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城市污水处理厂的大气污染治理方式分析

2022-02-05湖北省生态环境厅十堰生态环境监测中心王宏

区域治理 2022年10期
关键词:臭气城市污水处理厂

湖北省生态环境厅十堰生态环境监测中心 王宏

近年以来,污水处理厂的技术越来越好,并取得了一定的发展。为了真正有效治理好污水,减轻大气污染,许多城市都建立了城市污水处理厂。然而,在处理污水处理时,许多处理厂都出现了大气污染的现象。为了真正治理大气污染,加强环境保护,实现城市污水处理厂的大气污染治理,就必须要重视对于大气污染治理的技术。通过生物除臭法,化学除臭法,物理除臭法等去处理污染的大气,城市污水处理厂的大气污染就会得到更加有效的治理,最终实现环境保护的目的。

一、城市污水处理厂大气污染物概述

城市污水处理厂经常因为浓度较高的污染物质,比如污水污泥等,从而难以达到排放的标准。根据要求,就必须要把污水进行人工处理,从而使其达到排放标准,实现保护水资源保护环境的目的。很多时候,污水处理厂就因为污泥中的各种对环境不友好的物质,产生了一些有毒气体的产生。比如,一些硫化物等,在经过厌氧状态后,就容易和其他各种物质产生化学反应从而形成一些恶臭气体等。城市污水处理厂最终成为污染环境的工厂,对大气层造成危害的同时,也大大降低了城市的环境质量。因此,为了保证城市的空气质量,就必须要保证城市污水处理厂对于大气污染技术治理的技术含量。

二、城市污水处理厂的大气污染来源

城市污水处理厂大气污染的研究范围主要集中于城市的臭气排放以及处理技术。城市的污水处理厂经常产生臭气。这种臭气的来源主要分为两种,一种是直接从污水中含有的石油衍生物等发挥出来的,一种是直接从污水中的液体转移到空气中的。除此之外,经过微生物发生化学反应,污水处理厂的污水也很容易产生臭气。比如,经过厌氧菌活动,一些微生物就很容易产生气体。根据科学研究发现,臭气物质一般以各种含硫化合物或者碳氢氧化合物等形式出现,不仅容易在空气中挥发,也容易融于水中污染水资源。

(一)硫化氢

在污水中,一些蛋白质等有机物会自然分解,由此产生了硫化氢。硫化氢是一种可燃性无色气体,不仅气味难闻,也会对人体有害。当空气中的硫化氢达到一定程度时,人们就能闻到很明显的臭味。污染了空气的同时,也会对人体的嗅觉神经产生危害。且浓度越大伤害越大。在污水处理厂的污水管道中,比如污泥池等地方,经常都会有硫化氢的产生。因此,在治理污水污泥时,必须格外注意这几个场所,尽量从源头去控制好污染。

(二)氨氮污染物

城市污水处理的大部分污水都是因为工业生产所产生的废水。在工业生产中,因为一些工业制品,经常会产生氨氮污染物。尤其是其他行业生产中的氮在污染处理时进行了脱氨反应,这种情况更容易产生氨氮污染物。氨氮污染物具有毒性,也对人体有危害性。

具体而言,城市污水处理厂的恶臭气体主要为以下几个方面:一是城市污水处理厂自身的泵站等地方产生的残渣,因为多年没有清理,积累在一起就形成了臭气。比如,许多城市的大气污染都主要集中于各种污水污泥处理构筑物,尤其是污泥处理区,更是有许多污染物。二是一些污水预处理装置,因为处理过程中会有厌氧环境,因此很容易产生大量还原性恶臭物质,形成臭气。比如,在进水区域以及污泥脱水间,粗格栅栏等地方也经常出现各种氨气以及二氧化硫。这些氨气以及二氧化硫的出现也呈现出季节性,根据季节的变化而产生变化。一般而言,其浓度都是以冬春低,而夏秋高。三是城市污水处理厂的初沉池。经过进出水的冲刷,很容易将池底的臭气散发出来。四是污水生化处理装置中因为停留等原因,很容易形成厌氧环境从而产生厌氧反应,最终形成臭气。我国城市污水处理厂的大气污染主要是各种储泥池,污泥浓缩池等地方。尤其是在污水从运输管道经过时,污水与密闭管道内一直是厌氧状态。在厌氧环境下,微生物和污染物发生化学反应,这又造成了更多的臭气。而污泥也会因为经过厌氧消化区域,从而产生一些甲烷以及臭气,这也是城市污水处理最难治理的地方。五是污泥回流时,经常因为PH的变化而造成恶臭气体的产生和释放。

三、大气污染的测定方法

目前大气污染的测定及评价方法主要为两种。一种是通过人的嗅觉去判定,这仅针对一些有臭气的污染气体。一种是对有气味的气体用仪器进行测定。一般而言,前者是通过嗅检员的嗅觉来判定的,后者则可以直接对单一气体进行定性定量的分析。具体而言,主要包括以下几种方法。

(一)感官测定法

人体的嗅觉器官可以直接闻到一些臭味气体。通过嗅觉去检测带有臭味的污染气体的方法为臭气浓度法。然而,臭气浓度法中的“浓度”不同于化学物质的“浓度”。在臭气浓度法中,其“浓度”指的是将臭气样品的气味进行稀释,从而达到能够用检知阈检测到的程度,一般用稀释倍数表示。通过感官检测法,检测人员可以大致判断出有毒气体的释放。这种用法使用范围广泛,但不适用于臭味气体浓度较高,或者浓度较低的时候不太使用。如果出现浓度不合适的情况,一般都会结合其他大气污染技术一起使用。

(二)恶臭强度法

恶臭强度法是根据恶臭气味的强弱,去进行等级的划分。根据国家和地区不同,恶臭登记的分级有一定的差异。

(三)仪器检测分析法

除了嗅觉测定,还可以使用仪器分析法。仪器分析法可以通过臭气成分的物理特性等,去分析出臭气的成分和质量浓度,并据此去进行调查探索应用对策等。仪器分析法需要根据恶臭物质的反应生成物颜色,发光性,离子化等原理,用化学发光,气相色谱仪等来进行分析。不仅分析客观,且具有可重复性。而且因为仪器精确高,分析检测的结果也更加精确。更重要的,经过仪器分析法检测出来的大气污染,能够和有气体有关的原理结合起来,因此整个检测过程更加具有真实性科学性。

大气污染的成分比较复杂,甚至许多臭气浓度都不在仪器可以检测的范围。因此,使用者经常将感官测定法和仪器分析法结合起来,采用更多新的方法去量化臭气。目前,许多研究者甚至使用电子鼻,去测量出污染治理厂中大气污染的情况。一些人也通过使用数学离散模型,去直接预测分析出污水中的臭气情况,并取得了较好的效果。一般而言,我国的大气污染浓度标准测定中,氮氢化合物一般采用分光光度法,而硫化物等均可以使用气相色谱法,甲硫醇等比较复杂的大气污染则需要使用配套的气体浓缩设备。

四、城市污水处理厂的大气污染治理技术

目前,世界上有很多国家都使用物理脱臭技术,化学脱臭技术等,去处理大气污染。甚至一些小型的污水处理厂也使用脱臭技术进行脱臭。根据污水的不同,排放标准等,综合考虑选择合适的大气污染治理技术。

(一)物理脱臭技术

物理脱臭技术包括水洗法,活性炭吸附法,浓缩法等。这种方法基本没有任何副作用,不产生多余的其他有毒物质,且操作简单,经常在各种治理厂得到使用。

经过将城市污水处理厂中的污染气体和水融合在一起,物理脱臭法让臭气中的氨气,硫化氢等直接与水溶解,从而直接去除掉大气中的臭气。除了利用污染气体可溶于水的特性,治理厂还可以利用活性炭的吸附性质,去吸附大气中的有毒物质。比如,当臭气与活性炭接触时,其中有毒的一些物质就会被活性炭吸走,从而达到除臭效果。而浓缩法就是通过浓缩不同污泥中固液比重的不同,将污泥中的有毒物质和液体相分离,并最终利用离心力去处理系统中固体的沉淀,达到除掉有毒物质的目的。

(二)化学除臭技术

化学除臭技术一般包括活性氧化法,燃烧法等。化学除臭技术使用广泛,通过有毒物质所具有的化学特性,几乎可以使用在每一种有毒气体中。和物理除臭技术相比,化学除臭技术可以一次性用于大量的污染气体中。这比物理除臭法方便很多,且具有高效性,因此应用广泛,经常在大气污染治理厂中得到应用。

比如,当污水处理厂的大气污染排放量大,就可以采用湿法化学吸收法。湿法化学吸收法就是利用一些有毒物质溶于水且能与特定化学物质发生化学反应的特性,去处理掉空气中的污染物质。这样处理的大气污染治理,过程不仅高效,而且可靠稳定,效果比较好。一般而言,通过湿法化学吸收法得到的气体,其硫化氢的去除率达到了99%以上。

而活性氧氧化法则是利用高压脉冲放电,从而将空气中的氧分子分离成自由基,臭氧等。之后,再让活性氧和污水中的臭气进行反应。这不仅能大大降低臭气的浓度,同时也能保护环境。在使用活性氧化法的过程中,因为过程比较复杂,但是因为对于硫化物等有毒物质非常有效,因此经常适用于一些臭味气体浓度低的处理厂中,帮助处理厂有效去除硫化氢等特定污染物。

燃烧法则是经过燃烧产生的热能,去挥发出大气中的恶臭气体。但是这种技术有可能产生二次污染。倘若操作过程有任何不当,就能直接危害环境,对人体造成一定的危害。因此,在使用燃烧法的时候,必须要考虑到燃烧后产生的有毒物质情况,倘若产生二次污染,则尽量不使用,或者尽量想办法再进行二次除臭。

(三)生物脱臭法

生物除臭技术包括土壤除臭法,生物洗涤法以及活性污泥法等。一般而言,生物除臭技术都是利用微生物与有毒物质发生反应,从而降解污染大气中的有毒物质。通过生物除臭的方法,一般都具有无污染性,且治理高效,能很好地实现对于大气污染的目的。具体而言,生物除臭的方法主要有以下几种。首先是土壤除臭法,这是最简单最常见的生物除臭法。通过生物滤池法,可以将污染的大气加湿。利用微生物以及生物滤层,土壤除臭法可以很好地吸收臭气中的有毒物质。在土壤中有很多微生物,经过与微生物的化学反应,有毒气体就会分解成其他无机物以及二氧化碳。除此之外,在国际上也正在使用大范围的生物膜反应器。通过生物膜上生长和悬浮的微生物,让气体经过生物膜时可以与微生物发生发应,从而达到分解臭气中的物质的目的,这样既能达到除臭的效果,同时也能避免因为滤池的阻力以及其他原因而产生的堵塞问题

而活性污泥除臭法是通过将污染气体和悬浮泥浆混合液混合,使其再经过反应器,最后再与微生物反应而实现的除臭技术。在反应器中,污染气体会和其中的微生物发生反应,使污染物质得到降解。例如,日本的污染大气处理厂就是采用活性污泥除臭技术。通过常温干燥已经处理后的污泥液,再利用微生物的生理活性去处理污泥液,使污泥液能够与污染气体进行结合并最终产生新的液态物质。这样不仅能够降低空气中污染物的浓度,同时也能净化空气去除有毒气体。曝气活性污泥除臭法是通过曝气池,将恶臭气体中的污染物质去除掉。在曝气池中,有活性污泥,可以直接与气体发生微生物反应。比如,上海市污水处理厂就是利用在曝气池中进行活性污泥反应,并利用微生物使其发生氧化反应和硝化反应,最终通过搅拌混合,脱氮脱氨物生成后去进行曝气处理。一般而言,经过这样处理的污泥将会直接进入离心脱水机里进行沉淀。经过沉淀,污泥中的颗粒物就会和液体相分离。最后直接将污泥进行脱磷,之前的污泥就变成不再具有臭味和有毒性的物质了。

(四)其他除臭法

在国际上,一些国内外城市正在使用高能粒子除臭技术。高能粒子除臭技术是利用室内的离子发生装置,依托发射出的正负离子,去有效结合室内空气中的气体,从而让颗粒较大的粒子直接下沉,让空气真正得到净化。城市污水处理厂的大气污染经过高能粒子处理技术,便可以有效去除掉污染空气中的细菌,以及一些其他硫化物等。这不仅能够除臭,同时也去除掉了空气中一些污染物质,降低细菌的浓度。高能粒子除臭技术非常适用于需要净化空气的场合。

五、改善城市大气污染的几点对策

在使用大气污染处理技术的同时,也需要各个部门和城市市民的配合。只有大家一起齐心协力,重视大气的质量,才能真正治理好城市大气污染,让环境变得更好。

(一)加大环保型高科技企业扶持力度

城市大气污染的主要源头基本就是污水厂的污染治理。一般而言,要对污水厂进行全方位的深度治理,显然是有很多困难的。因此,必须首先改革污水厂的生产模式和污水治理的理念,尤其是对于三高企业而言,政府必须要严厉打击,使其能够按照标准办事。除此之外,对于能够治理大气污染水污染的专业人才,也必须要积极引进。只有专业的环保人员能够进入企业,企业才能更好地实现环保生产模式。

(二)根据环境气体排放标准,严控大气污染源

虽然大气污染是因为经济发展过程中产生过多的污染物质所导致。但是为了经济发展,也不能直接从源头直接放弃经济发展。尤其是在如今科技发展的时代,污水处理技术的发展,也为治理厂大气污染提供了更多的可能。因此,相关政府部门必须要严格把控环境治理的标准,努力减少企业向空气中排放污染大气,既保证经济发展的同时,也力求环境的保护。

(三)转变传统工艺生产模式,降低大气污染

在污水生产过程中,不应该继续延续以前粗放的生产模式,而是要重视企业经济发展中对于环境的污染。只有力求干净,节省,减少空气中二氧化硫物质的大气污染物排放,并且努力将新型污水厂与现代科技相互结合,才能真正做到高效清洁的工艺生产。

(四)做好恶臭物质的源头防治

很多时候,从源头上治理污染,会更加直接有效地控制住环境中的空气污染。比如,在进行污水的一级处理时,可以通过清洗污泥池,脱水装置等,去保证导致臭气的物质的减少。同时,也可以及时清洗生物滤池,并且保持一定的干燥度。这样就能避免堵塞现象。除此之外,也应该人工加大循环水量,并实时监测氧化沟等区域,降低污水处理装置的堵塞概率等。

六、总结

总而言之,在对治理厂大气污染的处理过程中,必须重视每一个环节的处理,尽量防止导致臭气产生的物质的堆积。同时,一些特殊装置也应该尽量定期清洗,进行干燥等。甚至可以通过监测,去恰当地保证恶臭物质对于污水装置的影响。为了更好地实现对于大气污染的治理,治理厂还可以根据实际情况,去采用不同的治理技术,比如生物过滤法,物理除臭法,化学除臭法等,去合理去除掉臭气中的有害物质。除此之外,相关政府部门也应该严格把控环境标准,企业也应该积极改进生产模式,并做好从源头上防治大气污染。只有从多方面去治理治理厂的大气污染,才能更好地保证治理厂治理大气的效果。

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