料,施用于农田。

鸟栖市饭田地区和永吉地区农田排水处理站以4　腐殖活性污泥法

处理饭田和永吉地区居民生活污水为主,设计规模

日本20世纪80年代开发了一种新型的污水处分别为149m3/d和257m3/d。这两个污水处理站理技术———腐殖活性污泥法。该技术是在传统的污采用的工艺基本上与日本农田排水处理设计指南中水生物处理系统中增设了腐殖土反应器(液体解臭规定的延时曝气活性污泥法相同,只是增设了腐殖器),基本工艺流程为:污水经过预处理后,进入生土反应器。农田排水处理站曝气池分为2格,均采物反应池与经腐殖土反应器处理的浓缩污泥、二沉用装有散气涡轮的搅拌器进行曝气和搅拌。污水厂池回流污泥充分混合,其中的有机污染物被降解;反运行初期,2格均以24h连续曝气的方式运行。其应池出水流入二沉池固液分离,上清液排放,沉淀浓后,为了节省电费、提高脱氮率,改变了运行方式。缩的污泥一部分回流,一部分进入浓缩池;浓缩池排第1格反应池,回流污泥与污水进行充分混合,以保出的污泥一部分经后续的污泥处理工艺处理后外运证缺氧环境,促进反硝化过程的进行;第2格反应池或用作肥料,一部分进入腐殖土反应器与腐殖土填采用连续搅拌、间歇曝气的运行方式(缺氧、好氧状料充分接触、反应后,同二沉池污泥一起回流至生物态),停曝时间与曝气时间均为60min。采用这种反应池。运行方式后,第1格反应池的溶解氧为零;第2格反试验研究表明,增设腐殖土反应器后,曝气池活应池曝气时溶解氧浓度为0～1mg/L、ORP为+100性污泥的生物相发生了明显变化,不但污水处理效mV,搅拌时ORP为-100mV左右。反应池内果提高(尤其是氮磷的去除效果显著改善),污泥产MLSS维持在5000～6000mg/L范围内。由于采用率降低,污泥脱水性好,而且整个污水处理系统几乎了缺氧2好氧的运行方式以及设置了腐殖土反应器,不产生臭气。据推测,腐殖活性污泥法不产臭气的所以不仅BOD、氮、磷等去除率提高,而且不产生

[13]

94

环境污染治理技术与设备

2001,35(3):579～597

第7卷

臭气。

长崎市小江原污水处理厂于1976年4月投入

3

运行,设计规模为1800m/d。运行初期采用2套接触氧化工艺系统,运行一段时间后,由于设施老化,处理效果下降,出水水质变差,所以对该污水厂进行

[2]郭静,梁娟.污水处理厂恶臭污染状况分析与评价.中国

给水排水,2002,18(2):41～42

[3]金成英夫.臭　の発生しない下水処理法.腐植活性　

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[4]申秀英,许晓路.投加粉末活性炭的活性污泥法研究进

了改造。1997年4月改造后的污水厂投产运行,其

展.环境科学进展,1994,2(4):23～28

运行方式为:一套系统仍然采用接触氧化法,另一套[5]刘锴,何群彪,屈计宁.城市污水处理厂臭气问题分析与则采用腐殖活性污泥法。污水在配水池内分流进入控制.上海环境科学,2003,(增刊):4～7

接触氧化池和腐殖活性污泥反应池,出水则经排水[6]吴忠标,金一中.大气污染控制工程.北京:科学出版社,

2002管道排入大海。改造的污水厂不再散发臭气,不但

污水处理效果提高,而且剩余污泥产量也得到降低。[7]尹军,谭学军.污水污泥处理处置与资源化利用.北京:

化学工业出版社,2005

5　结　语

目前,我国城市污水处理厂一般都未设置除臭系统,除臭技术的应用还较少。但随着人们环保意识的增强,对环境质量的要求不断提高,为了保证污水处理厂厂区周围的空气质量,今后新建、改建、扩,适的除臭设施,,和谐。　　

参考文献

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