异味治理改造工艺选择及中试研究

　　第 3 章 异味治理改造工艺选择及中试研究

　　3.1 异味治理改造工艺选择。

　　3.1.1 异味治理改造工艺的比选分析。

　　从目前各工艺运行情况来看，改造可采取两种工艺：一是将好氧池的低浓度异味气体单独收集，利用"生物过滤"技术进行处理。二是将好氧化池以外其他单元产生的高浓度异味气体在现有处理设施的基础上增加一级氧化吸收，即采用"碱吸收+氧化"的技术进行处理，升级和提高现有处理设施的运行效果。

　　生物过滤除臭技术利用微生物在纤维质或多孔材料表面形成的生物膜能够吸附、吸收和降解恶臭气体成分，并将其转化为无毒、无害、无味的简单物质的原理，选择有机或无机材料作为微生物膜的载体，将人工筛选的脱臭微生物国定于生物过滤器内，利用风机负压的作用，将臭气输送到加湿保温系统，流过含有丰富微生物的过滤介质，完成吸附、吸收和降解过程。生物法对于低浓度异味气体有很好的净化作用。

　　氧化法大类可分为臭氧氧化法、光催化氧化法、热氧化法、次氯酸盐氧化法[14-17]等。

　　（1）臭氧氧化法。

　　臭氧能产生具有强氧化作用的自由基而对恶臭污染物进行氧化，该氧化作用产物一般为水和二氧化碳。 该方法停留时间是最主要的作用参数，停留时间与恶臭物质的浓度和去除要求有关，一般其停留时间为几秒钟到几分钟。但臭氧氧化除臭的缺点为能耗高。

　　（2）光催化氧化法。

　　光敏半导体催化氧化或纳米金属氧化物光催化也是近年来的研究热点，但该技术的降解效率受控于污染物质与催化剂表面界面扩散速率，而且催化剂价格昂贵、很容易中毒失效，目前光催化技术很难用于大规模工业化应用，多局限于实验研究及小风量应用阶段。

　　（3）热氧化法。

　　热氧化法是利用高温下的氧化作用，将污染物分解成 CO2、H2O 和其它元素对应的高价态氧化物的方法。此方法对几乎所有的污染物都能有效的进行处理。但高昂的助燃剂以及产生二次污染是此方法的缺点，并且无法处理低浓度废气，如果对各种气体的成分控制不当会存在爆炸隐患。

　　（4）次氯酸盐氧化法。

　　即利用次氯酸根的强氧化性将有机物氧化，达到净化除臭的目的。在工程上，次氯酸钠一般与酸碱性吸收液一起使用。对于其它方法很难消除之硫化甲基，使用次氯酸钠吸收液效果甚佳。次氯酸盐氧化法对于高浓度异味气体有很好的净化作用。

　　3.1.2 异味治理改造工艺选择。

　　该制药厂现已采用一种纤维膜布将所有敞口单元密封，然后加引风进行处理，建立了一套三级碱吸收异味治理设施，且处理效果显着，出口达到了《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）的要求。但硫化氢及其他异味气体嗅阈值较低，人体对其很敏感，为进一步改善周围环境，本课题针对该制药厂污水处理产生的异味气体进行试验研究，以期实现工艺优化，最大限度的利用各种方法的优点，减少异味排放，进一步改善周围环境。

　　通过对各治理技术的分析比较，针对污水处理好氧池产生的低浓度异味气体宜采用"生物法"进行处理，既能达到较好的效果，又可降低运行成本；对于污水处理其他单元产生的高浓度异味气体，针对硫化氢及其他异味气体嗅阈值较低的情况，在碱吸收的基础上应增加氧化单元进行进一步处理，最大限度的减少异味排放，进一步改善周围环境。

　　3.2 异味治理中试研究。

　　为了进一步论证"生物过滤"、"碱吸收+氧化法"处理改造工艺的可行性，利用好氧池产生的异味气体做生物净化法的中试试验；水解酸化池、絮凝沉淀池等单元产生的异味气体进行了碱吸收+次氯酸钠氧化中试试验。

　　3.2.1 生物法工艺异味治理技术中试研究。

　　（1）生物法净化工艺异味治理原理。

　　生物净化过程的原理是将废气中的有机污染物首先同水接触并溶解（或混合）于水中，即由气膜扩散进入液膜；溶解（或混合）于液膜中的有机污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜内，进而被其中的微生物捕获并吸收；进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，最终转化为无害的化合物。即附着在滤料介质中的微生物在适宜的环境条件下，利用废气中的恶臭物质作为碳源和能量，维持其生命活动，并将有机物分解为二氧化碳和水的过程[18-21].

　　生物处理是依靠生长在填料上的生物膜发挥作用的，生物膜具有与气体接触面积大、效率高、耐冲刷等优点。系统中生长的生物膜是由多种菌种形成的一种复合体系，这些菌种们通过互生、共生关系来相互协调合作完成一些恶臭物质的降解过程，将有毒变为无毒、将恶臭变为无臭无味的物质，将恶臭物质"吃"掉，排出无毒无害的物质，从而达到异味治理的目的。

　　恶臭污染的产生是一个复杂的过程，要想有效的去除，必须要有多重菌互营共同作用，形成优势混合菌群来进行降解，其中一般以脱硫芽孢杆菌为主。

　　（2）工艺流程及指标。

　　（3）中试实验数据及分析。

　　由实验数据可以看出，好氧池异味气体采用生物法进行异味处理效果较好，硫化氢及氨气的处理效果均较稳定，硫化氢处理效率平均 98.06%,最高可达 99.36%,氨气处理效率平均 95.09%,最高可达 96.67%.

　　3.2.2 氧化法工艺异味治理技术中试研究。

　　（1）氧化法工艺异味治理原理。

　　次氯酸盐氧化法即利用次氯酸根的强氧化性将有机物氧化，达到净化除臭的目的。在工程上，次氯酸钠一般与酸碱性吸收液一起使用。对于其它方法很难消除之硫化甲基，使用次氯酸钠吸收液效果甚佳。处理污水处理场高浓度臭气时，使用次氯酸钠溶液浓度约为 50-500ppm.在溶液中次氯酸钠系以次氯酸（HOCl）形式存在：NaOCl+H2O HOCl+NaOH在 pH=7.5,次氯酸盐溶液中有效氯以 50% HClO 和次氯酸根离子（ClO-）存在。

　　在 pH=l0 时，只有 0.3%有效氯以 HClO 存在；在 pH=l1 或 12,HClO 几乎完全消失，溶液中主要为氧化性较差的次氯酸根离子，因此 pH 值控制很重要[22-26].

　　氧化洗涤塔原理[27-30]主要是根据臭气的成分利用强氧化剂（次氯酸钠）作为洗涤喷淋溶液与气体中的臭气分子发生气-液接触，使气相中之臭味成分转移至液相，并借由化学药剂与臭味成分发生的氧化反应去除臭味物质。可应用氧化洗涤方法处理的臭味物质包括有机硫化合物、还原性含氮化合物、含氧碳氢化合物、卤化物、其他还原性物质等废气。适合用于污泥处理、食品、石油、化工、制药等行业。

　　硫化氢去除率随 PH 值得升高而降低，当 PH 值高于 9.5 时，去除效果急剧下降，PH 值小于 7.5 时虽然去除率较高，但出口气体会有轻微氯味，所以 PH 值在 7.5-9 时处理效果最佳。

　　在 pH=7.5,次氯酸盐溶液之有效氯以 50% HClO 和次氯酸根离子（ClO-）存在。

　　在 pH=l0 时，只有 0.3%有效氯以 HClO 存在；在 pH=l1 或 12,HClO 几乎完全消失，溶液中主要为氧化性较差的次氯酸根离子，因此 pH 值控制很重要。

　　硫化氢去除率随电位得升高而升高，当电位低于 650 时，去除效果急剧下降，电位高于 850 时虽然去除率较高，但出口气体会有轻微氯味，所以电位在 700-850 时处理效果最佳。

　　硫化氢去除率随液-气比的升高而升高，当液-气比低于 4.7L/m?时，去除效果急剧下降，液-气比高于 6.0L/m?时去除效果无明显提高，所以液-气比在 4.7L/m?-6.0L/m?之间时处理效果最佳。

　　由实验数据可以看出，水解酸化池、絮凝沉定池异味气体采用"碱吸收+氧化"法进行处理效果较稳定，硫化氢处理效率平均 83.31%,最高可达 88.67%,氨气处理效率平均 86.28%,最高可达 95.15%,硫化氢处理效率在 PH 值 7.5-9,电位 700-850,液-气比在 4.7L/m?-6.0L/m?之间时处理效果最佳。

　　3.3 本章小结。

　　本章比选分析了目前主要的异味处理工艺，初步选择了生物净化法和碱吸收+次氯酸钠氧化法作为改造工艺。

　　分别建立了生物法和氧化法两套中试设备进行中试试验验证，试验结果表明：

　　1.好氧池产生异味气体采用生物净化法进行异味处理效果较好，硫化氢及氨气的处理效果均较稳定，硫化氢处理效率平均 98.06%,最高可达 99.36%,氨气处理效率平均 95.09%,最高可达 96.67%.

　　2.其他调节池、水洗酸化池、絮凝沉定池产生异味气体采用"碱吸收+氧化"法进行处理效果较稳定，硫化氢处理效率平均 83.31%,最高可达 88.67%,氨气处理效率平均 86.28%,最高可达 95.15%,硫化氢处理效率在 PH 值 7.5-9,电位 700-850,液-气比在 4.7L/m?-6.0L/m?之间时处理效果最佳。