钱冰冰

（苏州优乐蜂环保科技有限公司，江苏 苏州 215000）

1 工业废水处置中的常见废气种类

1.1 工业废水的主要类别

在各种工业生产活动中，都会用到水，由于工业生产和技术应用的影响，使生产过程中产生的废水出现了相对较大程度的危害。当前，依据废水的实际污染根源分类，可以分为无机废水、有机废水、酸碱废水等等，而若是以行业来划分，则可以分为化工废水、印刷废水、电镀废水、制革废水及一般性工业废水等[1]。

1.2 废水处理的主要形式

当前我国对于工业废水处置的方式主要有物理处理，化学处理及生物处理等技术。物理性处理主要依据污染物的物理特性，在不改变废水化学污染成分的前提条件下进行的处理，是充分利用物理学原理及相关知识，通过加入具有物理性质的物质，如：可以利用吸附及萃取技术对废水进行处理。化学处理则主要是通过利用化学试剂对废水进行处理，如：利用氧化原理对废水进行沉淀、降解等，都属于化学废水处置方法。而生物处理法主要有生物吸附、活性污泥法及生物絮凝等。

1.3 废水处置中产生的废气

一部分工业废水中污染物的浓度比较高，例如纺织行业的废水、制革行业的废水等，其中会含有较多的含氮物质、含硫物质，所以在对这部分废水进行处理时，无论是在预处理还是在生化处理过程中，都不可规避地会产生硫化氢气体，并伴随大量的恶臭气味。此外，如果是化工类、制药类废水，其中的烃类物质在废水处理活动中会挥发，并形成有机废气，也就是就是常说的VOCs。

2 废水处理中产生废气的危害性探析

在对工业生产中形成的废水实行处理时，经常会产生一些废气，其中，恶臭气体以及VOCs（有机废气）是最常见的两种废气，因此要着重对其危害性进行探讨。

一方面，恶臭气体种类繁多，目前已达4000多种，对人体及环境危害性较大，较为常见的主要是硫化氢，氨气、苯乙烯、甲硫醇等物质。恶臭气体不仅成分复杂，影响范围也较大，如果不经有效地处理就释放到环境中，那么当人们接触到这类恶臭气体时，就会对呼吸系统产生影响，严重时会出现出恶心、呕吐的症状。如果这类恶臭气体的浓度进一步增加，还可能影响血压，甚至造成急性中毒等。经常接触这些恶臭气体还会造成内分泌系统功能发生紊乱，扰乱神经系统，影响精神状态及机体代谢。此外，恶臭气体除了对人类危害性比较大之外，对于植物的干扰也十分显著，导致植物不能正常生长。

另一方面，VOCs常见的污染物质主要有芳香族化合物，碳氢类化合物以及酮类、酚类、醛类等含氧化合物。其不单气味刺鼻，并且毒性也比较大，当人和动物长期接触这种废气后，体内的器官极有可能出现病变，对大脑以及神经中枢系统造成伤害，例如诱发癌症等。另外，VOCs大多具有一定的光化学活性，会对臭氧含量形成干扰，也是PM2.5形成的主要原因，继而导致生态环境的损坏。因此，对工业废水处理过程中产生的各种废气进行处理是十分必要的。

3 工业废水处置中常见的废气治理技术

3.1 燃烧治理技术

燃烧治理是开展废气治理工作时经常用到的一种处理技术，也是废气治理效果较为明显的一种废气处理方法，特别是对VOCs、恶臭废气的处置。通过燃烧处理技术进行处理成效极高且较为便捷。利用燃烧技术可以将工业废水处理时产生的VOCs、恶臭废气在燃烧的作用下，转变成一种对人体无害的物质后再进行排放，从而达到废气治理的目标。

目前常见的燃烧处理技术主要有蓄热室焚烧（RTO）和催化燃烧。

3.1.1 蓄热室焚烧法

蓄热室焚烧法的原理是在高温条件下，将废气中的有机物氧化达到净化的目的，氧化后分解成水和二氧化碳。RTO一般由RTO炉体（包含蓄热室和氧化室）、燃烧系统、蓄热体等构成，该方法可以处理浓度较高且热值高的废气，其中的蓄热体可以将热量进行回收用于废气的预热环节，节能且环保，但该方法需要持续的辅助燃料补给以维持高温燃烧需要达到的温度，且设备易腐蚀，因此处置成本较高。

3.1.2 催化燃烧法

催化燃烧，顾名思义，即是通过催化剂的作用来完成废气的燃烧处理工作。该方法充分利用催化剂自身的特点，使废气在充分燃烧过程中分解，使复杂的化学成分变得更加简单，再经过较为繁琐的化学反应，最后只剩下二氧化碳与水两种物质，不仅具备节能环保的特点，同时也具有较高的处理效能。在催化剂的作用下，废气不仅能被充分燃烧，而且可以在较低的燃点下进行燃烧，减少了燃料的使用量。但此种处理形式对于设备的要求较高，不但设备环境要耐氧化及耐高温，且更要具备较强的抗干扰能力，才能使整个处理工艺更加顺畅，提升整体治理的品质。

3.2 吸附技术

吸附技术也是工业废水处理过程中处理产生废气的关键技术，吸附技术主要应用活性炭作为吸附材质。活性炭具有强大的气体吸附能力，不但可以对有毒气体进行吸附，还具备较好的除异味功效，因此对于恶臭气体的处理效果极佳。由于活性炭材质表面为较多的孔隙结构，可以对小分子气体进行充分吸收，并通过对恶臭气体进行预处理的方式，达到较好的废气治理效果。在实际应用时，技术实施的过程较为简单，可以满足多种气体排放标准的要求。但活性炭在使用后，需及时进行清理及更换，因而维护成本较高，如果不进行合理的控制，还可能产生二次污染，导致吸附技术应用的难度增大。

3.3 生物处理技术

该技术主要是在一定条件下，通过微生物对污染气体进行降解，并利用废气中的成分（如氮、磷、硫等）作为微生物自身生长的营养物质，使废气成为无毒害作用的气体或其它稳定的物质。在利用微生物进行废气处理时，气体污染物首先与微生物接触，将生物体自身的作用传到生物体的内部，再利用微生物正常的代谢作用分解有毒气体。

生物处理技术一般有洗涤法、过滤法和滴滤法三种，生物洗涤处理采用活性污泥进行废气降解。生物过滤和滴滤处理均采用生物活性填料进行降解。

利用生物处理技术需要根据废气种类及成分选择预处理工序。如除油预处理，是经脱油层去除废气中油类等物质；洗涤预处理是去除废气中可能含有的颗粒物，并充分利用处理设施的塔状结构及具备特殊性能的填料减少气体整体的浓度值，为后续的废气治理工作打下坚实的基础。

经预处理后的废气进入生物塔，对预处理后的气体进行生物化处理，并对有毒气体进行充分地降解。然后，通过负压离风机避免毒害气体外漏，更好地保护了环境。最后通过排放塔将达到排放标准的气体进行排放。

3.4 吸收处理

吸收处理主要指喷淋塔洗涤吸收处理。由于恶臭和VOCs废气中含有可溶于水的成分，通过气体、液体大面积接触，气体中的污染物被吸收至液体中得以去除，通过气液接触后的洁净气体排至大气中，达到去除污染物的目的。

污水站的废气经收集（一般为加盖收集）后，通过风机将废气引至喷淋吸收塔内部，进行气液逆向吸收，即液体（一般为水）自塔顶以雾状形式向下喷洒，废气则向塔顶扩散，达到气、液充分接触，从而完成物理吸收，经处理后的洁净气体由洗涤塔上端排气管道排出。

一般情况下，为提高处理效率，会在洗涤塔内设置填料层，以增大气液混合度。也可以根据废气种类，在吸收液中加入可与废气反应的化学药剂，如酸液，碱液等，使其与废气发生反应，进一步去除有害物质。

喷淋洗涤法优点为操作简便，且日常的维护都较为简单，主要成本即化学药剂的使用。该方法常常用在废气的预处理工段，对于成分复杂、浓度较高的废气，由于超过洗涤吸收饱和限度，并不能达到很好的处理效果。

3.5 臭氧氧化处理

依据氧化工作的原理，应用强氧化剂臭氧，使废气充分进行氧化作用，在该过程中，臭氧分解产生活性氧，活性氧与废气反应产生相应的氧化物质，如：水、二氧化碳等物质，使污染性物质转化为无污染物质。在参与有机物废气氧化反应过程中，臭氧反应速度快，且无二次污染[2]。

由于单一地选择臭氧进行氧化处理，会需要较高浓度的臭氧，且氧化去除污染物所需的时间较长，因此一般选择臭氧催化氧化技术。通过选取催化剂，与臭氧结合，使臭氧在催化剂作用下分解成强氧化性的中间物质，以提高单位时间内的臭氧氧化能力。

臭氧催化氧化反应过程主要包括两部分，臭氧分解以及有机物的氧化。其机理是通过催化剂的作用，使臭氧分解成具有强氧化性的自由基[3]。该处理工艺需要有源源不断的臭氧供给，一般由臭氧发生器主机及催化处理装置构成。臭氧氧化处理易于操作，运维也较为便捷，且其催化物料使用周期长、耗能低。但是需要对废气进行预处理，要经过去除颗粒物、酸碱性物质等工序。

3.6 低温等离子体

等离子体是由大量的带电粒子组成的离子化气态物质，是继气态、固态、液态之后的物质形态的第四态。无论哪种气体，在合适的条件下，都会产生相应的电离现象[4]。该处理方法主要通过放电过程产生的低温等离子体，其具有较高的电子能量，并含有大量的激发态粒子，空气中的水分子、氧气分子也会在电场作用下产生氢、臭氧、羟基氧等活性基团，各种气体分子组团在等离子体的作用下碰撞，将能量转换成内能，并通过被激化、解离等作用，实现氧化或还原反应，将废气中的有毒、有害污染因子转化成无毒、无害的物质。其主要工作原理示意图见1。

图1 低温等离子体法主要工作原理

低温等离子体处理方法适合于处理浓度低及大风量的有机废气，但是根据目前的研究，单纯的低温等离子对污染物的去除效率并不高，在实际操作中往往采用低温等离子协同技术，即在低温等离子体技术中引入催化剂，引导反应的定向转化。根据废气特性，选择合适的催化剂，可显著提高废气处理效率，对臭气的治理更为有效[5]。

3.7 UV光解技术

UV光解处理技术的作用原理是以紫外光作为能量，通过催化剂，将废气中的有机物质裂解为小分子无污染物质（即水和二氧化碳）的过程。首先在紫外线光能的照射下，催化剂获取能量后，可将气体中的水分、氧气等激发成具有强氧化性的氢氧自由基、活性氧等，以此来解离氧化的废气分子，从而达到净化的目的。该方法能够有效去除有机废气，恶臭等，脱臭效果良好，设备运行管理便捷，但是对催化剂的要求较高，副产物较多，选择使用时需考虑废气种类。

4 治理方法对比分析及联合处理

通过对以上污水站废气处理方案进行对比分析，总结其优缺点，具体见表1。

表1 污水站废气处理技术优缺点分析

根据以上分析，不同的废气处理方法均具有优劣性，单一的处理方式很难达到处理要求。对于每个污水处理装置，其产生的废气种类和浓度各不相同，可根据实际情况选择联合处理，满足处理要求。目前，常见的联合处理方法如：喷淋洗涤+水汽分离+活性炭吸附、吸附+氧化法、喷淋+生物处理、低温等离子+吸附处理、UV光解+生物处理等。

5 结语

随着工业建设的不断深入，在促进地方经济提升的同时，也对人们的生存环境造成了严重影响。为了保证工业建设的可持续发展，在工业建设领域实施环境保护势在必行。在目前的工业生产中，很难避免更多废水的产生。为了控制废水对环境造成污染，各工业企业都建立了废水处理装置，但是在处理废水时，如果对处理过程产生的废气不进行治理，仍然会对环境造成较大的危害，因此，必须控制由于废水处理装置运行产生的二次污染。相关部门也已经加大了对废水处理中废气治理工作的重视。因此相关企业应对这项内容予以重视，采取催化燃烧处理、物化吸收处理、等离子废气处置等诸多技术或协同处置，来完成废水处理中产生的各类废气的处置工作，只有这样，才可以确保工业废水得到彻底地处理。企业还应根据所产生的废水特性及规模等选择合适高效的处理方案。