前言
長(zhǎng)期以來，由于資金、認(rèn)識(shí)等方面的限制，我國(guó)污水處理廠及其相關(guān)設(shè)施的建設(shè)極少考慮臭氣的處理問題。但隨著近年公眾環(huán)保意識(shí)的逐步提高以及城市的飛速發(fā)展，有關(guān)污水處理設(shè)施臭氣影響市民生活質(zhì)量和健康的投訴案例屢見報(bào)端，呈上升的趨勢(shì)。在凈化保護(hù)水環(huán)境的同時(shí)，如何處理好臭氣已成為我們廣大環(huán)境保護(hù)工作者當(dāng)前急需解決的課題之一。在這方面，許多發(fā)達(dá)國(guó)家走在我們的前面。本文借此機(jī)會(huì)就日本的脫臭技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，供同行交流。
1污水處理設(shè)施臭氣物質(zhì)成分及其衡量指標(biāo)
根據(jù)日本惡臭防止法的說明，特定的惡臭物質(zhì)有22種之多。但源于城市污水處理設(shè)施的臭氣，與污水的來源有關(guān)，主要以H2S、CH3SH、（CH3）2S、（CH3）2S2、NH3、（CH3）3N等六種物質(zhì)為主。在實(shí)際應(yīng)用中，除臭設(shè)備的設(shè)計(jì)常以H2S等前5種成分為考慮對(duì)象，（CH3）3N則忽略不計(jì)。
對(duì)于臭氣物質(zhì)，日本常用的發(fā)臭程度衡量指標(biāo)主要有：
（1）臭氣物質(zhì)濃度：?jiǎn)挝籶pm
�。�2）臭氣濃度：將臭氣稀釋至無臭感覺時(shí)的稀釋倍數(shù)
（3）臭氣指數(shù)：10乘以臭氣濃度的對(duì)數(shù)，即10×Log（臭氣濃度）
（4）六級(jí)臭氣強(qiáng)度評(píng)價(jià)法：
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0級(jí)
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無臭
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3級(jí)
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臭味明顯
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1級(jí)
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微有臭氣感覺（儀器檢知）
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4級(jí)
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臭氣較強(qiáng)
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2級(jí)
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略有臭味的感覺（嗅覺感知）
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5級(jí)
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強(qiáng)烈惡臭
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2.5 3.5級(jí)：為防止臭氣擴(kuò)散影響周圍環(huán)境，日本惡臭防止法對(duì)污水處理設(shè)施與周邊外界交界處惡臭成分的物質(zhì)濃度允許值，依據(jù)地域的社會(huì)、自然條件做出了詳細(xì)規(guī)定，其相應(yīng)的臭氣強(qiáng)度上、下限分別為2.5和3.5。
相對(duì)于前3種衡量指標(biāo)，六級(jí)臭氣強(qiáng)度評(píng)價(jià)法簡(jiǎn)潔明了，易于公眾接受和理解，常用于代替物質(zhì)濃度來表示臭氣的程度。上述各臭氣程度衡量指標(biāo)間的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表1、2所示：
表1 六級(jí)臭氣強(qiáng)度和惡臭物質(zhì)濃度（ppm）的關(guān)系
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強(qiáng)度名稱物質(zhì)濃度
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1
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2
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2.5
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3
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3.5
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4
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5
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NH3
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0.1
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0.6
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1
|
2
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5
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10
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40
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|
CH3SH
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0.0001
|
0.0007
|
0.002
|
0.004
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0.01
|
0.03
|
0.2
|
|
H2S
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0.0005
|
0.006
|
0.02
|
0.06
|
0.2
|
0.7
|
8
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|
（CH3）2S
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0.0001
|
0.002
|
0.01
|
0.05
|
0.2
|
0.8
|
2
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（CH3）2S2
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0.0003
|
0.003
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0.009
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0.03
|
0.1
|
0.3
|
3
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（CH3）3N
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0.0001
|
0.001
|
0.005
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0.02
|
0.07
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0.2
|
3
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表2 臭氣強(qiáng)度和臭氣指數(shù)、臭氣濃度的關(guān)系
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臭氣強(qiáng)度
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臭氣指數(shù)
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臭氣濃度
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2.5
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10-15
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10-32
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3.0
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12-18
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15-63
|
|
3.5
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14-21
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25-126
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2污水處理設(shè)施臭氣主要成分的物質(zhì)濃度
地域不同，水質(zhì)各異。產(chǎn)生臭氣的物質(zhì)和濃度隨著季節(jié)的更替，各廠處理工藝、工段（設(shè)施設(shè)備）的不同而變化。設(shè)計(jì)臭氣處理設(shè)施，首先需要了解臭氣的主要成分及其濃度。事實(shí)上，對(duì)于新建的污水處理設(shè)施，實(shí)測(cè)的臭氣數(shù)據(jù)往往較難得到。日本下水道事業(yè)團(tuán)技術(shù)開發(fā)部在統(tǒng)計(jì)匯總該國(guó)污水處理廠運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上，提出標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法污水處理廠臭氣物質(zhì)及其濃度（物質(zhì)濃度、臭氣濃度）的參考數(shù)據(jù)，如表3所示：
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臭氣成分
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物質(zhì)濃度ppm（污水處理部）
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物質(zhì)濃度ppm（污泥處理部）
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H2S
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0.6
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30
|
|
CH3SH
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0.07
|
3
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（CH3）2S
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0.04
|
0.4
|
|
（CH3）2S2
|
0.005
|
0.4
|
|
NH3
|
0.4
|
2
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綜合臭氣濃度
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1,000
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100,000
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3臭氣處理工藝簡(jiǎn)介
設(shè)計(jì)臭氣處理工藝設(shè)施，首先應(yīng)采取必要措施盡量避免臭氣的擴(kuò)散和稀釋，以最大限度地減少脫臭風(fēng)量負(fù)荷。在此，本文不做描述。
�。�1）藥液洗脫法
利用臭氣成分與化學(xué)藥液的主要成分間發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)生成新的無臭物質(zhì)以達(dá)到脫臭的目的。臭氣成分不同，其對(duì)應(yīng)的化學(xué)藥劑也各異；本法常配活性炭吸附塔于其后。
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化學(xué)藥劑
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去除的臭氣物質(zhì)
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酸液（鹽酸、硫酸等）
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NH3及胺類
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堿液（氫氧化鈉等）
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H2S及低級(jí)脂肪酸類
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氧化劑溶液（NaCl2O、H2O2、O3、K2MnO4、K2CrO4）
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H2S、 CH3SH和醛類物質(zhì)
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水
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NH3及胺類易水解性物質(zhì)
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�。�2）土壤脫臭法
利用土壤中生存的微生物在臭氣通過土壤時(shí)將其成分氧化分解，達(dá)到除臭目的。該法在脫臭過程中應(yīng)用了微生物，故也稱為生物脫臭方式的一種。
土壤脫臭法在處理高濃度或濃度變化較大的臭氣方面，不太充分。此外占地較大（1m3／分的處理風(fēng)量需要3～5㎡土地），一般適用于臭氣濃度低以及土地充裕的地方。
為保證土壤脫臭法的脫臭性能，要時(shí)常注意土壤床的壓力變化。
當(dāng)壓力損失上升時(shí)，需松動(dòng)土層或更替過濾砂層，同時(shí)加強(qiáng)出草、澆水等日常管理。一般而言，土壤脫臭法的建設(shè)費(fèi)用比其他方式要低，但維護(hù)管理工作量較大。在常年積雪和土壤容易凍結(jié)的地方采用要慎重考慮。
吸附法這是一種以活性碳為原料，利用活性炭的吸附功能對(duì)臭氣進(jìn)行處理的除臭方式。鑒于它脫臭效果良好，維護(hù)維護(hù)容易而被廣泛應(yīng)用；雖然建設(shè)費(fèi)用較高，但對(duì)于小型處理裝置來說，本法比藥液洗脫法相對(duì)還便宜一些。
由于活性炭的吸附能力極易受臭氣中的潮氣、灰塵等雜物的影響而下降，為防止活性炭受潮，常需在脫臭管道上安裝除濕、除塵裝置，如在脫臭吸附塔的前面以及抽風(fēng)扇等處設(shè)置加熱器等。
（3）填充塔式生物脫臭法
所謂生物脫臭，即利用好氧微生物的新陳代謝作用，將臭氣成分氧化分解而實(shí)現(xiàn)脫臭的目的。近年來，隨著性能優(yōu)良的固定化填料單體的開發(fā)，填充塔的高效性和結(jié)構(gòu)的緊湊性等優(yōu)點(diǎn)得到充分體現(xiàn)，逐漸成為生物脫臭裝置的主流。與普通物理化學(xué)脫臭方式相比，它具有管理維護(hù)容易、運(yùn)行費(fèi)用低、脫臭效果好的優(yōu)點(diǎn)。該法對(duì)污水處理過程產(chǎn)生的富有N、S成分臭氣的處理效果優(yōu)良，同時(shí)對(duì)臭氣濃度變化幅度大、以及吸附藥液洗脫法難處理的高濃度臭氣均具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)用中常將它與活性炭脫臭結(jié)合使用，利用它高效的前處理，降低活性炭再生、更換頻率，從而減少運(yùn)行費(fèi)用。
�。�4）其他
�、倩钚晕勰嗝摮舴ǎㄆ貧庋趸ǎ簩⒊魵馀c供氧的空氣一同送往曝氣池，利用池中的活性污泥吸附分解臭氣成分，達(dá)脫臭目的。本法設(shè)備投資、維護(hù)管理費(fèi)較少，但需注意鼓風(fēng)機(jī)與配管等的防塵和腐蝕保護(hù)，另外活性污泥特有的氣味也應(yīng)事先考慮到。
②樹脂離子交換法、臭氧氧化法：尚在實(shí)驗(yàn)探討階段，其除臭效果和相關(guān)因素未有全面評(píng)價(jià)，應(yīng)用時(shí)需充分論證。
�、壑苯尤紵ā⑤o助燃燒法：確有脫臭功效。但污水處理設(shè)施所發(fā)生的臭氣濃度一般不太高且氣量很大，相對(duì)而言建設(shè)投資和運(yùn)行管理費(fèi)用都很高，采用時(shí)要謹(jǐn)慎考慮。
4四種常用脫臭工藝比較
四種常用脫臭工藝比較見下頁表4。
5脫臭工藝應(yīng)用建議
除臭設(shè)施的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)污水（泥）處理流程，針對(duì)臭氣濃度高低、風(fēng)量大小等參數(shù)的不同而區(qū)別考慮：
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臭氣源
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脫臭工藝
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沉砂池、初沉池
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活性碳吸附／土壤脫臭／活性污泥法脫臭1＃
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反應(yīng)池
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活性炭吸附（必要時(shí)）
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二沉池
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原則上不需脫臭
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污泥濃縮、存儲(chǔ)、脫水系統(tǒng)
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填充塔式生物脫臭法＋活性炭吸附
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污泥焚燒、熔融系統(tǒng)
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燃燒脫臭或填充塔式生物脫臭法＋活性炭吸附2＃
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污泥堆肥系統(tǒng)
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水洗法或化學(xué)藥液洗脫法或填充塔式生物脫臭＋活性炭吸附
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注：1＃：當(dāng)臭氣的濃度高于表三所列數(shù)值時(shí)，可設(shè)置填充式生物脫臭塔作為前處理。
2＃：采用污泥焚燒爐對(duì)臭氣進(jìn)行燃燒處理，需考慮焚燒爐不運(yùn)行時(shí)的處理對(duì)策。
另外，對(duì)于小規(guī)模的污水處理廠，水泥區(qū)的臭氣也可統(tǒng)一采用填充式生物脫臭塔＋活性炭吸附法或視其臭氣量的多少單獨(dú)應(yīng)用活性炭吸附法進(jìn)行處理。
表4四種常用脫臭工藝比較表
| 脫臭法 | 藥液洗脫+活性碳吸附 | 活性碳吸附 | 土壤脫臭 | 填充塔式生物脫臭+活性碳吸附 |
| 概要 | 利用酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)的氧化、中和反應(yīng)將臭氣成分分解去除。 未分解的臭氣及藥品的氣味由后段的活性炭吸附塔除去�！� |
利用添加了化學(xué)藥品的活性炭的物理吸附及其中的化學(xué)反應(yīng)將臭氣成分去除。 | 利用土壤的吸附作用將臭氣成分吸著，土壤中的微生物進(jìn)一步將其分解�！� | 利用填充層內(nèi)附著生長(zhǎng)的微生物分解臭氣。 未被去除的臭氣用活性炭進(jìn)一步處理。 |
| 脫臭性能 低濃度臭氣 高濃度臭氣 |
◎ ◎ 臭氣濃度越高除臭效果越明顯�！� |
◎ △ 對(duì)低濃度臭氣處理效果好。 對(duì)于高濃度臭氣則需要頻繁更換活性炭。 |
◎ × 不用于高濃度臭氣處理。 微生物易受溫度、水分等環(huán)境因素的影響�！� |
◎ ◎ 對(duì)高濃度臭氣的處理性能優(yōu)越。 后段吸附塔出口的臭氣強(qiáng)度可達(dá)2.0以下�！� |
| 需要空間 （活性炭法所需空間為1） |
○ 1.2--1.5 |
◎ 1 用地面積最少 |
× 4～6 室外需有寬闊的空地 |
○ 1.2～1.5 與藥液洗脫法一樣 |
| 維護(hù)管理 低濃度臭氣 高濃度臭氣 |
△ △ 各種風(fēng)機(jī)、控制設(shè)備繁多，維護(hù)繁雜。需要定期（2-4周/次）補(bǔ)充藥品。 廢液也需處理 |
◎ △ 管理容易，對(duì)于低濃度臭氣，約半年-1年要更換一次活性炭�！� |
○ △ 需定時(shí)剪草、灑水；當(dāng)壓力損失增大時(shí)要松動(dòng)土壤；如吸附層酸化則調(diào)整PH值�！� |
◎ ◎ 對(duì)于高濃度臭氣，需每年更換一次活性炭�！� |
| 運(yùn)行費(fèi)用 低濃度臭氣 高濃度臭氣 |
△ ○ 臭氣中的CO對(duì)堿的消耗量大。處理高濃度臭氣相對(duì)有利�！� |
○ × 吸附劑價(jià)格高。 若處理高濃度臭氣則費(fèi)用更高。 |
◎ × 如不考慮人工費(fèi)則運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最少�！� |
◎ ◎ 填充層一般不需更換，活性碳的壽命較長(zhǎng)�！� |
| 建設(shè)費(fèi) | △ | ◎ | ◎ 如不考慮用地費(fèi)則最便宜 | ○ 比藥液洗脫+活性碳吸附法便宜 |
| 應(yīng)用 | ◎ 特別是處理污泥臭氣�！� | ◎ 多用于低濃度臭氣處理。 | ○ | ○ 近年來呈快速上升趨勢(shì)�！� |
