污水廠惡臭氣體處理技術研究

李靜　劉明月

摘 要：本試驗以污水廠H2S進出口濃度為研究對象，利用不同濃度的NaOH對5mg/L的H2S進行處理，并對排氣口的硫化氫濃度進行檢測，使其滿足《惡臭氣體排放標準》（GB14554-93）二級標準，探究最具有經(jīng)濟效益的NaOH濃度。結果表明：3mol/L以上的NaOH都可使進氣口為5mg/L的H2S滿足標準，其中NaOH濃度為3mol/L最具有經(jīng)濟效益。

關鍵詞：污水廠；H2S濃度；NaOH濃度

一、研究背景

現(xiàn)在很多污水廠的集水井、調(diào)節(jié)池、污泥脫水間，污泥池、厭氧池、格柵等單元產(chǎn)生很多的惡臭氣體，嚴重影響周圍居民的生活環(huán)境，而且對人體健康具有極大的危害。硫化氫的氣體濃度達到0.007ppm時，人眼對光的反射將會受到影響；硫化氫的濃度高于10ppm時，不但能夠刺激人的眼睛，而且導致支氣管暫時性收縮；當硫化氫氣體濃度達到800-1000ppm時，可以在三十分鐘內(nèi)致人死亡，如果硫化氫的氣體濃度更高，則會導致人立即死亡；此外，硫化氫氣體還能夠麻痹人的呼吸系統(tǒng)和嗅覺神經(jīng)系統(tǒng)，使人們失去防范意識，因此，會給人們帶來更多的傷害[1]。《中華人民共和國國家標準惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）中規(guī)定：城鎮(zhèn)污水處理廠要執(zhí)行廢氣排放標準，按一、二、三級標準控制排放，H2S的最高排放濃度為0.03、0.06、0.32mg/m3，臭氣濃度最高排放濃度為10、20、60mg/m3[2]。

脫臭技術的研究則是從20世紀90年代才開始進行，各種惡臭氣體處理方法的目的在于經(jīng)過物理、化學、生物的作用，使惡臭氣體的物質結構發(fā)生改變。在臭氣污染處理過程中，主要采用水清洗，藥液清洗，活性炭吸附和生物脫臭等脫臭方法。

本試驗借鑒物理化學法脫臭和生物脫臭的方法，將兩者結合在一起除去臭氣中的硫化氫，原理為利用氫氧化鈉和硫化氫反應除去硫化氫，利用生物填料塔，選擇空心多面球作為填料，使硫化氫在填料處與藥液充分接觸，提高脫臭率。利用本集氣處理裝置高效清除惡臭氣體中的H2S，進行排氣口的硫化氫的檢測，使其滿足《惡臭氣體排放標準》（GB14554-93），找出處理5 mg/m3濃度硫化氫的最優(yōu)的堿液濃度，改善人們的生活環(huán)境。

二、研究內(nèi)容

1、設計集氣處理裝置：各種臭氣源上部的集氣罩利用抽風系統(tǒng)使風道內(nèi)產(chǎn)生負壓從而造成吸力，可以使污水散發(fā)的臭氣上升進入集氣管道，減少惡臭向外擴散，在一定程度上能夠保證人員進出不受影響。惡臭氣體經(jīng)過通氣管道經(jīng)引風機吹入噴淋塔中。（改裝除塵脫硫一體化裝置，購買H2S的鋼瓶，通過閥門控制氣體的流量，使H2S進入氣體處理裝置）。

2、設計氣體處理裝置；在噴淋塔中設置兩層填料（空心多面球），噴淋塔頂設有堿液噴淋裝置，外部設有循環(huán)水泵，堿液自塔頂向下成霧狀噴灑而下，惡臭氣體由塔底逆向上升，兩者在填料處進行大面積接觸，使惡臭氣體中的H2S充分溶于堿液（氫氧化鈉），然后處理過的氣體上升由塔頂口進行檢測排出，使H2S滿足《惡臭氣體排放標準》（GB14554-93），形成的廢液上清液通過塔底經(jīng)過循環(huán)水泵循環(huán)供應，至塔頂進行噴淋。

3、試驗分析：進行試驗，檢測排氣口的硫化氫的濃度，使其滿足《惡臭氣體排放標準》（GB14554-93），并找出處理不同濃度硫化氫的最優(yōu)的堿液濃度。

三、試驗儀器與藥品

本實驗裝置由測試管道、填料吸收塔、水箱、風機及兩組采樣裝置組成。主要設備包括：1.廢氣進氣減壓裝置；2.便攜式硫化氫檢測儀；3.廢氣進氣調(diào)節(jié)閥；4.直徑300mm有機玻璃吸收塔；5.儲物槽；6.LZB-15液體流量計；7. 103塑料水泵；8.填料噴淋裝置；9. 3.2A轉引風機；10. 1.5KW電機；11.測試孔；12.支架；13.硫化氫標準氣體鋼瓶4L（純度為20%）；14.藥品為氫氧化鈉

四、試驗步驟

根據(jù)對幾個污水處理廠硫化氫集氣口濃度的綜合，大部分污水處理廠硫化氫的進口濃度在0.1-5 mg/m3之間，本試驗選定硫化氫的進口濃度為5.0 mg/m3并對出口濃度進行測定。

先進行預試驗，在硫化氫進口濃度為5mg/m3時，取0.1、1.0、5.0 、7.0mol/L的氫氧化鈉溶液進行循環(huán)，出口濃度穩(wěn)定后讀數(shù)，大致選出在出口硫化氫濃度最低時的最高氫氧化鈉濃度5 mg/m3。

正式試驗，在最高氫氧化鈉濃度基礎上逐漸減小氫氧化鈉濃度進行循環(huán)噴淋，取0.1、0.5、1.0、3.0、5.0mol/L的氫氧化鈉溶液進行循環(huán)最終得出處理5 mg/m3硫化氫的最高效率的最低氫氧化鈉濃度。試驗過程中記錄進出口硫化氫濃度。

（1）將配置好的堿液加入儲液槽；

（2）開啟風機和水泵電源，啟動系統(tǒng)；

（3）開啟H2S鋼瓶，使H2S氣體進入填料塔中，

（4）將便攜式硫化氫檢測儀在設備進口的測定孔處測定硫化氫的濃度，并在進口調(diào)節(jié)減壓閥門使硫化氫濃度達到5 mg/m3；

（5）儀器運行一段時間后測定出口硫化氫濃度，更換氫氧化鈉溶液的濃度重復試驗，記錄數(shù)據(jù)；

（6）關閉H2S鋼瓶閥門，五分鐘后關閉風機和水泵電源，排出儲液槽中的堿液。

六、試驗數(shù)據(jù)分析

不同氫氧化鈉濃度下的硫化氫出口濃度數(shù)據(jù)記錄如表1所示，經(jīng)origin8.0處理后結果如圖1所示：氫氧化鈉濃度越高，出口硫化氫濃度越低，當氫氧化鈉濃度為3mol/L時，就已經(jīng)達到《惡臭氣體排放標準》（GB14554-93）二級標準，且隨氫氧化鈉濃度的升高，硫化氫出口濃度變化較低，所以從經(jīng)濟效益角度來說3mol/L的氫氧化鈉濃度是最適濃度。

小結

本集氣處理裝置不僅可以有效吸收污水廠臭氣源，減少惡臭氣體的擴散，同時高效清除惡臭氣體中的H2S，使其滿足《惡臭氣體排放標準》（GB14554-93）二級標準，改善人們的生活，提高居民的生活品質。另外通過除H2S的工藝，得出硫化氫出口濃度隨氫氧化鈉濃度的變化，結果顯示：3mol/L的氫氧化鈉濃度是除5mg/LH2S的最具經(jīng)濟效益的濃度。

參考文獻：

[1]邢世才.大慶西城區(qū)污水處理廠生物除臭技術應用研究 [D]. 2010， 吉林大學.

[2]國家環(huán)境保護局和國家技術監(jiān)督局. 中華人民共和國國家標準惡臭污染物排放標準 [J].

[3]何圣海.某城市污水處理中除臭工藝方案探討 [J]， 建筑知識， 2017， （05）.

作者簡介：

李靜（1996.04.01-），女，漢族，山東省泰安市，身份證號：370911199604016023，本科學生，研究方向：給排水科學與工程

劉明月（1997.04.27-），女，漢族，河南省南陽市，身份證號：411326199704156125，本科學生，研究方向：給排水科學與工程