淺論紡織廢水異味氣體的治理技術(shù)

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一、物理凈化法

1稀釋擴(kuò)散法

稀釋擴(kuò)散法是最早處理異味氣體的方法之一，通過(guò)擴(kuò)散和稀釋，降低異味氣體濃度，減輕污染源附近的人們不受異味氣體的危害[13]。這種方法對(duì)有組織排放的污染源效果明顯，但對(duì)于不同的氣象條件和地形因素，處理的效果差別很大，是一種治標(biāo)不治本的方法。在一些較難收集的污水處理廠和工業(yè)企業(yè)，仍采用這種直接擴(kuò)散到空氣中的處理方式，除了技術(shù)難處理的污染物外，基本上已經(jīng)不再使用。

2吸附法

吸附法是利用吸附劑對(duì)異味物質(zhì)的強(qiáng)吸附力，將異味氣體通過(guò)裝有吸附劑的吸附塔，達(dá)到去除異味的目的。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，脫除異味效果好，可以用來(lái)處理復(fù)合異味氣體。對(duì)低濃度氣體的處理效率優(yōu)于高濃度氣體。所以一般用于低濃度氣體的處理，或者在處理高濃度氣體與其它方法進(jìn)行組合，作為其深度處理。Lawrence等[14]采用4個(gè)串聯(lián)的活性炭吸附裝置處理廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的異味氣體，包括甲硫醇、苯酚、鹵代芳烴等，經(jīng)吸附處理后可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，活性炭對(duì)H2S的吸附能力僅能達(dá)到30%[15]。Tsai等[16]將活性炭浸泡在NaOH溶液中，用來(lái)吸附異味氣體中的H2S，吸附效果較好。

二、化學(xué)凈化法

1吸收法

吸收法作為傳統(tǒng)的廢氣處理方法，一般利用水或化學(xué)吸收液對(duì)廢氣進(jìn)行溶解或通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到降低廢氣排放的效果。一般用于酸、堿性廢氣的處理過(guò)程中，對(duì)印染廢水異味氣體中的硫化氫、氨氣等氣體有很好的去除作用。段曉堂等[17]采用液堿處理印染廢水中的硫化氫氣體，反應(yīng)產(chǎn)生可溶性硫化鈉，并將其作為硫化染料的原材料回用于生產(chǎn)中，在很大程度上降低了異味氣體的排放。Godayol等[18]采用固相微萃取法回收廢水異味氣體中的有機(jī)物，回收率可達(dá)70%以上，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；但這種方法對(duì)設(shè)備及運(yùn)行管理要求極高，運(yùn)行成本也較高。

2燃燒法

燃燒法是最常見(jiàn)的有機(jī)廢氣處理方法之一，由于其具有凈化效率高、操作簡(jiǎn)單、動(dòng)力消耗少的優(yōu)點(diǎn)，曾得到廣泛應(yīng)用。在較低溫度下，通過(guò)催化劑的作用，有機(jī)廢氣中的碳?xì)浠衔镅杆傺趸伤投趸?，從而達(dá)到治理的目的。徐曉軍[19]等研究表明，當(dāng)廢氣的質(zhì)量濃度超過(guò)1500×10-6時(shí)，燃燒法是唯一有效的方法；但是該方法具有需投加輔助燃料，催化劑易中毒且價(jià)格昂貴，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，溫度控制復(fù)雜以及易產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)，在推廣和使用方面受到了一定限制。

3氧化法

氧化法是利用強(qiáng)氧化劑來(lái)氧化異味氣體，進(jìn)而消除其異味的方法。該法工藝簡(jiǎn)單，成本低，凈化效率高，基本上可以消除二次污染。蔣曉原等[20]采用催化氧化法處理甲硫醇廢氣，凈化率達(dá)95%，催化氧化產(chǎn)物為SO2，采用低濃度堿液吸收消除二次污染；但是這種方法對(duì)催化劑要求高，一次性投資成本較高。

三、生物凈化法

1生物過(guò)濾法

生物過(guò)濾法是使收集到的異味氣體通過(guò)在適宜的條件下長(zhǎng)滿微生物的填料，污染物質(zhì)先被填料吸收，并被其上的微生物氧化分解，從而達(dá)到去除臭味的方法。這種方法具有投資省、操作管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)；但在反應(yīng)過(guò)程中，需要控制好適宜的溫度、酸堿度、溶解氧濃度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度等環(huán)境條件，否則微生物活性降低，處理效果將受到影響。德國(guó)與荷蘭生物過(guò)濾裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用于處理異味氣體的實(shí)際工程中[21]。梁永坤等[22]研究表明，采用生物過(guò)濾裝置處理含氨廢氣，氨被氧化為硝酸鹽，去除率可達(dá)95%以上。徐華成等[23]將生物滴濾池和生物過(guò)濾池串聯(lián)使用，組合成為復(fù)合生物濾池，用來(lái)處理氨氣和硫化氫氣體，均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的相關(guān)濃度，獲得了較好的處理效果。

2生物洗滌法

生物洗滌法是將異味氣體通過(guò)充滿活性污水中，利用活性污泥中的微生物去除異味的一種處理方法。這種方法與廢水的活性污泥法處理過(guò)程極為相似。該方法對(duì)去除含氨、酚、乙醛等的異味氣體效果較好，但處理含硫的污染物質(zhì)效果不明顯[24]。所用設(shè)備通常是曝氣罐，效果很好，去除效率很高，但是動(dòng)力消耗大，投資費(fèi)用高，并且伴有二次污染物的產(chǎn)生。

3生物濾床法

生物濾床法是一種優(yōu)化的土壤處理工藝，由土壤基質(zhì)、布?xì)庀到y(tǒng)、加濕系統(tǒng)、基質(zhì)內(nèi)生物群落、表面植物等幾部分組成。它利用土壤基質(zhì)的過(guò)濾、吸附、吸收、物理化學(xué)反應(yīng)、生物降解等功能凈化氣態(tài)污染物，同時(shí)表面種植的植物亦有一定的凈化功能，具有經(jīng)濟(jì)、美觀、管理方便、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。生物濾床處理污水異味氣體的濾料表面負(fù)荷可達(dá)250m3/m2•h[25]。Lueneburg污水廠以堆肥、樹(shù)葉、灌木樹(shù)枝為基質(zhì)，設(shè)計(jì)負(fù)荷為32~93m3/m2•h，去除率為99%；Tamarac污水廠僅以堆肥、木塊為基質(zhì)，設(shè)計(jì)負(fù)荷為147.6m3/m2•h，去除率可達(dá)98%以上。綜上所述，傳統(tǒng)處理方法處理印染廢水異味氣體有各自特點(diǎn)（表2），因此需根據(jù)具體的濃度和性質(zhì)采用不同的方法，有時(shí)也需采用多種方法進(jìn)行組合，處理效果更佳。

四、新型的處理方法

近年來(lái)，隨著研究的進(jìn)一步深入，新型的處理方法如光催化氧化法[26-28]、電化學(xué)氧化法[29]、等離子體分解法[30-32]等方法的研究取得了很大的進(jìn)展，并在實(shí)際工程中得到了更加廣泛的應(yīng)用。

1光催化氧化法

光催化氧化法是利用催化劑如二氧化鈦對(duì)異味氣體有較好的去除作用的一種方法。常見(jiàn)的光催化劑多為金屬氧化物和硫化物，實(shí)用性較好的有TiO2和ZnO，其中TiO2使用最為廣泛。HarumitsuNishikawa等[33]在2001年采用二氧化硅鍍二氧化鈦(TiO2/SiO2)金屬小球作為吸附劑，并通過(guò)光催化氧化作用處理異味氣體中的二甲基硫醚和二甲基二硫醚，若僅采用一種吸附效果僅為65%，二者結(jié)合，效果可達(dá)100%。為了提高光催化氧化的效率，有人嘗試將TiO2進(jìn)行改性，形成新型催化劑如Nd3+-TiO2、NH4+-TiO2、La3+-TiO2、Ce4+-TiO2、Pt/TiO2等，這些經(jīng)改性形成的催化劑要比單純的TiO2更能有效地抑制電子-空穴對(duì)的復(fù)合，提高污染物的降解效率及反應(yīng)速率。用這種方法改性后的TiO2進(jìn)行光催化氧化反應(yīng)，脫硫效率可達(dá)98.4%[34-35]。納米光催化氧化也是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)[36]，但該技術(shù)的降解效率受控于污染物質(zhì)與催化劑表面界面擴(kuò)散速率，因此很難用于大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，目前多局限于實(shí)驗(yàn)研究及小風(fēng)量應(yīng)用階段。

2電化學(xué)氧化法

電化學(xué)氧化法主要是利用化學(xué)電池對(duì)異味氣體進(jìn)行氧化的方法。電池內(nèi)裝膜和AgNO3-HNO3溶液，在溫度50~100℃的范圍和常壓條件下發(fā)生反應(yīng)。異味氣體在陽(yáng)極轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，同時(shí)在陰極生成亞硝酸，并循環(huán)使用。電化學(xué)氧化法可以用來(lái)處理H2S和NO2，同時(shí)對(duì)于一般方法無(wú)法處理的NO去除率可達(dá)80%，對(duì)乙硫醇去除率可達(dá)98%，三甲胺去除率可達(dá)91%，均得到了很好的去除效果[38]；但是由于運(yùn)行費(fèi)用高，還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。

3等離子體分解法

等離子體治理異味氣體，是利用產(chǎn)生高能電子的作用，在空氣中產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫、臭氧和羥基氧等活性基團(tuán)。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)后被分解，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。等離子體分解技術(shù)逐漸被應(yīng)用在煙氣脫硫脫硝、污水廠異味氣體處理等方面，其去除硫化氫、甲硫醇、臭氣、氨等污染物的平均效率超過(guò)80%，整套技術(shù)在常溫常壓下進(jìn)行，能耗低，無(wú)明顯的二次污染，處理工藝簡(jiǎn)單，處理成本低，可以處理超低濃度、高流速、大風(fēng)量的異味氣體，去除效率高，是一種高效的新型異味氣體處理方式[39]。楊小平等[32]將低溫等離子體技術(shù)與傳統(tǒng)的催化劑結(jié)合起來(lái)，在二者的協(xié)同作用下，催化劑不需要另設(shè)加熱裝置便可進(jìn)行催化反應(yīng)，同時(shí)可以主導(dǎo)反應(yīng)方向，減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，降低二次污染的可能性。

五、結(jié)束語(yǔ)

印染廢水異味氣體成分復(fù)雜，單一的傳統(tǒng)處理工藝已經(jīng)不能滿足國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，因此必須標(biāo)本兼治，在不斷完善整個(gè)印染行業(yè)的工藝流程，持續(xù)進(jìn)行污染源頭控制的同時(shí)，積極開(kāi)發(fā)研究投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、效率高的異味氣體控制處理裝置，是解決印染行業(yè)異味氣體污染問(wèn)題的關(guān)鍵。

本文作者：李杰、王安磊 單位：安徽宜源環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?、安徽萬(wàn)聯(lián)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?/p>