污水处理厂低温等离子体恶臭治理技术

1、2005年第 31卷第 8 期 工业安全与环保August 2005Industrial S afety and Environmental Protec tion#17#污水处理厂低温等离子体恶臭治理技术许晓俊 阚亮亮(丹阳市环境监测站厂 江苏丹阳 212300摘 要 利用低温等离子体技术处理污水厂恶臭气体 , 是一种新的技术。介绍了该 技术处理恶臭的机理和相关工程的工艺流程以及处理效果 , 实际应用表明该技术对 污水处理厂恶臭气体的治理是十分有效的。 关键词 低温等离子体 污水处理厂 恶臭Odor Contr ol in Wastewater Tr eatment Plant by Low

2、 Temper atur e PlasmaXu Xiaojun Kan Li angliang(Danyang Envi ronm ent Monitoring Stat ion Danyang , J iangsu 212300Abstract It is a new way that l ow tem perature plasm a technology is used to treat odor in the was te water plant. The mechani sm of removing odor, process and fi nal effects are intro

3、duced and the fac tual application shows that this way is effective. Keywords low te mperature plasm a wastewater treatm ent plant odor随着人们环保意识的增强 , 对环境质量的要求也越来越高 , 只注重粉尘、 SO 2 和 NO X 的大气污染防治工作和研究已不能满足人们对大气的要求 , 人们对恶臭带 来的污染更加敏感。产生恶臭的物质不仅可使人产生不快和厌恶感 , 而且许多恶臭 物质还危害人们的健康甚至生命。污水处理厂是城市恶臭的主要来源 , 大多数污水处理厂在

4、设计时很少考虑除臭 这一环节 , 产生的恶臭影响了周围居民生活 , 并是污染环境的公害。若 Fe 2+的投加量过高 , 则在高催化剂浓度下 , H 2O 2 迅速产生大量的活性 #O H, 但其同基质有机物的反应不那么快，使未消耗的游离#0 H积聚,这些#0 H相互反应 生成水, 致使一部分最初产生的 #O H 被消耗掉。 2. 2. 51 污水处理厂恶臭的来源在污水处理过程中厌氧微生物需消耗有机物、硫和氮 , 而城市污水通常含足够 的有机硫和无机盐。恶臭气体通常是微生物活动的结果 , 它们的呼吸、发酵过程的 产物和不完全产物形成了由各种有机气体和无机气体组成的恶臭。一般分为3 类:含硫化合物

5、 (硫化氢、甲硫醇、甲基硫醚等 , 含氮化合物 (氨、三甲胺 , 碳、氢或 碳、氢、氧组成的化合物 (低级醇、醛、脂肪酸 1,2。3 结论(1 研究表明用絮凝催化氧化法处理造纸中段废水是一种有效的处理方法。其最佳工艺条件是 :絮凝时, pH=67, PA C 投加量为 1. 5g/L; 催化氧化时 , 30%H 20 2投加量为 1. 5g/L, t =80e , Q Fe 2+=0. 15g/L。(2 该法处理造纸中段废水 , C0 D 、色度去除率分别为 97. 0%、98. 5%, 处理后 的出水无色无味 , 残余 C0 D 仅为 52mg/L, 可直接排放或回收利用。(3 该法具有去除

6、率高 , 不产生二次污染的优点。参考文献1 汤鸿霄, 钱易, 文湘华, 等. 水体颗粒物和难降解有机物的特性与控制技术原理 . 北京:中国环境科学出版社 , 2000. 1412 王罗春 , 闻人勤 , 丁桓如 . Fenton 试剂处理难降解有机废水及其应用. 环境保护科学 , 2001, (276温度的影响8 80 07 70 04 40 0O O3 32222在Q H O =1. 5g/L, Q Fe 2+/Q H O =0. 1条件下改变温度进行催化氧化后，结果如图6所示。图6温度的影响3王罗春，沈丽蓉，丁桓如，等.Fenton试剂处理电厂离子交换树脂再生废水.环境污染与防治,2001

7、,23(5 :2384陈传好,谢波.Fenton试剂处理废水中各影响因子的作用机制.环境科学,2000, 21(3 :935刘红,周志辉,吴克明.Fen ton试剂催化氧化水.环境科学与技术,2002, 27(2:71(废由图6可知，当t 80e时，CO D去除率略有下降，原因可能是：对于Fenton试剂反应 体系,适当的温度激活自由基，而温度过高就会出现H 20 2分解为0 2和2hbiihbii I I IUIIUI HilHil IIII f f I I#18#在污水处理系统中，主要产生污染源的地方是进水格栅、曝气沉砂池、曝气池 及最终储泥池等工序段。国外许多研究机构对污水中恶臭成分进行

8、了测定，日本某一污水处理厂进水中的恶臭成分如表 1所示3。表1日本某污水厂进水中硫、氨类恶臭物质的情况化合物硫化氢二硫化碳甲硫 醇二甲基硫二甲基二硫二甲胺三甲胺异丙胺吲哚甲基吲哚平均质量浓度/(L g #L -1质量浓度范围/(L g #L -123. 90. 814810. 652. 9210783357070015280. 21.7113223273079V OC S +0 2、O -O +2、23+C O 2+H 2O从上述反应来看 , 恶臭组分经过处理后 , 转变为 N O X 、SO 2、CO 2、H 2O 等 小分子, 在一定的浓度下 , 各种反应的转化率均在 95%以上, 而且恶

9、臭浓度较低 , 因 此产物的浓度极低 , 均能被周边的大气所接受。 2. 2低温等离子体除臭系统的工艺流程污水处理厂平均流量较大 , 恶臭气体浓度比较高 , 根据通风(一般每小时换气 10次左右 及废气治理工艺要求 , 可计算出需要处理的恶 臭气体的量。整套低温等离子体除臭设备布置在污水厂设备房的上层 , 而需要处理 的臭气空间是安装污水处理设备的地下室 , 设计时将吸风管和回风管穿越上层地平 进入中层空间 , 需处理的恶臭气体由地下室内被风机抽出 , 其中的空气被等离子体发 射管激活 , 与其中的活性粒子发生碰撞 , 多数恶臭气体分子被激发、离解 , 少数恶臭 分子经等离子发射管时 , 被高

10、能电子和等离子体直接破坏。同时 , 收集系统考虑在格 栅间内布风管 , 设置吸风口收集 , 与回风及进风口形成良好气流组织 , 将部分反应段 风送回隔间作室内循环 , 目的是将等离子体释放到隔间内 , 形成隔间内的多级除臭净 化, 降低隔间内臭气浓度 , 提高整个系统的净化效率。完整的除臭控制系统主要由集气系统、连接管道系统、净化设备、风机排气、 电气控制等构成。工艺流程见图 1。2 低温等离子体除臭系统 2. 1 低温等离子体除臭的机理等离子体去除恶臭是通过两个途径实现的 :一个是在高能电子的瞬时高能量作 用下, 打开某些有害气体分子的化学键 , 使其直接分解成单质原子或无害分子 ; 另一

11、个是在大量高能电子、离子、激发态粒子和氧自由基、氢氧自由基 ( 自由基因带有 不成对电子而具有很强的活性 等作用下的氧化分解成无害产物 4 。主要有下面几 个过程:(1 在高能电子作用下 , 强氧化性自由基 O 、O H 、HO 2 的产生;(2 有机物分子受到高能电子碰撞被激发 , 及原子键断裂形成小碎片基团和原子(3 O 、O H 、HO 2 与激发原子、有机物分子、破碎的基团、其他自由基等发 生一系列反应 , 有机物分子最终被氧化降解为 CO 、CO 2、H 2O 。去除率的高低与 电子能量和有机物分子结合键能的大小有关。从除臭机理上分析 , 主要发生以下反应H 2S+O 2、O -O

12、+2、2N H 3+O 2、 O -2、O +25图 1 等离子体恶臭净化流程2. 3低温等离子体除臭系统的处理效果以某工程为例说明该系统的处理效果。待处理的空间3+H 2O x +H 2O约为 1600m 3, 采用 8h 连续运行 , 处理系统中气体流速达到 0. 7m/s, 压降小于 100Pa,废气在反应区停留时间为2s,入口流量9000m /h,压降80Pa下的净化数据如 表 2。NH 3/(m g #m -3臭气浓度 (无量纲效率/% 94. 1 92. 5 94. 4 92. 5 94. 5 90. 9 94. 9 93. 4入口 367 596 476 298 650 869

13、1076 618出口 2354222642286937效率/% 93. 7 90. 9 95. 4 91. 3 93. 5 96. 8 93. 6 93. 63表 2 流速 0. 7m/s 下 , 恶臭的净化效果次数 1234567 平均入口 1. 79 2. 67 2. 76 3. 58 2. 38 3. 27 2. 75 2. 35H 2/(mg #m -3 出口 0. 1320. 1600. 2040. 3220. 230. 2780. 2370. 189 效率/% 92. 6 94. 0 92. 6 91. 0 90. 3 91. 5 91. 4 91. 9入口 1. 32 1. 12

14、 1. 21 1. 02 0. 952 0. 869 1. 06 1. 08出口 0. 0780. 0840. 0680. 0760. 0520. 0790. 0540. 070在各组分处理过程中 , 对 H 2S 和甲硫醇的处理效果的测定 , 采用了(GB/T1467993 气相色谱仪法 , 对 N H 3处理过程的分析 , 采用了稀硫酸吸收的次氯 酸纳水杨酸分光光度计 (G B/T146791993 测定其去除率。上述结果得出 , H 2S 去除率可达 91. 9%, N H 3去除率可达 , 。际污水处理厂的恶臭气体 , 其中各种组分的浓度波动较大 , 以上数据以平均值为判定依据。 3

15、总结低温等离子体污水处理厂恶臭污染物净化系统处理效果明显。当参数得到优化 时, 该技术去除恶臭中的 H 2S 、N 390%理2005年第 31卷第 8 期 工业安全与环保August 2005Industrial S afety and Environmental Protec tion#19#臭氧在水处理中的应用张水平 董呈杰 袁非亮（江西理工大学环境与建筑工程学院 江西赣州 341000摘 要 介绍了臭氧的性质 , 在水处理中的机理 , 在水处理中的应用现状及臭氧氧 化和其他联用技术 , 国内外臭氧技术开发应用和发展趋势。关键词 臭氧 水处理 臭氧联用技术The Application

16、of Ozone in Water Tr eatmentZhang Shui ping Dong Chengjie Yuan Feili ang（School o f Env ironm ental and A rc hitect ural Enginee ring, J iangxi Universit y o f S cienc e and Technology G anzhou , J iangxi 341000 Abstract In this paper, the applicati on of ozone is introduced, including characteristi

17、cs of oz one, applicati on m echanis m, current application si tuati on, oz one oxidati on and devel opment tendenc y at home and abroad, and so on. Keywords ozone water treatm ent combi ned technol ogy wi th ozone1臭氧（O 3的性质臭氧是氧气的同素异形体 , 常温下是一种不稳定的淡紫色气体 , 有刺激性气味。臭氧在水中的氧化还原电位是 2. 07V,仅次于氟（F 2,电位是2. 8

18、7V ,臭氧在水中的 溶解度受温度、臭氧浓度影响很大。表 1 是臭氧在水中的溶解度。表 1 臭氧在水中的溶解度臭氧气体质量浓度 m g #L -12. 0718. 1124. 1436. 21有微生物的程度 , 原理是臭氧能破坏或者溶解微生物的细胞壁 , 迅速扩散到细胞 内部, 氧化破坏细胞内酶导致其死亡。与传统的氯气相比 , 臭氧的杀菌能力是氯气的 6003000倍, 在臭氧水中的臭氧一旦达到灭菌的阈值后 , 消毒、灭菌可以瞬时发生 , 而 pH 的变化范围大。臭氧的半衰期短 (p H =7. 6 时为 41min, pH=10 时为 0. 5min , 容易分解 , 不会对被处理水体造成污

19、染。25e30e溶解度/(m g #L -10e 8e 8. 3110e15e 5. 608. 4020e臭氧能将产生颜色的大分子降解成小分子 , 最后有效除去 (造纸废水的特点是高 BO D 、CO D 、高色度和臭味 , 其原理是臭氧及其产生的活泼氢氧自由基 (氧化还 原电位为 2. 80, 比臭氧还要高 将产生颜色的大分子降解成小分子的酸和醛 , 从而达 到脱色、除臭的目的。臭氧在低质量浓度时 (0. 515mg/L 可以加强铝与臭氧氧化的有机物 (所有这些 产物比未经臭氧处理的化合物具有更高的极性 的亲合力 , 对有机物起聚合作用 , 有 效地提高它们的分子量 , 如果接触到铁、铝这类

20、多价阳离子就使氧化后的产物出现 絮凝现象。臭氧将 Fe 2+氧化为 Fe 3+, 生成 Fe (O H 3, Fe(OH 3起到絮凝剂的作 用。通常锰离子可以氧化成二氧化锰 , 但是, 臭氧量大时生成高锰酸盐离子 , 使水呈 淡红色 , 同时还有毒性 , 一般铁和锰可在混凝、沉淀时氧化 , 生成氢氧化铁和二氧化 锰, 在滤池中去除。Water Environm ent &Technology, 1996, 21(6 :35384 Atkinson R. Kinetics and m ec hanis ms of the gasphase reactions of the10-6044906967. 396. 504. 293. 532. 706. 435. 094. 048. 577. 055. 3912. 4711. 099. 75120881813216. 6414. 791