市政污泥處理的除臭技術(shù)分析

      （上海技華環(huán)?？萍加邢薰?  技術(shù)開發(fā)部   上海浦東新區(qū)）

市政污泥處理生物發(fā)酵過程中常產(chǎn)生一些惡臭物質(zhì)，容易對大氣環(huán)境造成二次污染。臭氣問題已經(jīng)成為制約城市污泥好氧發(fā)酵工程的主要障礙。在此背景下，堆肥廠的除臭技術(shù)開始受到重視和迅速地發(fā)展。污泥堆肥廠的惡臭物質(zhì)濃度較低，但成分較復(fù)雜，產(chǎn)生的致臭物質(zhì)主要有硫化氫、氨等無機物和低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類、鹵代烴等有機物 。

市政污泥好氧發(fā)酵(堆肥)過程中，發(fā)酵原料經(jīng)過一系列的降解過程后，易產(chǎn)生硫化氫、氨氣等致臭物質(zhì)。臭氣從物料表面釋放后，擴散至發(fā)酵車間，從而對工作人員帶來健康危害。針對臭氣的產(chǎn)生、釋放和擴散途徑，可分別從產(chǎn)生源頭、擴散空間及終端進行臭氣控制。

1、末端除臭工藝和除臭材料

末端控制的前提是將惡臭氣體集中收集后統(tǒng)一處理。根據(jù)除臭原理可將臭氣控制方法分為化學(xué)除臭法、物化除臭法和生物除臭法等幾類。惡臭氣體收集主要有兩種方式：(1)密閉惡臭源，抽風(fēng)機抽風(fēng)收集，使整個空間呈微負壓狀態(tài)，同時滿足空間的通風(fēng)要求；(2)局部惡臭源設(shè)吸風(fēng)口，收集到的惡臭氣體由引風(fēng)機和風(fēng)管輸送至后續(xù)處理設(shè)施。末端的除臭處理技術(shù)根據(jù)原理的不同可分為物理除臭法、化學(xué)除臭法和生物除臭法。在不同的工藝中分別采用不同的除臭材料。表l是主要的末端除臭工藝的原理、主要除臭材料和適用范圍。

                表l終端除臭法中不同除臭工藝的比較

物理除臭法所采用的吸附劑為比表面積大的多孔材料，具有較高的吸附效率。但吸附到一定量時會趨于飽和，吸附效率隨時間的推移而降低。溫度升高時，吸附材料還會釋放吸附物，因此一段時間后就必須再生或更換吸附劑。對于濃度較高的臭氣，一般需要配備現(xiàn)場再生的裝置，但是其交換再生周期受氣體的種類、數(shù)量、溫度、水分變動的影響較大，很難確保運行穩(wěn)定。對城市污泥好氧發(fā)酵工廠的高濃度臭氣而言，活性炭層很快會失效。另外，吸附劑對臭氣的吸附量有限、造價高、壽命短，在經(jīng)濟上也不太適用，因此物理除臭法常用于低濃度臭氣處理。

化學(xué)除臭法利用化學(xué)反應(yīng)通過多級吸收系統(tǒng)，高效廣泛地去除了臭氣成分和殘余成分，經(jīng)除霧裝置后直接排放或混合稀釋后排放至大氣。該系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)加藥量和溶液的循環(huán)流量來適應(yīng)氣流量和臭氣濃度的變化，具有較強的操作彈性，而且反應(yīng)速度快、耐沖擊負荷強，因此可減少臭氣對人畜、設(shè)備和環(huán)境等的損害程度。但此法投資大，運行成本高，且易造成二次污染，化學(xué)反應(yīng)后的產(chǎn)物有造成二次環(huán)境污染的可能性，需要對洗滌之后的化學(xué)產(chǎn)物進行嚴格處理。

生物過濾法的優(yōu)點是生物相和液相都不流動，氣一液接觸面積大，且只有一個反應(yīng)器，可操作性強，運行費用低；缺點是反應(yīng)條件控制較難，填料也需要定期更換，占地面積大。對于城市污泥好氧發(fā)酵工程而言，由于發(fā)酵產(chǎn)生臭氣的成分復(fù)雜、濃度低、臭氣流量大，生物濾池均能實現(xiàn)臭氣的去除，且填料更換周期遠遠長于其他幾類工藝，篩分后的好氧發(fā)酵產(chǎn)物也可作為非常有效的除臭濾料循環(huán)使用，因此生物過濾法在城市污泥高溫好氧發(fā)酵工程項目中應(yīng)用前景廣闊。

2、臭氣的擴散空間處理和除臭材料

擴散空間處理工藝可分為催化分解、懸掛式吸附、液態(tài)除臭劑噴淋、頂吸罩負壓抽風(fēng)四種方式。表2為擴散空間處理中四種不同方式的原理、措施和除臭效果的比較。

                表2擴散空間處理中不同除臭方式的比較

不同方法采取和工程規(guī)模和臭氣濃度有關(guān)，對于臭氣濃度較低，工程規(guī)模較小的好氧發(fā)酵工程而言，項吸罩所需的排風(fēng)量大，系統(tǒng)的能耗和運行成本較高。對于大型的城市污泥高溫好氧發(fā)酵工程，發(fā)酵倉內(nèi)經(jīng)常多個堆體同時運行，運行過程中因為蒸騰和曝氣作用會產(chǎn)生大量的水汽和臭氣。普通的吸附劑要取得良好的除臭效果，需要架設(shè)多級吸收盤，且在吸附過程中極易因為高溫、高濕、氣量大而飽和。無論是增加現(xiàn)場再生設(shè)備還是不斷更換吸附劑，都將增加巨額工程投資和人工投入。液體除臭劑噴淋對于極短時間內(nèi)產(chǎn)生的大量臭氣也不能很好地進行去除，另外如果將除臭液體長時間大量噴灑于發(fā)酵倉，不僅不斷增加工程投資，而且還使堆體表面增加大量水分，不利于污泥的生物干化。因此上述除臭方法不能滿足大型城市污泥高溫好氧發(fā)酵工程的除臭需要。采用頂吸罩及時抽取逸散臭氣并送至末端處理，不但在一定程度上隔絕了臭氣的逸散，而且節(jié)約入力物力投入，是較為可行的方法。

3、臭氣的源頭控制

源頭控制即采取一定措施減少好氧發(fā)酵或污水處理過程中臭氣的產(chǎn)生。目前，對于堆肥

過程中的臭氣控制問題，關(guān)注的重點往往集中在末端除臭上，對堆體本身產(chǎn)生臭氣的源頭控

制關(guān)注不夠。其實從根本上講，經(jīng)濟、節(jié)能、有效的控制方法還是從根本上控制臭味氣體產(chǎn)生的源頭。根據(jù)多個工程實踐經(jīng)驗總結(jié)，惡臭源抑制技術(shù)主要包括：

(1) 原料控制。

主要是通過加入秸稈、鋸末、花生殼等高碳物質(zhì)或其他材料作為調(diào)理劑，將初始CN比調(diào)節(jié)至合適的物料含水率和孔隙率。研究表明，蒸壓輕質(zhì)混凝土是一種輕質(zhì)泡沫化的混凝土，具有促進發(fā)酵和調(diào)節(jié)水分的功能，在減少發(fā)酵過程中氨氣的產(chǎn)生方面效果尤為顯著，是良好的除臭調(diào)理劑。

(2) 工藝參數(shù)控制。

對發(fā)酵過程進行全程自動監(jiān)測和智能控制好氧發(fā)酵工藝，使物料處于良好的好氧狀態(tài)，優(yōu)化曝氣參數(shù)——適當(dāng)縮短鼓風(fēng)間隔和加大鼓風(fēng)量、確定合適的勻翻數(shù)和時間等，以加速生物好氧發(fā)酵過程的進程，可以大限度地減少臭味氣體的產(chǎn)生。

(3) 除臭劑控制。

一般通過在堆體表面投加化學(xué)除臭劑來實現(xiàn)?；瘜W(xué)除臭劑主要是利用氧化、還原、中和、加成、縮合、離子交換等反應(yīng)將產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)變成無臭物質(zhì)。常用的化學(xué)除臭劑有過氧化氫、高錳酸鉀、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、氯化鈣和磷酸氫鈣等。如硫酸亞鐵粉狀撒到糞便上后，糞便呈酸性，其發(fā)酵和分解受到抑制，從而降低畜禽舍臭氣的產(chǎn)生。

4、發(fā)展趨勢

復(fù)合型除臭劑，即將2種或2種以上具有不同除臭功能的物質(zhì)進行混合，在功能上達到互補的作用，能夠更好地解決有機固體廢物處理工程中所面臨的臭氣成分復(fù)雜、氣量大等難題。將天然沸石和硫酸亞鐵混合后制成一種高效除臭材料。它主要是利用硫酸亞鐵抑制畜糞的發(fā)酵和分解，而沸石又能使該化合物的吸濕性穩(wěn)定．而且同時還能吸收NH3，從而可以取得良好的除臭效果。對污泥處理工程而言，高效復(fù)合型除臭劑是除臭技術(shù)行業(yè)是未來的發(fā)展趨勢。

就污泥高溫好氧發(fā)酵工程而言，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體惡臭成分中氨的濃度高，其次是

H2S：甲硫醇的臭氣強度大，其次是H2S；而主要臭氣成分中，含硫化合物的種類占多數(shù)。

這些臭味物質(zhì)大多濃度較低，但臭閾值也極低。只有從根本上大幅降低H2S的濃度，消除這些物質(zhì)，才能有效地降低臭氣強度，消除臭味污染問題。值得注意的是：這些物質(zhì)都帶有活性

基團，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，特別是被氧化；當(dāng)活性基團被氧化后，氣味就消失。因此，除臭材料的發(fā)展趨勢是如何篩選合理的氧化劑并用于臭氣的源頭控制。選擇的除臭劑應(yīng)具有氧化勢強、不影響微生物活性、不能造成二次污染等特點。

在氧化劑混合的方式上也需要研究。對于固態(tài)的氧化劑，需保證短時間內(nèi)逸散的大量惡臭氣體能夠在氧化劑表層有足夠的停留時間，完成臭氣的去除。對于液體氧化劑，混入堆體時會提高堆料含水率、增加物料的濕度。

由于市政污泥處理工程產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)成分復(fù)雜，且嗅覺閾值較低，對凈化系統(tǒng)的要求*，所以要*達到感官無味的要求，治理難度較大。在實際應(yīng)用中就需要同時采用兩種以上方法進行合理搭配，才能有效處理不同發(fā)酵階段產(chǎn)生的廢氣。對污泥高溫好氧發(fā)酵工程來講，產(chǎn)生的臭氣主要成分分為三類：NH3、H2S、voc(揮發(fā)性有機物)。曝氣可以向堆體補充氧氣，從而減少臭氣的產(chǎn)生，但是另一方面也會把堆體中已經(jīng)存在的臭氣擴散到車間，因此曝氣的起始時間、曝氣速率和強度等參數(shù)需要根據(jù)具體工藝特點加以確定。工程試驗表明，采用曝氣供氧系統(tǒng)，則臭氣的產(chǎn)生和排放量可減少80％-90％。采用化學(xué)除臭材料，通過與發(fā)酵物料充分混合有效去除堆體內(nèi)部的厭氧環(huán)境產(chǎn)生的H2S，達到*去除臭氣的目的。針對以上三類物質(zhì)的特性，可以采用復(fù)合除臭材料混合覆蓋層+生物過濾組合除臭技術(shù)加以控制。

5結(jié)論

目前，除臭技術(shù)研究的重點多放在污水處理環(huán)節(jié)的除臭、畜禽舍除臭，對污泥處理的除臭問題關(guān)注并不多，且主要集中在末端處理環(huán)節(jié)，對臭氣的源頭控制研究較少。對于城市污泥好氧發(fā)酵工程而言，源頭控制才是臭氣控制途徑的根本措施。

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