恶臭气体处理技术应用综述

杨志宏，吴 博

(山西正阳污水净化有限公司，山西 晋中 030600)

恶臭气体主要产生在污水处理过程中的预处理、生化池和污泥处置区的设施等处。不同的处理设施及过程会产生各种不同的恶臭气体。污水处理厂产生的主要臭气为硫化氢和污水原水中的挥发性胺类有机物及其它含还原硫化物(二甲基硫醚、二甲基二硫醚、硫醇)。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[C8H5NHCH3〗以及某些生产废水的特殊臭味。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会造成不同程度的毒害[1-5]。随着国家加大环境保护的力度，近年来各种除臭技术得以迅速发展，如化学酸碱处理吸收、生物除臭技术、离子除臭技术及全催化降解技术等。

本文对国内几种主要恶臭气体处理技术工艺进行综述，通过对不同技术的优缺点和运行经济性等进行比较。

1 化学除臭技术

化学吸收法主要是利用化学试剂如酸，碱以及其他复配试剂如硫酸氢盐等将恶臭气体中的硫化氢，NH3等吸收，从而达到对恶臭气体的清洁化处理。常规化学吸收除臭工艺包含多套喷淋塔，大风量引风机等设备，有组织收集的恶臭气通过引风机增压后进入喷淋塔，通过气体与化学试剂对流达到气液交换，从而将恶臭气体中的组分转移到化学试剂液相内，实现对恶臭气体的清洁化处理。化学试剂法吸收对恶臭气体的处理效果与恶臭气体的种类和组分复杂度关联性较大，实际运行中需要根据恶臭气体的组分类别匹配多种化学吸收试剂，因此增加了安装和运行费用，且化学吸收液需要定期更换产生大量污水造成二次污染。

活性炭吸附也属于化学法除臭范围内，即将恶臭气体中的发臭组分利用活性炭吸收从而达到除臭的目的。由于活性炭具有较大的比表面积，通常在700～1800m2/g，因此其具有极强的吸附性。鉴于国内的活性炭属于光谱型，对恶臭气体中的发臭组分均有吸附效果，但是去除率低。活性炭吸附除臭可以同时处理多种组分复杂气体，具有一定的除臭效率，但是吸附饱和后活性炭无法继续使用，产生大量活性炭固废，造成二次污染[6]。

化学试剂吸收法以及活性炭吸附法工艺图1，图2如下所示：

图1 化学试剂吸收恶臭气体工艺流程图

图2 活性炭吸附恶臭气体工艺流程图

2 离子除臭技术

高能离子除臭法对不同种类恶臭气体均有降解作用，恶臭气体去除效果较佳，设备紧凑简单，占地面积小，运行方便。该技术在实际运行过程中出现了以下问题：一是高能离子发生器与恶臭气体处理量不能完全匹配，由于污水厂恶臭气体波动幅度较大，导致恶臭气体与高能离子发生器接触时间过短，无法有效降解恶臭组分，且高能离子设备能耗极大运行不够经济；二是高能离子发生器使用寿命较短，导致设备运行维护费用成倍增加；三是高能离子极强的氧化性能对设备材料性能提出较高的要求，市场上高能离子除臭设备质量参差不齐，常出现设备异常损坏停机的现象，且高能离子对人体健康存在一定的威胁，这种除臭技术将逐渐被停止使用[10]。

3 生物除臭技术

生物除臭技术是Pomeroy于1957年提出，最早的生物除臭技术是一种土壤床工艺，这种技术主要应用于美国California的Long Beach污水泵恶臭气体的去除[7]。80年代起，德国和荷兰广泛的将生物滤池技术应用于工业污水治理过程中产生的恶臭气体中。从1984年起，日本开始开展生物滤池脱除VOCs的研究，并在城市污水厂中获得了极大的应用[8]。

生物除臭技术是利用微生物代谢活动降解恶臭气体中的发臭组分，从而使其转变为无味产物达到净化恶臭气体的目的。生物除臭技术属于环境友好型净化技术，运行能耗低，维护费用少，很少出现产生二次污染物的问题。生物除臭技术的原理是基于恶臭气体在生物滤池上的吸附，这种吸附机理符合双膜理论，即滤床中气相部分的传质速率高于液相部分，认为恶臭气体在生物滤床上的吸附不存在阻力。生物除臭技术有两个限制条件：一是微生物对恶臭气体中污染组分的消化速率，二是恶臭气体在微生物滤床上的扩散速度[11-13]。

生物除臭工艺设计需要考虑的参数有：滤池填料性能，恶臭气体进入流速，循环液性质以及生物除臭反应器参数等。实际应用中生物除臭系统具有较多难以界定的复杂性，即生物除臭系统很大程度上受制于当地环境，使用方需要尽可能创造适宜于微生物生长的环境来保证除臭效率。鉴于以上情况，生物除臭技术虽然有着除臭效率高，无二次污染物等特点，但是该技术受制于环境条件却限制其大规模应用的可能性。常见生物除臭工艺图如图3所示：

图3 生物法处理恶臭气体工艺流程图

4 全催化除臭技术

全催化除臭技术是指利用催化剂降解分解恶臭气体中发臭组分即有机硫组分，无机硫组分，游离氨组分和有机胺组分。整个处理过程全部使用催化剂催化降解无需使用其他辅助手段，从而达到对恶臭气体的绿色化，高效化和经济化降解。

全催化除臭技术匹配不同类型的催化剂组分，催化剂种类包含无机硫分解催化剂，有机硫降解催化剂，游离氨和有机胺吸附降解催化剂等，其中无机硫分解催化剂采用特殊载体负载Fe，Zn基催化剂，有机硫分解催化剂选用高比表碳基载体负载Co，Mo活性组分。全催化除臭技术设计需要考虑的参数有：降解反应器尺寸设计，管道直径匹配，恶臭分量与催化剂体积匹配，反应器后端引风机选型匹配等。

全催化除臭技术的主要特点有：运行能耗低，整个运行过程能耗是离子高能除臭的60%～80%之间；无二次污染物生成，催化除臭主要利用催化剂对恶臭组分进行降解，因此不像化学试剂吸收等工艺产生二次污染物；除臭效果好,鉴于催化除臭使用催化剂与恶臭组分发生化学降解反应，整个过程无其他恶臭组分生成，且反应进行彻底，因此该技术对恶臭净化效率较高。全催化除臭技术的常规工艺流程如图4所示。

图4 全催化处理恶臭气体工艺流程图

5 不同除臭工艺经济性比较

鉴于以上除臭工艺的实际情况，本文从除臭设备投资以及运行经济性两方面综合比对了化学吸收除臭，高能离子除臭，生物法除臭以及全催化除臭四种工艺的经济性，具体数据见表1所示。为不同企业综合选择除臭工艺提供参考。

表1 不同处理工艺经济性比较

6 结语

本文对当前成熟的四种除臭技术进行综述，分别描述了不同除臭工艺的技术特点，除臭技术原理，工艺设计参数以及投资运行经济性等。针对一般小型污水厂可以选择投资额较小的化学吸收处理法以及全催化除臭工艺；针对大型污水处理厂且恶臭气体种类复杂排放量大的企业可以采用高能离子除臭，生物除臭以及全催化除臭技术，然对于年平均环境温度较低的地区企业需要选择高能离子除臭以及全催化除臭技术；考虑设备投资经济性以及运行稳定性等因素可以考虑选择全催化除臭技术。