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恶臭处理技术简介

2016-11-28

    石油化学工业和有机合成工业迅速发展的同时,也向大气中排放了大量有机、无机废气,对环境造成严重影响,其中以带有恶臭气味的气体影响zui为突出。发达国家从20 世纪50年代开始重视对恶臭气体污染的研究,并制定了恶臭气体的测定、评价、控制等一系列法规。我国1993年颁布了GB14554---93(恶臭污染物排放标准》,制定了氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯等恶臭污染物的排放浓度限值。

    恶臭气体不仅对生态环境造成严重影响,而且对人体健康具有极大的危害,会使中枢神经产生障碍、病变,引起慢性病、急性病和死亡。恶臭物质是通过发臭基团,如硫基、羧基等刺激嗅觉细胞,使人感到厌恶和不愉快。恶臭气体的污染源多,污染面广,涉及行业多,浓度一般较低,成分复杂,监测难度大。治理困难。

    恶臭气体的浓度较低,处理后要求的恶臭气体浓度更低,这使得恶臭气体污染的治理有别于一般空气污染的治理。国外早在20世纪50年代末便开始了恶臭气体污染治理的研究,并积累了丰富的理论知识和实践经验。我国20世纪80年代才开展恶臭气体污染的调查、测试和标准方面的研究,而对脱臭技术的研究则是从20世纪90年代才开始进行。

    各种恶臭气体处理方法的目的在于经过物理、化学、生物的作用,使恶臭气体的物质结构发生改变,消除恶臭。恶臭气体常见处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等,其定义、适用范围和特点见表1。

表1 常见恶臭气体处理方法比较

处理方法

定义

适用范围

特点

燃烧法

通过强氧化反应降解可燃性恶臭物质的方法

适用于高浓度、小气量的可燃性恶臭物质的处理

分解效率高,但设备易腐蚀,消耗燃料,成本高,处理中可能生成二次污染物

氧化法

利用氧化剂氧化恶臭物质的方法

适用于中、低浓度恶臭气体的处理

处理效率高,但需要氧化剂,处理费用高

吸收法

用溶剂吸收臭气中的恶臭物质而使气体脱臭的方法

适用于高、中浓度的恶臭气体

处理流量大,工艺成熟,但处理效率不高,消耗吸收剂,污染物仅由气相转移到液相

吸附法

利用吸附剂吸附去除恶臭气体中恶臭物质的方法

适用于低浓度的、高净化要求的恶臭气体

可处理多组分的恶臭气体,处理效率

中和法

使用中和脱臭剂减弱恶臭感观强度的方法

适用于需立即、暂时地消除低浓度恶臭气体影响的场合

可快速消除恶臭的影响,灵活性大,但恶臭气体物质并没有被去除,且需投加中和剂

生物法

利用微生物降解恶臭物质而使气体脱臭的方法

适用于可生物降解的水溶性恶臭物质的去除

去除效率高,处理装置简单,处理成本低廉,运行维护容易,可避免二次污染

    上表列出的恶臭气体处理方法各有优缺点,究竟选择哪一种处理方法更为合适,则要根据恶臭物质的性质、浓度、处理量、当地的卫生要求和经济情况等具体因素而定,在实践中也常将几种方法结合使用。20世纪50年代发展起来的生物法,因具有显著优点而得到很快发展,其中尤以日本、德国、荷兰等国取得的成效zui显著。我国在20世纪80年代末才开始这方面的研究。近些年来对恶臭气体的处理越来越受到人们的重视,研究的重点已转向生物法的研究。

    恶臭气体生物脱臭原理:在水、微生物和氧存在的条件下,利用微生物的代谢作用氧化分解发臭物质,以达到净化气体的目的。生物处理大致可以分为3个过程:发臭物质被载体(固定有微生物)吸附;发臭物质向微生物表面扩散、被微生物吸附;微生物将发臭物质氧化分解。不含氮的恶臭物质被分解成CO和H2O,含硫恶臭物质被分解成S,SO32-,SO42-,含氮恶臭物质则被分解成NH4+,NO2-,NO3-。

    生物法处理恶臭气体主要有生物滤池、生物滴滤塔和生物洗涤器3种形式,目前应用zui广泛的是生物滤池和生物滴滤塔。三种主要生物处理方法比较见表2。

 

表2 三种主要生物处理方法比较

处理方法

特点

优点

缺点

适用范围

生物滤池

单一反应器,微生物和液相固定

气/液表面积比值高,设备简单,运行费用低

反应条件不易控制,进气浓度发生变化适应慢,占地面积大

适用于处理化肥厂、污水处理厂及恶臭物质量浓度介于0.5~1.0g/m3的工农业废气

生物洗涤器

两个反应器,微生物悬浮于液体中,液相流动

设备紧凑,低压力损失,反应条件容易控制

传质表面积小,需大量供氧才能维持高降解效率,需处理剩余污泥,投资和运行费用高

适用于处理工业产生的恶臭物质质量浓度介于1~5g/m3的废气

生物滴滤池

单一反应器,微生物固定,液相流动

与生物洗涤塔相比设备简单

传质表面积小,需处理剩余污泥,运行费用高

适用于处理化肥厂、污水处理厂及农业产生的污染物质量浓度低于0.5g/m3的恶臭气体

    恶臭气体的生物处理技术具有其它传统方法不可比拟的优越性,如处理效率高、无二次污染、所需的设备简单、易操作、费用低廉、管理维护方便等,已经得到了各国越来越多的重视,并且在欧美得到了广泛的应用。我国近年来也有许多科研工作者进行了生物法处理恶臭气体的研究,并取得了一些研究成果。

    但是由于生物反应器涉及气、液、固三相传质及生化降解过程,影响因素多而复杂,所以在理论研究方面和实际应用方面还有许多亟待解决的问题。今后的研究主要应集中在:(1) 对于低浓度的、复杂的混合型恶臭气体的生物处理还有待研究;(2)适合于特定有机物降解的细菌种类和接种方法的研究与开发;(3)废气生物处理的动力学及生物学原理的研究;(4)与其它恶臭气体处理方法结合应用研究,以提高恶臭物质的去除效果;(5)新型、生物处理设备的研制。

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