李成海,胡建民,高用貴,高興齋,覃廣海,任艷雙,張 林,安 瑾,陸 紅
(1.光大環保科技發展(北京)有限公司,北京 100095;2.光大環保設備制造(常州)有限公司,江蘇 常州 213011)
臭氣成分主要有:H2S、NH3、CH3SH、CH3SCH、(CH3)3N、CH3SSCH3、CS2、苯乙烯、CH4、糞臭素、吲哚等有機組分氣體。由于臭氣的成分復雜且多數具揮發性,所以其感官體現為綜合性惡臭異味。
臭氣中的惡臭物質,對人體呼吸、消化、心血管、內分泌及神經系統都會造成不同程度的毒害,其中芳香族化合物還能使人體產生畸變、癌變[1]。
臭氣來自包括滲瀝液處理站內的構筑物和設備,根據處理工藝的不同略有差別,有原液過濾器、調節池、事故池、反應沉淀池、污泥濃縮池、污泥脫水間、加藥間、污水池、加溫池、生化池等。特點是臭源多、臭閾值高、隨構筑物和設備位置不均勻分散。惡臭污染源多為局部的無組織排放源,很多時候是短時間、突發性的,難于捕捉和收集。
臭氣收集系統主要對惡臭氣體產生源進行封閉設計,同時用風機抽氣對封閉空間進行換氣,以將惡臭氣體集中收集,避免惡臭氣體無組織外逸[2]。臭氣收集系統包括臭氣源收集點、管道系統、引風設備及風壓、風量調控設備等,對臭氣收集應考慮以下原則:①在不影響操作與維護的前提下,盡可能減小除臭空間;②在氣體擴散前被收集起來;③臭氣收集系統內應保持適度負壓,收集和輸送過程沒有泄露;④對密封空間和工人活動區域采用抽風和有序補風結合的方式;⑤對于需要開啟的密封區域設置活動門窗或帶蓋孔洞;⑥密封及臭氣輸送管道材質選用堅固耐腐蝕的材料,密封空間內的設備應做好防腐;⑦臭氣收集管道上低位設置泄水點。
滲瀝液處理站臭氣收集系統的對象分為池體類、車間類、設備類、管溝類和其他臭氣源點,通過收集管道匯集至臭氣主管并運送至除臭處置裝置。
2.1.1 池體類
除臭的池體有密閉式池體、半閉式池體、敞口式池體、密封的曝氣池池體。
由于氣體具有逸散性,所以對惡臭氣體的密閉收集是做好氣體治理的前提。密封抽吸處理需對敞開構筑物進行加蓋密封[3],再通過進風口和抽風口換氣,把惡臭氣體抽送到處理裝置中進行處理。
對開口式臭氣源池體加蓋密封要求:①較好的密封效果;②便于巡視及檢修設備;③便于清淤;④在美觀、實用的情況下降低成本。目前,污水廠常用的5種構筑物密封方式有簡易拆卸式、滑軌式、不銹鋼+玻璃覆面、大跨度氟碳纖維反吊膜及土建與蓋板相結合形式[4]。對于含曝氣系統的池體除臭設計時還應考慮曝氣量和排氣量的均衡。
2.1.2 車間類
車間內臭氣收集系統主要是通過在車間內合理布置集氣罩來收集惡臭氣體。集氣罩是車間內除臭系統的主要組成部分,考慮到作業區域內的環境,在集氣罩內設置防塵氈。
集氣罩可分為多種方式,在不影響生產的情況下可靈活布置。
1)上部集氣罩,見圖1。上部集氣罩多為傘形,通常被安裝在污染物發生源的上方,靠罩口的吸氣作用來控制和排走有害氣體。對于臭氣密度小于空氣的車間可采用此類集氣罩。

圖1 上部集氣罩
2)側吸集氣罩,見圖2。當污染物上方不能設置集氣罩時,可設側吸罩,但它的效果比上部傘形集氣罩差,同時要求的排風量也較大。側吸罩也是采用抽吸的作用原理,安裝室應盡量接近污染源。對于臭氣密度大于空氣的車間采用此類集氣罩。

圖2 側集氣罩
當除臭管風管在室內布置時,必須考慮風管的防火問題,管道材質要滿足防火要求,管道內的設備應選用防爆設備,穿越防火分區時要設置防火閥。
2.1.3 設備類
污染點源氣體收集系統方法是將惡臭氣體在發生源(生產設備)處收集起來。這種系統所需要的風量小,效果好,能耗小,是生產車間控制空氣污染最有效的方法。
密封罩可將產生污染的設備部分或完全密封起來,形成獨立的密閉小室,可以利用罩內負壓,防止惡臭氣體外逸。在工藝操作和設備維修允許的條件下應優先考慮局部密封罩,以減少排氣量和材料消耗量。密封罩設計的要求:①盡可能將污染源或產臭設備完全密封;②密封罩內應保持一定的均衡負壓,避免污染物溢出;③吸風點的布置應考慮工藝,風速均勻;④密封罩采用輕型材質,方便工人操作和維修。
2.1.4 管溝及其他
對于一些管溝及半密封的排水溝,在管道泄漏或設備檢修中排出的液體同樣是廠區內一個臭氣源,然而這一方面往往被設計人員忽視。在設計除臭系統時應考慮對管溝內臭氣的收集,同時對管溝設計時也應考慮其開口位置及密封效果。
2.2.1 管道布置方式
由于臭氣源布置分散,管道布置需采用樹枝狀,見圖3,其優點是:臭氣源點覆蓋廣,布置靈活。缺點是:輸送管道較多,壓力損失大;臭氣源點布置不均勻,相互影響較大。管道要確保密封性,防止臭氣外逸,進行有效收集和處理,同時還應注意相應的風管吊架、風管閥門、法蘭、彎頭等布置及安裝方式。

圖3 臭氣管道收集系統示意
管道輸送方式以風機為分界點可分為管道內負壓輸送段和管道內正壓輸送段。
2.2.2 管道材質選取
收集管道應選取抗腐蝕的材質,如不銹鋼、PVC、HDPE和玻璃鋼等,不同材質風管見表1。

表1 不同材質風管的特性對比
對于除臭管道為大管徑時,PVC和HDPE材質的可選擇性范圍較窄;對于除臭風管為小管徑時,若采用不銹鋼材質的除臭管道,由于其管壁較薄,焊接難度大,制作時可采用咬口的連接方式,但是會導致其氣密性差,需考慮漏風系數;綜合各方面考慮,有機玻璃鋼作為除臭風管是一種較好的選擇。
臭氣收集系統的引風裝置有離心風機和軸流管道風機,其優缺點的對比見表2。

表2 引風設備的對比
通過對比可以看出,對于臭氣源分散且排風量大的臭氣收集場所,軸流管道風機的靈活布置能夠更好地解決這方面的問題。對于長距離輸送管道風壓損失大的問題,可采用增設軸流管道風機分段串聯布置的方式來解決。
負壓除臭的方式是通過風機向外排出空氣使內部氣壓下降,空氣變稀薄,形成一個負壓區,空氣由于氣壓差補償流入。但是對于一些車間或池體密封程度不一致,因氣壓差補償的空氣量難以控制,負壓抽氣往往并不能達到其設計的換氣量等參數,因此必須設置風壓和風量的控制設備,比如在各抽風口設置閥門等。具體的工程設計應根據需要確定換氣速度和風速,任何通風不良問題均能一次性徹底解決。從開啟風機的幾秒鐘內即可達到通風效果。
整個除臭系統抽風機的換氣頻次對除臭效果起著決定性作用,抽風機的具體操作是研究的重點內容。根據惡臭污染物排放標準及各構筑物內的臭氣濃度,對進入空間和單獨密封的設備相應提高換氣率,確定抽風機的換氣頻次,見表3,以提高除臭效率。

表3 污水處理廠構筑物脫臭通量(換氣頻次) 次/h
目前惡臭氣體的主要處置技術有物理法、燃燒法、吸附法、氧化法、洗滌法、生物法和高能離子法。
對于垃圾焚燒廠而言,入爐燃燒是對來自滲瀝液處理站臭氣的最佳處置方式。臭氣中含有的各類有毒有害物質經過垃圾焚燒爐膛的高溫燃燒,被分解和氧化,其產物經過煙氣凈化設備后達標排入大氣。對于垃圾填埋場而言,生物除臭能夠達到除臭的目的。
臭氣的收集和輸送,無論從保證處理效果還是從成本投資來看,都是臭氣控制工程中的一個重要組成部分。垃圾滲瀝液處理站產生的高濃度惡臭氣源多且分散,微小的臭氣源除臭措施不當都會影響全廠區的空氣環境質量,因此必須考慮到對每一個臭氣源的臭氣收集。
[1]普大華.污水處理廠除臭工藝及工程應用[J].工業安全與環保,2007(7):40-42.
[2]任艷雙,高興齋,肖誠斌,等.垃圾焚燒發電廠滲濾液處理站除臭系統設計方案[J].給水排水,2011(S1):241-242.
[3]盛金聰.除臭技術在我國城市污水處理廠中的應用[J].能源與環境,2007(6):85-86.
[4]許小平.污水處理廠除臭工藝收集系統的選擇與分析[J].中國給水排水,2012 (11):54-58.