從民生角度出發,加強臭氣治理技術研發是十分必要的,目前市場上出現的種類繁多、原理各異的除臭技術,其效果往往不盡人意,缺乏可靠性和安全性,因此面對多樣化的臭氣治理技術,還要加強其應用方面的研究。本文通過分析臭氣污染的特征,結合固體廢物處理和污水處理行業的匹配性,提出一些合理化建議。
一
臭氣污染的特征分析
“臭氣”是一種人類呼吸系統能夠直接感知、并產生不良生理反應的污染形勢,來源非常廣泛,在生產生活中隨處可見。例如,城市空間中的垃圾中轉站、污水處理廠、地下排水系統等,農村環境中焚燒秸稈、噴灑農藥、農肥發酵等,尤其在工業產業園區中,“臭氣”的產生源頭更多。根據成分差異,臭氣可分為五種類型:
(1)含硫(S)臭氣,如H2S、R-SH、R-S-R等;
(2)含氮(N)臭氣,包括氨氣、NH2-R等類型;
(3)含氧(O)臭氣,包括R-CO-R、RCOH、RCOOH等類型;此外,包括芳香烴、烯烴、烷烴等烴類化合物臭氣,以及部分鹵代烴。
按照臭味辨識特性劃分,臭氣可分為六種類型:
(1)魚腥味,主要為胺類臭氣,典型化學分子式為CH3NH2(CH3)3N;
(2)氨氣味,典型化學分子式為NH3;
(3)腐肉味,主要為二胺,典型化學分子式為NH 2(CH2)4NH2NH2(CH2)5NH2;
(4)臭雞蛋味,主要為硫化氫,典型化學分子式為H2S;
(5)爛洋蔥味,主要成分為硫醇,典型化學分子式為CH3SHCH3SSCH3;
(6)糞臭味,主要成分為糞臭素,典型化學分子式為C8H5NHCH3。
結合以上兩種類型特征,基本上可以做到對臭氣污染來源的判斷,這是因為,不同來源的臭氣其濃度、成分存在很大差異,如沉淀池、濾池主要是醛類成分,而污泥主要為H2S組分。
二
臭氣治理技術分析歸納
我國除臭技術興起于20世紀90年代,按照除臭機理的不同,整體上可分為生物法、化學法和物理法三類,以下以此為依據展開具體分析和歸納。
1
活性炭除臭技術
活性炭除臭技術充分利用了這一吸附劑的物理特性。活性炭結構中包括大量肉眼無法觀察的為空,表面積比可達到每克700-2300平方米,對于惡臭氣體污染有著很好的吸附作用。同時,由于它只用到了物理特性,所以使用方便、副作用小、成本較低,但活性炭的除臭效果十分有限;隨著材料科技的不斷發展,目前出現了新的活性炭纖維產品,利用纖維狀前驅體和程序炭化活化處理,具有吸附、脫附快,壓力損失小、不易粉化、吸量增大等優勢,且具有一定的耐堿、耐酸特征,可加工為不同的生活化用品形態;目前,較為先進的活性炭除臭技術為“催化劑型”,如高錳酸鉀活性炭、氫氧化鉀活性炭等,本質上,滿足了化學效應與物理效應的結合,從而實現更好的臭氣治理效果。
當然,作為一種材料為基礎技術,活性炭吸附除臭技術始終存在最大的極限,一旦吸附飽和,就必須進行新的材料更換,無法實現長效性、穩定性的運用。
2
生物除臭技術
生物除臭技術主要應對有機類形成的臭氣污染現象,早在20世紀50年代就已經出現,其主要原理是微生物分解、氧化、合成等新陳代謝機制,將含有臭氣的物質,轉變為二氧化碳、水、4價氫氧化物等,從有機物到無機物的轉變過程,即可實現臭味治理,較為常見的生物除臭技術有兩類:
(1)生物濾池。所謂“生物濾池”,是指經過預加濕的臭氣經過生物濾床,并轉化為固定于濾料表面的生物膜當中,而生物膜中的微生物可以滿足氧化分解的工作,將有機物轉化為無機物。但這一技術的缺點很明顯,它無法實現持久性運轉,局部板結的現象很嚴重。
(2)生物滴濾塔。這一技術原理在于,污染物被循環也吸收之后,不斷地傳輸到生物膜,實現微生物分解氧化,但是當污染物超過生物膜的負荷,就會出現壓損上升的現象,導致膜內出現厭氧狀態,隨之形成硫化氫、有機酸等臭味氣體。
3
離子除臭技術
利用電化學技術,通過離子管放電產生能量,實現氧分子、水分子轉化為“強化活性氧”,包括“氫自由基”、“氧自由基”、“雙極離子”等,這些具有很高化學反應能力、易和可氧化物結合的特性,可以將烴類、醇類等有機物轉化為無臭物質,如二氧化碳、水等。
4
天然植物液除臭技術
從天然植物中獲取的萃取液,除了具有除臭功能之外,還具有安全性、生態性等特征。作用機理在于,植物液中具有大量的活性官能團,包括雙鍵、羥基等,在于臭氣分子接觸之后,可以迅速實現分解、置換、化合等功能,使其變成無臭味的產物。植物液除臭技術應用空間不受限制,可選擇現場霧化、本源噴灑、集中處理等不同形式,也是目前城市空間中臭氣治理的主要運用形式。
三二
固廢處理和污水處理行業臭氣治理技術應用建議
1
活性炭技術應用
活性炭吸附法是最早的除臭方法之一,其對有機臭氣處理效率較高,但因活性炭更換頻繁,操作不便,再加上壓損大、對無機成分吸附容量低等特點,使得其在污水處理和固廢處理行業除臭領域中的應用越來越少,國內目前尚有部分案例應用于垃圾中轉站除臭,但總體來說,在污水處理和固廢處理行業的除臭,活性炭吸附將逐漸被其它技術取代。
2
生物除臭技術應用
生物除臭系統運行過程中,濕度、溫度、pH值、填料孔隙率、停留時間等指標的控制十分關鍵。如果能夠按照設計工況連續正常運轉,其運行成本低的優勢還是比較明顯的。尤其適合大型污水處理廠,臭味源比較穩定、臭氣氣量比較大的場合,但對操作工人專業素質要求比較高,否則生物濾池較難按照設計工況正常運行;
3
離子法除臭技術應用
離子法主要用于低濃度的臭氣處理,對固廢、污水處理行業的運用均可,但要根據實際需求展開。研究表明,離子法對于乙酸、醛等有機臭氣成分的去除率可高達90%,但對于H2S和NH3的去除率不超過45%。還要考慮離子發生器的關鍵元件離子管會隨著時間的推移逐漸衰退,相應的除臭效率也會逐步下降,根據離子管生產廠家提供的資料,使用1-2年后,離子管產生的離子強度會有一定程度的下降。而且對于污水廠環境,由于濕度很高,其處理效率也會受到較大的影響。
4
天然植物液除臭技術應用
天然植物液洗滌除臭技術是在總結酸堿洗滌法優缺點的基礎上,研發而成的除臭技術,工藝較靈活,運行管理方便,且反應之后不產生毒副產物,不存在二次污染問題,具有很好的安全性,可廣泛地用于固廢處理的填埋場、污染地面等;尤其適合于占地小的污水泵站和污水廠較難進行臭氣收集的場合,可隨時停機,隨時開機,對系統的影響不大;但植物液是一次性使用的原材料,其運行費用較高是影響其在大型污水處理廠大范圍適用的原因之一。
綜上所述,目前相對成熟的臭氣治理技術在效果、成本等方面各有千秋,在應用過程中要區別對待、靈活匹配,才能達到良好的治理效果。臭氣治理不僅是一項重要的環保工作,同時也是關系到民生建設的大事,在我國居民生活質量要求不斷提高的背景下,臭氣治理技術的應用已經逐漸從“規模化”轉入“分散化”,單位、家庭、個人等均可從市場中獲取臭氣治理設備,但這并不是根除臭氣污染的方法,在環保層面需要綜合統籌,將臭氣污染治理建立專門的調查、監管、治理和評估體系,提高決策的科學性。