恶臭气体评价及控制措施探讨

文_光喜萍 山西省环境保护技术评估中心

1 恶臭气体的来源及分类

1.1 恶臭气体来源

随着经济的发展,恶臭的产生源也不断增加,主要有化工企业、污水处理厂、污水渠、垃圾转运、垃圾堆放、垃圾填埋、垃圾焚烧、畜牧业、家禽养殖、堆肥以及由餐馆、快餐店、垃圾堆放、下水道、室内装修等。

1.2 恶臭气体分类

恶臭气体从其组成可分为五类：一是含硫化合物,如硫化氢、硫醇类、硫醚类等；二是含氮的化合物,如氨、胺类、酰胺、吲哚类等；三是卤素及其衍生物,如氯气、卤代烃等；四是烃类,如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等；五是含氧的有机物,如酚、醇、醛、酮、有机酸等。

2 恶臭污染评价

2.1 恶臭污染评价程序和方法

2.1.1 评价程序

首先明确评价对象,确定评价的主要参数有环境因子(气象资料、地形、地貌、风向、风速、大气稳定度、季节变化)用于臭气扩散预测，社会因子（人群状况、年龄分布、文化层次、社会地位、精神状态、生活经历等）反映人们对臭气污染的敏感程度和环境意识，恶臭源（污染源类型、排放口分布位置、排放方式、排放时间规律和主要恶臭污染物种类、性质、排放浓度、数量、恶臭污染治理设施运转状况、效率等）。根据以上数据开展调查,将评价指标,即臭气浓度、臭气强度、单一恶臭物质浓度数量化、定量化,选择合适的扩散模型进行预测,并与恶臭法规标准、居民投诉情况比较,作出污染程度和影响程度大小的评价,提出脱臭措施,控制臭气污染,或继续进行监督、监测管理,确保公民免受臭气侵害。

2.1.2 评价方法

(1)恶臭物质的仪器测定评价法

目前GC、GC/MS、分光光度计、传感器等仪器仍是臭气物质测定评价的主要手段。GC、GC/MS在复杂臭气物质的定性定量分析中发挥了优势,测定结果用于评价臭气的健康危害性。分光光度法和传感器广泛用于现场连续测定,便于快速作出现场的臭气污染评价。

(2)臭气扩散模型预测评价法

恶臭污染预测评价的重点是确定一个区域的臭气暴露频率和特点。多数情况下,臭气的扩散受到复杂的或非稳态的气象条件和地形条件影响,基于高斯模式的扩散模型,如稳态模型ISC3、AUPLUME等,其预测结果常常与实际情况不相符。为了提高臭气扩散预测的可靠性和准确率,近年又将非稳态模型如 TAMP、CALPUFF、CALMET、KSP、MISKAM、PRIM等应用于臭气的扩散预测,用于描述复杂环境条件下和小距离短时间内的臭气扩散。模型评价法已广泛应用于管理、控制臭气污染排放，避免引起恶臭，如污水处理人员用于评价水池的恶臭排放，评估可替代的控制措施；填埋场管理人员用于管理恶臭和灰尘，评价恶臭排放的影响；在污染源治理过程中，可用于估计排放所可能产生的影响等。

2.2 恶臭污染评价的基本内容

2.2.1 一般环境臭气的评价

一般环境的臭气具有低浓度、范围广、臭气发生源不易确定、评价时间长等特点。由于其臭气浓度和单一物质浓度的测定较困难,一般采用臭气强度来描述。一般环境臭气的评价结果可用于绘制臭气浓度分布图,以及用于确立臭气环境目标值

2.2.2 恶臭污染的社会经济环境影响评价

主要评价由恶臭污染造成环境质量下降所带来的经济损失，分析治理恶臭污染的费用和所取得的经济效益的关系，如由于臭气的影响使从业人员减少，工作效率降低；其他地区向该地区投资减少，抑制了区域经济发展；在商业区由于恶臭的影响使顾客减少，贸易额下降；在旅游区则由于旅游环境被恶臭污染，地域价值受到损害，经济效益受到影响等。

3 恶臭物质治理方法

3.1 吸附法

由于具有臭味的物质,大多数为分子量比较大的有机物，如硫醇、胺类等，活性炭对其吸附力强，因此活性炭吸附法通常对除臭活性炭要求是：吸附容量高、阻力较低、无粉尘、截留度高；对除臭的吸附设备的要求是：在一般情况下,可以是浅层床(20～70mm)或深层床(300～900mm)，空床气速通常为0.3～2.5m/s。

3.2 吸附催化法

吸附催化因其净化率高、工作温度低、能量消耗、操作简便等特点,而成为净化有机恶臭气体的重要方法,我国很多炼油厂就是采用此法脱臭。含有机物的气体经预处理器除去粉尘和某些催化剂毒物而后由风机送入预热器预热至起燃温度以上,再进入催化床反应。由于臭气种类多,组分复杂,含量很低，而臭气本身对人的嗅觉限值非常低,因此设计上要注重催化剂的选择,保证高净化效率。必要时可选择几种催化剂联合使用,以取得较好的脱臭效果。

3.3 微生物法

3.3.1 生物脱臭法

所谓生物脱臭法,就是利用微生物分解恶臭物质使其无臭化、无害化的一种处理方法。自1957年美国报道利用土壤脱臭法处理H2S专利以来,生物脱臭法就在生物过滤法(生物固着态)和生物洗涤法(生物悬浮态)两种类型上发展,20世纪80年代后期才出现了介于它们之间的填充塔型生物脱臭法,现已成为生物脱臭法的主流,但从微生物所处的状态上看它还应归入生物过滤法。

3.3.2 生物过滤法

(1)土壤脱臭法

该法是人们最早利用的微生物脱臭法，装置是由最下层的扩散层(石子)、其上的均匀层(砂子)和上层的土壤层构成。土壤层的厚度一般≮40cm,以缓慢速度(0.5～1.2cm/s)导入土壤层的恶臭气体,首先被土壤颗粒吸附,然后被土壤中存在的大量微生物吸收分解，所以土壤的类型直接影响脱臭效率。为了保证脱臭效率,土壤中还要维持适当的水分(40%～70%)、pH值(7～8)。一般处理系统使用一年后会发生酸化,需加入石灰调整pH值。为了提高土壤的脱臭效率,还需对土壤成份进行改良。该法对于低浓度的臭气处理来说是一种既经济又简便的方法,并且无二次污染。其最大的不足是占地面积大,限制了使用。

(2)填充塔型脱臭法

该法以其装置的合理性、高效性和占地面积少等优点成为生物脱臭法的主流。臭气由塔下部通入,臭气成份在通过填充层时,由于填充滤料表面生长的微生物的分解作用而达到脱臭目的。为了提供微生物生长繁殖所需的水分和营养物质,并冲走生物代谢生成物,需要在填充塔的顶部连续或间歇的喷淋水。根据臭气成份的捕捉过程,填充塔大致可分为吸收型和吸附型两类。所谓吸收型是指喷淋水量较多,在载体的表面形成一层液膜,臭气成份通过时首先溶解在液膜中,然后再被载体表面附着的生物分解。吸附型喷淋水量较少,其水量只要能润湿载体表面的生物膜即可,臭气成份通过时首先被吸附在载体表面的生物膜上,然后再被微生物分解。至于采用哪种类型,需根据臭气成分的性质(主要是在水中的溶解度)而定。

3.3.3 生物洗涤法

该法又称生物吸收法。其要点是先使恶臭成份溶解于活性污泥中,后被活性污泥中含有的微生物分解达到净化。主要有两种方式：

(1)曝气式生物脱臭法

1974年日本率先提出用臭气代替空气通入活性污泥法的曝气池中进行脱臭,经过几天的驯化后,活性污泥中的微生物即可将恶臭成份分解。其去除效率与活性污泥浓度、曝气强度、溶解氧和pH值等有关。该法对各种不同恶臭成分(H2S、胺类化合物、低级醇醛、低级脂肪酸等)都有很好的处理效果。但该装置若单独用于脱臭时,运转费用高,因此常常把臭气处理与污水处理同时进行以节省费用。

(2)洗涤器式生物脱臭法

洗涤器多为塔式结构，又称洗涤塔，恶臭气体由塔下部进入，与塔顶喷淋下来的活性污泥逆向接触、恶臭成分一旦溶于水中即可被活性污泥中的微生物分解,达到脱臭。为了保证气液充分接触，往往在塔内设置一些金属网、多孔板之类的结构。

4 结语

近年来,恶臭气体脱臭技术发展迅速，其中生物脱臭法更是迅猛发展, 如具有多项优点的异养菌生物脱臭研究、生物过滤法除臭研究等，这些技术的微生物生长适宜的温度一般为20～30℃,接近常温，无需加热，能耗低，可将恶臭物质氧化分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等物质,产生二次污染的可能性低；同时生物脱臭装置简单,对低浓度臭气也能达到高效处理,所以设备和运行费用低，维护管理方便。但是，对恶臭治理技术来说，任何一种治理技术都不可能将所有的恶臭物质除去，将几种治理技术串联起来可以达到提高去除率的联合法被广泛应用，为恶臭气体控制和治理提供了有力保障。