淺談污水處理廠除臭方法的選擇
前言
目(mu)前,污水(shui)(shui)處理廠的(de)(de)(de)(de)建(jian)設、管(guan)理、運行,最基本的(de)(de)(de)(de)意義在于保(bao)護(hu)環(huan)境(jing)。由于污水(shui)(shui)處理廠產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)大(da)量氣態污染物(臭氣)對環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)(de)影響,已經(jing)受到(dao)國(guo)家的(de)(de)(de)(de)高度重視,特別是(shi)在有明(ming)確要(yao)求的(de)(de)(de)(de)重點(dian)地區及社區人口相對集中的(de)(de)(de)(de)地方(fang)(fang)要(yao)求建(jian)廠,更要(yao)通過各種方(fang)(fang)案比(bi)選(xuan),經(jing)濟、有效地去(qu)除(chu)氣態污染物,使污水(shui)(shui)處理廠從(cong)根(gen)本上達到(dao)造福于民的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)。
1. 污水處理廠氣態污染物的特征及來源
污(wu)水處理廠的(de)(de)氣(qi)態污(wu)染物以揮發性有機物以及硫化(hua)氫、甲硫醇、氨等惡臭(chou)物質為(wei)主,臭(chou)氣(qi)的(de)(de)擴散對室內(nei)外空氣(qi)環境影(ying)響(xiang)嚴(yan)重,直接影(ying)響(xiang)到工人的(de)(de)身(shen)體健康和(he)工作效率(lv),并對周圍居民的(de)(de)生活產(chan)生影(ying)響(xiang)。
根據污(wu)水處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)過程(cheng)(cheng),這(zhe)些臭(chou)(chou)氣(qi)產生源(yuan)(yuan)可分為污(wu)水處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)系(xi)統和污(wu)泥(ni)(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)系(xi)統。污(wu)水處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)系(xi)統中(zhong)的(de)臭(chou)(chou)氣(qi)源(yuan)(yuan)主(zhu)要(yao)分布在(zai)進水頭部(bu)、預處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)、初級處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)及(ji)濾(lv)池(chi)(chi)反沖洗液(ye)(ye)、污(wu)泥(ni)(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)上清液(ye)(ye)等,曝氣(qi)池(chi)(chi)的(de)攪拌和充氧也會(hui)產生部(bu)分臭(chou)(chou)氣(qi)。污(wu)泥(ni)(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)系(xi)統中(zhong)的(de)臭(chou)(chou)氣(qi)來源(yuan)(yuan)主(zhu)要(yao)分布在(zai)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)濃縮、厭氧消化后的(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫(tuo)水和污(wu)泥(ni)(ni)(ni)堆放、外運過程(cheng)(cheng)。主(zhu)要(yao)臭(chou)(chou)氣(qi)產生源(yuan)(yuan)、產生原因及(ji)其相對污(wu)染程(cheng)(cheng)度詳(xiang)見表1。
表1 污水處理中的臭氣源
位置
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臭氣源/原因
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臭氣強度
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污水處理設施
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進水頭部
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由于紊流作用在水流渠道和配水設施中釋放臭氣
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高
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污水泵站
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集水井中污水、沉淀物和浮渣的腐化
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高
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格柵
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柵渣的腐爛
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高
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預曝氣
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污水中臭氣釋放
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高
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沉砂
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沉砂中的有機成分腐爛
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高
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厭氧調節池
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池表面浮渣堆積造成腐爛
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高
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回流液
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污泥處理的上清液、壓濾液
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高
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曝氣池
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混合液/回流污泥,高有機負荷,混合效果差,DO不足,污泥沉積
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低/中
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二沉池
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浮泥/浮渣
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低/中
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污泥處理設施
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||
濃縮池
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浮泥,堰和槽/浮渣和污泥腐化,溫度高,水流紊動
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高/中
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好氧消化
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反應器內不完全混合,運行不正常
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低/中
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厭氧消化
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硫化氫氣體,污泥中硫酸鹽含量高
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中/高
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儲泥池
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混合差,形成浮泥層
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中/高
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機械脫水
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泥餅/易腐爛物質,化學藥劑,氨氣釋放
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中/高
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污泥外運
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污泥在儲存和運輸過程中釋放臭氣
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高
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堆肥
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堆肥污泥/充氧和通風不足,厭氧狀態
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高
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焚燒
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排氣/燃燒溫度低,不足以氧化所有有機物
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低
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從表1中(zhong)可以看(kan)出,污水(shui)前處理部(bu)分(污水(shui)提升泵站(zhan)、格柵、沉砂池(chi))以及生物反應(ying)中(zhong)的(de)厭氧調節池(chi)和污泥(ni)處理部(bu)分(濃縮池(chi)、儲泥(ni)池(chi)、脫水(shui)間等)是除臭的(de)重點;曝氣池(chi)負(fu)荷低,一般(ban)可不考(kao)慮除臭措施。
2. 各種除臭方法的原理及特點
2.1 除臭原理
污水處理過(guo)程中產生的惡臭(chou)物質(zhi)(zhi)大多數是有機(ji)化合物,主要由(you)碳、氮(dan)和硫元素組(zu)成(cheng),例如:低分(fen)子脂肪酸、胺類、醚類、鹵(lu)代烷以(yi)及脂肪族的、芳香(xiang)族的、雜環的氮(dan)或硫化物等。這(zhe)些(xie)物質(zhi)(zhi)都帶有活性基團(tuan),容易(yi)發生化學(xue)反應,特別是被氧(yang)化。當活性基團(tuan)被氧(yang)化后,氣味就消失。
化(hua)(hua)(hua)學(xue)除(chu)臭(chou)法(fa)(fa)(fa):利用臭(chou)氣(qi)成分與化(hua)(hua)(hua)學(xue)藥液的主(zhu)要(yao)成分間(jian)發生(sheng)(sheng)不可逆的化(hua)(hua)(hua)學(xue)反應,生(sheng)(sheng)成新(xin)的無(wu)臭(chou)物(wu)質(zhi)以(yi)達到(dao)脫臭(chou)的目(mu)的;因臭(chou)氣(qi)成分的不同需(xu)要(yao)選擇相應的化(hua)(hua)(hua)學(xue)藥劑。主(zhu)要(yao)方法(fa)(fa)(fa)有:空(kong)氣(qi)氧化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)、化(hua)(hua)(hua)學(xue)氧化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)、洗滌-吸附(fu)法(fa)(fa)(fa)(濕(shi)式吸收氧化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa))、吸附(fu)-氧化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)等
生(sheng)物除臭法(fa)(fa):利用微生(sheng)物將(jiang)臭味氣體(ti)中(zhong)的(de)有機污染(ran)物降解或轉(zhuan)化為無害或低害類(lei)物質的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。主要(yao)方法(fa)(fa)有:生(sheng)物過(guo)(guo)濾法(fa)(fa)、土壤法(fa)(fa)、填充塔式生(sheng)物脫臭法(fa)(fa)等。
離子(zi)(zi)除臭法:空(kong)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)(zai)通過(guo)高能(neng)(neng)離子(zi)(zi)發生(sheng)裝置時,氧氣(qi)(qi)(qi)分(fen)子(zi)(zi)受到經(jing)過(guo)發生(sheng)裝置發射出的(de)(de)(de)高能(neng)(neng)量電(dian)子(zi)(zi)碰撞(zhuang)(zhuang)而(er)形成分(fen)別(bie)帶有(you)正(zheng)、負(fu)電(dian)荷的(de)(de)(de)氧離子(zi)(zi)。這些正(zheng)、負(fu)氧離子(zi)(zi)具有(you)較強的(de)(de)(de)活動性(xing),在(zai)(zai)一系列反應后,將含(han)C、H、S元(yuan)素的(de)(de)(de)化合物最終形成小(xiao)分(fen)子(zi)(zi)化合物CO2、H2O 、SO2,無二次污染物產生(sheng);并且還(huan)能(neng)(neng)有(you)效(xiao)地破壞空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)細(xi)(xi)菌(jun)的(de)(de)(de)生(sheng)存環境,降(jiang)(jiang)低室內(nei)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)細(xi)(xi)菌(jun)濃(nong)度(du);離子(zi)(zi)在(zai)(zai)與空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)微小(xiao)固體顆粒(li)碰撞(zhuang)(zhuang)后,使顆粒(li)荷電(dian)并產生(sheng)凝聚效(xiao)應,使得(de)傳統過(guo)濾方式不能(neng)(neng)捕(bu)(bu)捉的(de)(de)(de)且對人體有(you)害的(de)(de)(de)微小(xiao)顆粒(li)變(bian)成可(ke)以捕(bu)(bu)集或靠(kao)自(zi)身重力(li)而(er)沉(chen)降(jiang)(jiang)下(xia)來(lai),達(da)到凈(jing)化空(kong)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。
采用(yong)高能(neng)離(li)子發(fa)生裝置,借助通風管路系(xi)統向散發(fa)臭氣的(de)(de)空間送(song)入可控濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)正、負氧離(li)子空氣,用(yong)離(li)子空氣“罩住”污染源表(biao)面(如污水池(chi)等(deng)),使離(li)子在(zai)極短的(de)(de)時間內與(yu)有(you)害氣體(ti)分(fen)子發(fa)生反應,扼(e)制(zhi)其擴散并降低其濃(nong)(nong)度(du),保證(zheng)現場的(de)(de)操作人員在(zai)良好(hao)的(de)(de)環境中工(gong)作,并且還能(neng)對儀(yi)器儀(yi)表(biao)起到減少銹蝕、延長使用(yong)壽命的(de)(de)作用(yong)。
2.2 特點
ⅰ)化學法:
(1)為達到最佳的除(chu)臭(chou)效(xiao)果,通(tong)常與其(qi)它(ta)方法組合使用(yong);如活性炭吸附塔配于其(qi)后。
(2)由于(yu)化(hua)學(xue)試劑對(dui)惡臭氣體的(de)去除有其(qi)局限(xian)性,若要(yao)大范圍的(de)去除多(duo)種化(hua)學(xue)成(cheng)分的(de)氣體,就(jiu)要(yao)使用多(duo)種化(hua)學(xue)藥品;并且隨著化(hua)學(xue)反應的(de)增多(duo),生成(cheng)了許多(duo)中(zhong)間化(hua)合(he)物,不可避免的(de)對(dui)環(huan)境造(zao)成(cheng)二次污染(ran)和能耗增加;
(3)化學(xue)法除臭方法是(shi)通過風道,將污染(ran)源的臭氣引出,經過一系列(lie)裝置,與其化學(xue)試劑發生化學(xue)反(fan)應,使氣體達標排放;但對(dui)室內(nei)空氣環境無改善作用;并且對(dui)除臭裝置、管道及水處理設備,都有不同程度的腐蝕性;
(4)系統連(lian)貫性較強,需(xu)(xu)要(yao)(yao)連(lian)續性運行較長時間;自動化要(yao)(yao)求較高(gao);由于需(xu)(xu)要(yao)(yao)連(lian)續使(shi)用(yong)氣(qi)體(ti)輸送設備(bei)和化學(xue)藥劑,費用(yong)取決于化學(xue)藥品的消耗量,因此(ci)運行成本相對(dui)較高(gao);
(5)一(yi)次性投資(zi)較(jiao)(jiao)大(da),一(yi)旦(dan)系統建(jian)成,不易調整;投資(zi)靈活性較(jiao)(jiao)差(cha);系統中(zhong)管道投資(zi)比較(jiao)(jiao)大(da);維修費用較(jiao)(jiao)高;新建(jian)項目(mu)需(xu)考慮占地及動力(li)、公用設施的預(yu)留;
(6)系統安裝周期長;調試復雜(za)。
ⅱ)生物法:
(1)通(tong)過氣(qi)體輸(shu)送(song)系統,將污染源的臭氣(qi)引出(chu),并且臭氣(qi)經過生(sheng)物載體時有較大的阻力,因(yin)此動力消耗大,對室內(nei)空氣(qi)環境無(wu)明顯改(gai)善(shan)作用,臭氣(qi)對氣(qi)體輸(shu)送(song)設(she)備(bei)及風道有腐蝕作用。
(2)根據采取生物除臭方式的不同,投資差異大(da),投資靈活(huo)性較差;
(3)占地面積大,需(xu)要新(xin)建相應的建、構(gou)筑物(wu);
(4)系(xi)統(tong)安裝調試周期長(chang),除臭效果隨系(xi)統(tong)運行時(shi)間的增加,需(xu)不斷定期更換(huan)生物載體,因此運行成(cheng)本高(gao),系(xi)統(tong)維護費用較高(gao);
(5)對外部(bu)環境要(yao)求嚴格,表現在(zai)濾(lv)料(liao)的均一性、透(tou)氣(qi)性、濕度、溫度和(he)pH值等方面;
(6)對外部(bu)環境污染(ran)較(jiao)小,基本上無二次污染(ran)物產生。
ⅲ)離子法:
(1)離子凈化(hua)采取以人(ren)(ren)為的(de)本主動(dong)除臭方式,在污(wu)染源處(chu)消除污(wu)染,不僅能扼制有害氣(qi)體的(de)擴散;同時(shi)(shi)能夠滿足人(ren)(ren)們感覺舒適時(shi)(shi)所需(xu)的(de)負離子量,從根本上改善工作環境;處(chu)理后的(de)氣(qi)體達標并直接排入大(da)氣(qi),一(yi)步到位(wei)地(di)解決室內外空(kong)氣(qi)污(wu)染問題。
(2)初期(qi)投資(zi)(zi)小(xiao),可根據投資(zi)(zi)方資(zi)(zi)金條件(jian),一次或多次投資(zi)(zi);
(3)無須考慮其(qi)占地面積(ji);節(jie)約土地;無基建費用;
(4)系(xi)統(tong)獨(du)立,安裝、調試簡單、方便、周期短;可根據需要(yao)隨時隨地改造,增加或取消(xiao);控制方法(fa)選擇自(zi)控、手控均(jun)可;管道投資少(shao);除除臭區域需要(yao)相對密(mi)閉外,無特殊(shu)要(yao)求;運行(xing)成本低;系(xi)統(tong)維護費用少(shao);無須設崗;
(5)對(dui)于(yu)單體設備,體積(ji)小(xiao),重量輕;安裝無特殊要求;使用(yong)方便(bian);可(ke)以(yi)根據(ju)需要隨時運(yun)行或(huo)關閉(bi);操(cao)作簡單,易于(yu)掌握(wo);
(6)系統設備(bei)維修量小、時(shi)間短;在(zai)發射管(guan)壽命(ming)期(qi)內(nei),僅需簡單的定期(qi)清潔工作;一旦出現故(gu)障,可以保(bao)證(zheng)在(zai)短時(shi)間內(nei)排除或(huo)更換備(bei)件、備(bei)機(ji);
(7)無二次污染(ran)物產生。
幾種(zhong)除臭方法的(de)比(bi)較詳(xiang)見表2。
表2 離子、生(sheng)物、化(hua)學除臭方法比較表
比較項目
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離子除臭法
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生物除臭法
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化學除臭法
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投資
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靈活、小
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一次性、比較大
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一次性、大
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能 耗
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很小
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比較大
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大
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運行費用
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極低
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高
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很高
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系統噪聲
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低(<60dBA)
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高
|
高
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氣體輸送阻力
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小(<50Pa)
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很大
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大
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臭氣處理濃度
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低~高
|
低~中
|
高
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二次污染
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無
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少
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多
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占地面積
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小
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很大
|
大
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檢修率
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低
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比較高
|
高
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安裝調試
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簡單
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復雜
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很復雜
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操作
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簡單
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復雜
|
很復雜
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反應時間
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短
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長
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較長
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環境改善
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室內、排放
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排放
|
排放
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3. 污水處理廠除臭方法的比選
目(mu)前(qian),城市污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)的(de)(de)除(chu)臭(chou)(chou)處(chu)理(li)實例較少(shao),僅有的(de)(de)一些實例也是依托于國(guo)外技術和(he)使用國(guo)外的(de)(de)主(zhu)要核心(xin)材(cai)料和(he)設備。雖(sui)然(ran)現狀(zhuang)如此,但污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)的(de)(de)臭(chou)(chou)氣治理(li)問題在我國(guo)已受到越(yue)來越(yue)多的(de)(de)關(guan)注,嚴格執行惡(e)臭(chou)(chou)污(wu)(wu)染物排放標準,加強(qiang)對惡(e)臭(chou)(chou)的(de)(de)監測與治理(li)是污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)今后的(de)(de)發展要求(qiu)。
在我國,采(cai)用化(hua)學法對污水(shui)廠進(jin)行除臭處理(li)(li)的歷史較長,并有很多(duo)先例,但(dan)由于種(zhong)種(zhong)原(yuan)因,如需要消耗大量的水(shui)、化(hua)學溶液(ye)和動力,產生二次污染物(wu),對裝備(bei)、管道腐蝕嚴重(zhong)等,對臭氣(qi)的處理(li)(li)效果和運(yun)行狀態不甚(shen)理(li)(li)想,近年來,已經漸漸被新(xin)興(xing)的生物(wu)法所取代。
與化(hua)學法(fa)相比,生物法(fa)雖然有(you)投資小、處理(li)廢氣(qi)污(wu)染少(shao)、不產生二次污(wu)染等優點(dian),但是,經(jing)過一(yi)段時間的運(yun)行,生物法(fa)的局(ju)限性也逐(zhu)漸(jian)顯露出來:能耗(hao)大、占用土地(di)、生物濾材消(xiao)耗(hao)大、運(yun)行成本高等,并且室內空(kong)氣(qi)品(pin)質(zhi)及工(gong)作人員的工(gong)作環境仍舊(jiu)沒有(you)得到(dao)有(you)效的改善(shan),因此許多方面(mian)還需(xu)要進一(yi)步的理(li)論(lun)研究和(he)實踐(jian)經(jing)驗總結。
采用離子法凈(jing)化(hua)污(wu)(wu)水處(chu)理(li)廠(chang)(chang)的氣(qi)態污(wu)(wu)染(ran)(ran)物,在國外是(shi)一種(zhong)成熟并且行之有效的、在國內尚屬于新興技(ji)術的方(fang)法,最突出的特點是(shi)以人為(wei)本(ben),在污(wu)(wu)染(ran)(ran)源處(chu)消除污(wu)(wu)染(ran)(ran),從(cong)根本(ben)上(shang)改善了室內外空氣(qi)品質及工作人員的工作環境;從(cong)污(wu)(wu)水處(chu)理(li)廠(chang)(chang)的無(wu)害化(hua)等(deng)和有效保護環境的角(jiao)度出發,離子法凈(jing)化(hua)污(wu)(wu)水處(chu)理(li)廠(chang)(chang)的氣(qi)態污(wu)(wu)染(ran)(ran)物,是(shi)非常有前(qian)途(tu)的。
表3是對某個城市污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理(li)廠的(de)除(chu)臭(chou)工藝進(jin)行的(de)技術(shu)經濟(ji)比較。該(gai)廠采(cai)用中途泵站加壓提(ti)升進(jin)水(shui)(shui),因而免去了進(jin)水(shui)(shui)泵房;污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理(li)采(cai)用渦流沉砂和微孔曝氣氧化溝的(de)方式。根據工程的(de)實際情(qing)況,污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)廠對污(wu)(wu)(wu)泥脫水(shui)(shui)車間進(jin)行了除(chu)臭(chou)設計。
表(biao)3 技術經濟比較表(biao)
凈化方法
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生物法
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高能離子法
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凈化氣體
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不同氣體用不同生物(濾材)
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各種氣體
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溫濕度、PH值、氧氣含量、營養成分
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要求嚴格控制
|
不需要控制
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總耗電量
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90-100kW
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18-20kW
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除臭方式
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被動方式,將所有污染場所的氣體轉移出來集中處理,依靠稀釋降低室內臭氣濃度,難以從根本上改善工作環境,僅僅能夠解決室外空氣污染問題。
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主動方式,系統獨立,在污染源處消除污染,扼制其擴散;同時能滿足活性氧離子量,從根本上改善工作環境,處理后的氣體直接排入大氣,一步到位地解決污染問題。
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設備初期投資費用
|
400-500萬元
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200萬元
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年運行成本
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40萬元/年
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8萬元/年
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占地
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需要物,如配電室、控制室、鼓風機房、過濾池等,占地較大。
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無需考慮其占地面積,節約土地
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維護
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設備維護復雜,儀器儀表維修量大
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系統設備維護簡單,維修量小。
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防腐
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污染源直接接觸設備及管道,尤其是在密封空間的環境中,溫度高,濕度大,因此腐蝕嚴重。
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由于該系統可使離子空氣“罩住”污染發生源表面或充滿被污染的空間,所以對設備、管道無腐蝕。
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操作
|
需要進行專業培訓,操作復雜。
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系統培訓后易于掌握,操作簡單。
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使用
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工藝復雜,不能隨時運行或關閉
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使用方便,系統可隨時運行或關閉。
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設備體積、重量
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大型設備多,體積大。安裝時鼓風機基礎需要單獨處理。
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小型設備,體積小,重量輕。安裝無特殊要求。
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噪音
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因各個場所的臭氣要先集中再處理,因而系統管路長、阻力大,需要配置排風機,噪音大,部分設備還要做減振、隔音等特殊處理
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單機噪音低于32分貝,送風風機噪音最大不超過76分貝,符合國家規范要求,無須做隔音處理。
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自控
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工藝過程復雜,必須采用PLC控制方式。
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可選擇自控或手控方式。
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處理效果
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達國標排放
|
達國標排放
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根據以上技術(shu)、經濟比(bi)較,確定污水處(chu)理廠的(de)除臭方法(fa)采用高能離子法(fa),其除臭設計的(de)換氣次數為脫(tuo)水機房 8次/小時。
4. 結論
綜上所述,幾種除(chu)臭(chou)方法各有特點,而利用H2O2和高能離子脫(tuo)臭(chou)則(ze)是以后及(ji)未(wei)來發(fa)展的(de)主要(yao)方向。在利用各自(zi)的(de)優(you)點基礎上,加以改進、優(you)化,達到造福(fu)于民的(de)目的(de)。

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