市政污泥處理的除臭技術分析

      （上海技華環保科技有限公司   技術開發部   上海浦東新區）

市政污泥處理生物發酵過程中常產生一些惡臭物質，容易對大氣環境造成二次污染。臭氣問題已經成為制約城市污泥好氧發酵工程的主要障礙。在此背景下，堆肥廠的除臭技術開始受到重視和迅速地發展。污泥堆肥廠的惡臭物質濃度較低，但成分較復雜，產生的致臭物質主要有硫化氫、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 。

市政污泥好氧發酵(堆肥)過程中，發酵原料經過一系列的降解過程后，易產生硫化氫、氨氣等致臭物質。臭氣從物料表面釋放后，擴散至發酵車間，從而對工作人員帶來健康危害。針對臭氣的產生、釋放和擴散途徑，可分別從產生源頭、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一處理。根據除臭原理可將臭氣控制方法分為化學除臭法、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，抽風機抽風收集，使整個空間呈微負壓狀態，同時滿足空間的通風要求；(2)局部惡臭源設吸風口，收集到的惡臭氣體由引風機和風管輸送至后續處理設施。末端的除臭處理技術根據原理的不同可分為物理除臭法、化學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，一般需要配備現場再生的裝置，但是其交換再生周期受氣體的種類、數量、溫度、水分變動的影響較大，很難確保運行穩定。對城市污泥好氧發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。

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

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

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、液態除臭劑噴淋、頂吸罩負壓抽風四種方式。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模和臭氣濃度有關，對于臭氣濃度較低，工程規模較小的好氧發酵工程而言，項吸罩所需的排風量大，系統的能耗和運行成本較高。對于大型的城市污泥高溫好氧發酵工程，發酵倉內經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。無論是增加現場再生設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產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酵或污水處理過程中臭氣的產生。目前，對于堆肥

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

制關注不夠。其實從根本上講，經濟、節能、有效的控制方法還是從根本上控制臭味氣體產生的源頭。根據多個工程實踐經驗總結，惡臭源抑制技術主要包括：

(1) 原料控制。

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

(2) 工藝參數控制。

對發酵過程進行全程自動監測和智能控制好氧發酵工藝，使物料處于良好的好氧狀態，優化曝氣參數——適當縮短鼓風間隔和加大鼓風量、確定合適的勻翻數和時間等，以加速生物好氧發酵過程的進程，可以大限度地減少臭味氣體的產生。

(3) 除臭劑控制。

一般通過在堆體表面投加化學除臭劑來實現。化學除臭劑主要是利用氧化、還原、中和、加成、縮合、離子交換等反應將產生的惡臭物質變成無臭物質。常用的化學除臭劑有過氧化氫、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，其發酵和分解受到抑制，從而降低畜禽舍臭氣的產生。

4、發展趨勢

復合型除臭劑，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酵和分解，而沸石又能使該化合物的吸濕性穩定．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，高效復合型除臭劑是除臭技術行業是未來的發展趨勢。

就污泥高溫好氧發酵工程而言，發酵過程中產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。

這些臭味物質大多濃度較低，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，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：這些物質都帶有活性

基團，容易發生化學反應，特別是被氧化；當活性基團被氧化后，氣味就消失。因此，除臭材料的發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。對于固態的氧化劑，需保證短時間內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生的惡臭物質成分復雜，且嗅覺閾值較低，對凈化系統的要求*，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酵階段產生的廢氣。對污泥高溫好氧發酵工程來講，產生的臭氣主要成分分為三類：NH3、H2S、voc(揮發性有機物)。曝氣可以向堆體補充氧氣，從而減少臭氣的產生，但是另一方面也會把堆體中已經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需要根據具體工藝特點加以確定。工程試驗表明，采用曝氣供氧系統，則臭氣的產生和排放量可減少80％-90％。采用化學除臭材料，通過與發酵物料充分混合有效去除堆體內部的厭氧環境產生的H2S，達到*去除臭氣的目的。針對以上三類物質的特性，可以采用復合除臭材料混合覆蓋層+生物過濾組合除臭技術加以控制。

5結論

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

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