一、污水處理站廢氣處理特征

  （一）主要來源

  污水處理站廢氣多產(chǎn)生于污染物濃度高、微生物活動(dòng)旺盛或污染物易揮發(fā)的環(huán)節(jié)，具體包括：格柵間、調(diào)節(jié)池、曝氣池、沉淀池、污泥濃縮池與脫水機(jī)房。

  

  （二）核心成分

  廢氣成分復(fù)雜，以惡臭物質(zhì)和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）為主：

  惡臭物質(zhì)：硫化氫、氨、甲硫醇、三甲胺等，其中硫化氫和氨是最主要的惡臭污染物，濃度通常在0.1～10mg/m³；

  VOCs：苯系物（苯、甲苯）、烴類（甲烷、乙烷）、鹵代烴（氯仿）等，部分VOCs具有毒性和致癌性，濃度一般在10～100mg/m³。

  二、廢氣預(yù)處理工藝

  預(yù)處理是保障后續(xù)處理效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要解決廢氣中雜質(zhì)等對(duì)處理系統(tǒng)的干擾，常用工藝如下：

  （一）除霧除塵

  工藝原理：通過物理攔截、離心分離去除廢氣中的水霧和粉塵；

  常用設(shè)備：旋風(fēng)分離器（適用于粉塵顆粒≥10μm）、折流式除霧器（適用于水霧去除，效率可達(dá)95%以上）；

  作用：避免水霧導(dǎo)致后續(xù)吸附劑受潮失效、粉塵堵塞生物濾池濾料，減少設(shè)備腐蝕。

  三、主流廢氣處理工藝

  （一）物理法

  物理法通過物理作用分離或吸附廢氣中的污染物，無化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，適用于中低濃度、易分離的廢氣。

  1.吸附法

  原理：利用多孔吸附材料（如活性炭、分子篩、蜂窩狀活性炭）的比表面積（通常＞1000m²/g）吸附廢氣中的污染物，達(dá)到凈化目的；

  流程：廢氣→預(yù)處理→吸附塔（吸附劑層）→達(dá)標(biāo)排放，當(dāng)吸附劑飽和后，通過熱空氣再生（120-180℃）或蒸汽再生，恢復(fù)吸附能力；

  優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、凈化效率高（對(duì)VOCs 去除率可達(dá)90%以上）；

  缺點(diǎn)：吸附劑需定期更換/再生，運(yùn)行成本較高，不適用于高濃度廢氣（易快速飽和）；

  適用場(chǎng)景：低濃度（VOCs＜50mg/m³）、大風(fēng)量（10000～50000m³/h）廢氣，如調(diào)節(jié)池、沉淀池廢氣處理。

  2.吸收法

  原理：利用液體吸收劑（水、堿液、酸性吸收液）與廢氣中污染物的溶解性或化學(xué)反應(yīng)性，將污染物轉(zhuǎn)移至液相；

  常用吸收劑與適用污染物：

  水：吸收氨（氨易溶于水，溶解度700:1）；

  2%～5%氫氧化鈉溶液：吸收硫化氫（H?S+2NaOH=Na?S+2H?O）、酸性VOCs；

  稀硫酸：吸收氨（2NH?+H?SO?=(NH?)?SO?）；

  流程：廢氣→預(yù)處理→吸收塔（噴淋/填料塔，氣液逆向接觸）→達(dá)標(biāo)排放，吸收液需定期處理（如中和、氧化降解）；

  優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備投資低、對(duì)硫化氫/氨去除效率高（可達(dá)95%以上）；

  缺點(diǎn)：吸收液易產(chǎn)生二次污染（需后續(xù)處理），對(duì)難溶性VOCs（如苯）處理效果差；

  適用場(chǎng)景：高濃度硫化氫、氨廢氣，如污泥濃縮池、脫水機(jī)房廢氣。

  （二）化學(xué)法

  化學(xué)法通過化學(xué)反應(yīng)將廢氣中污染物轉(zhuǎn)化為無害或易處理物質(zhì)，適用于高濃度、有毒性的廢氣。

  1.燃燒法

  原理：將廢氣加熱至高溫（直接燃燒800-1200℃、熱力燃燒600-800℃、催化燃燒200-400℃），使污染物氧化分解為CO?和H?O；

  分類與特點(diǎn)：

  直接燃燒：適用于污染物濃度高（VOCs＞5000mg/m³）、熱值高的廢氣（如含高濃度烴類廢氣），無需輔助燃料，但能耗高；

  熱力燃燒：需輔助燃料（天然氣、柴油）加熱，適用于VOCs濃度1000～5000mg/m³ 的廢氣；

  催化燃燒：添加催化劑（如鉑、鈀貴金屬催化劑，或錳、鈷非貴金屬催化劑）降低燃燒溫度，能耗僅為熱力燃燒的1/3-1/2，適用于VOCs濃度500～3000mg/m³的廢氣；

  優(yōu)點(diǎn)：凈化徹底（VOCs去除率＞99%），無二次污染；

  缺點(diǎn)：投資與運(yùn)行成本高（催化燃燒催化劑需定期更換），不適用于含硫、含氯等易中毒催化劑的廢氣；

  適用場(chǎng)景：高濃度VOCs廢氣，如污水處理站中工業(yè)廢水預(yù)處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢氣。

  2.氧化法

  原理：利用強(qiáng)氧化劑（臭氧、過氧化氫、紫外線）將污染物氧化分解；

  常用工藝：

  臭氧氧化：臭氧（O?）具有強(qiáng)氧化性，可氧化硫化氫、VOCs（如苯氧化為CO?和H?O），適用于中低濃度廢氣，去除率60%～80%；

  光催化氧化：以TiO?為催化劑，在紫外線照射下產(chǎn)生羥基自由基（?OH），氧化分解污染物，適用于低濃度（VOCs＜100mg/m³）、惡臭廢氣，去除率70%～90%；

  優(yōu)點(diǎn)：常溫操作、設(shè)備小巧、無二次污染；

  缺點(diǎn)：臭氧易分解（需現(xiàn)場(chǎng)制備）、光催化效率受光照強(qiáng)度影響大，不適用于高濃度廢氣；

  適用場(chǎng)景：小型污水處理站、局部惡臭點(diǎn)（如格柵間）廢氣處理。

  （三）生物法

  生物法利用微生物的代謝作用將污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)（CO?、H?O、無機(jī)鹽），是目前污水處理站廢氣處理的主流環(huán)保工藝，適用于中低濃度、易生物降解的廢氣。

  1.生物濾池

  原理：廢氣通過填充有微生物載體（濾料）的濾池，濾料表面的微生物（細(xì)菌、真菌）吸附并降解污染物；

  濾料選擇：常用有機(jī)濾料（泥炭土、堆肥）、無機(jī)濾料（火山巖、陶粒），或混合濾料（有機(jī)+無機(jī)，兼顧透氣性與保水性），濾料厚度通常0.8～1.5m；

  流程：廢氣→預(yù)處理→生物濾池（氣速0.1～0.5m/s，濕度60%～80%）→達(dá)標(biāo)排放；

  優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行成本低（僅需風(fēng)機(jī)能耗、定期補(bǔ)水）、無二次污染，對(duì)硫化氫/氨去除率＞90%；

  缺點(diǎn)：占地面積大（處理10000m³/h廢氣需占地10-20㎡）、濾料需定期更換（1-3年），受溫度影響大（低于10℃或高于40℃時(shí)效率下降）；

  適用場(chǎng)景：中低濃度（VOCs＜200mg/m³）、大風(fēng)量廢氣，如曝氣池、沉淀池廢氣處理。

  2.生物滴濾池

  原理：在生物濾池基礎(chǔ)上增加循環(huán)液噴淋系統(tǒng)，循環(huán)液（含營(yíng)養(yǎng)鹽、緩沖劑）自上而下噴淋，為微生物提供營(yíng)養(yǎng)和適宜pH環(huán)境，同時(shí)帶走降解產(chǎn)物。

  優(yōu)勢(shì)：相比生物濾池，pH易控制（可通過循環(huán)液調(diào)節(jié)，適配不同污染物降解需求，如降解硫化氫需堿性環(huán)境、降解VOCs需中性環(huán)境）、負(fù)荷更高（可處理VOCs濃度200～500mg/m³）；

  適用場(chǎng)景：污染物成分復(fù)雜、需精準(zhǔn)控制pH的廢氣，如含混合惡臭與VOCs的調(diào)節(jié)池廢氣。

  3.生物洗滌塔

  原理：廢氣與循環(huán)液（含微生物）在洗滌塔內(nèi)充分接觸，污染物先溶解于循環(huán)液，再被微生物降解；

  特點(diǎn)：設(shè)備緊湊（占地面積僅為生物濾池的1/3）、反應(yīng)速度快，但需定期補(bǔ)充微生物營(yíng)養(yǎng)鹽，循環(huán)液需曝氣供氧（避免微生物厭氧）；

  適用場(chǎng)景：高負(fù)荷、小場(chǎng)地的廢氣處理，如污泥脫水機(jī)房廢氣。

  四、組合處理工藝及應(yīng)用案例

  單一工藝難以滿足復(fù)雜廢氣處理需求，組合工藝可實(shí)現(xiàn)“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”，常見組合形式如下：

  （一）吸附-催化燃燒組合工藝

  流程：低濃度廢氣→活性炭吸附（濃縮至高濃度）→飽和活性炭熱空氣脫附→高濃度廢氣→催化燃燒（凈化+脫附熱空氣循環(huán)利用）；

  優(yōu)勢(shì)：解決吸附法處理高濃度廢氣成本高、催化燃燒處理低濃度廢氣能耗高的問題，處理效率＞95%，適用于VOCs濃度50～1000mg/m³、大風(fēng)量廢氣；

  （二）吸收-生物濾池組合工藝

  流程：高濃度硫化氫/氨廢氣→堿液/酸液吸收（預(yù)處理降濃度）→中低濃度廢氣→生物濾池（深度凈化）；

  優(yōu)勢(shì)：先通過吸收法快速去除高濃度惡臭物質(zhì)，再通過生物法深度凈化，避免高濃度污染物抑制微生物活性；

  （三）預(yù)處理-生物滴濾池-光催化氧化組合工藝

  流程：廢氣→除霧除塵→調(diào)溫調(diào)濕→生物滴濾池（降解大部分污染物）→光催化氧化（去除殘留難降解VOCs）；

  優(yōu)勢(shì)：適用于成分復(fù)雜、含難降解VOCs的廢氣，總凈化效率＞90%；

  五、工藝選擇的關(guān)鍵因素

  廢氣參數(shù)：濃度（高濃度優(yōu)先燃燒/吸收，中低濃度優(yōu)先生物/吸附）、成分（含硫/氨優(yōu)先吸收，含VOCs優(yōu)先吸附/催化燃燒，復(fù)雜成分選組合工藝）、風(fēng)量（大風(fēng)量?jī)?yōu)先生物/吸附，小風(fēng)量?jī)?yōu)先氧化/吸收）；

  場(chǎng)地條件：場(chǎng)地狹小選生物洗滌塔、催化燃燒（設(shè)備緊湊），場(chǎng)地充足選生物濾池；

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