随着城市化进程的加快, 污水泵站作为城市运转的一个重要组成部分, 对推进我国城市化发展发挥了重要作用。但目前许多城市污水泵站分布在居住区、商业区等人口稠密地带, 其运行过程中产生的臭气直接影响到泵站操作人员的身体健康和工作效率, 并对周围居民的生活产生不利影响, 也降低了周边土地的使用价值。同时随市民生活水平的提高, 公众对环境质量的要求也日益增强, 污水泵站臭气污染已成为市民反映强烈的环境问题之一, 城市污水泵站除臭技术日益受到重视。因此, 近年来越来越多的新建和改建污水泵站安装了除臭设施, 以降低臭气对周边环境的影响。植物提取液喷淋除臭技术与离子除臭技术由于其除臭效果良好、占地小、易于安装维护的特点被广泛百富策略白菜网于污水泵站的除臭系统中。

植物提取液是从多种可食用植物的花、茎、根、叶中淬取汁液, 经过专业配方和工艺制成, 其化学、物理性质稳定, 无毒性、无爆炸性、无燃烧性, 对皮肤无刺激性;天然植物提取液与异味分子反应后不会生成有毒副产品, 不会造成二次污染。

植物液经专用装置喷洒成雾状, 在空间扩散为直径≤0.04mm的液滴, 其液滴具有很大的比表面积以及很大的表面能, 平均每摩尔约为几十千卡, 这个能量是许多元素中键能的1/3~1/2。液滴的表面不仅能有效地吸附空气中的异味分子, 同时也能使被吸附的异味分子的立体构型发生改变, 削弱了异味分子中的化合键, 使得异味分子的不稳定性增加, 容易与其它分子进行化学反应;植物提取液大多含有多个共轭双键体系, 具有较强的提供电子对的能力, 这样增加了异味分子的反应活性。

植物提取液与异味分子可发生如下几类反应:

一般情况下硫化氢不能与空气中的氧进行氧化反应, 但在植物提取液所含有效成分的催化作用下, 硫化氢则可与空气中的氧发生反应。

苯硫醚与植物提取液的反应就属于这一类。苯硫醚是一种路易斯酸, 植物液中的含氮化合物属路易斯碱, 两者可以反应, 从而可以进行路易斯酸碱反应。同样机理也适用于不同的烃类物质。

经过雾化的植物提取液液滴直径≤0.04mm, 液滴的表面能已达到一些有机化合物键能的1/3或1/2, 在这种情况下, 足以破坏臭气分子中的键, 使它们不稳定, 易分解。

植物液中的一些糖类物质可吸附并溶解臭气中的异味分子。

植物液中的单宁类物质可以同异味分子发生酯化或酯交换反应, 从而去除异味或生成具有芳香的物质。

离子除臭技术的关键是通过高压脉冲介质阻挡放电的形式产生大量活性高能离子, 高能离子与气体分子 (原子) 发生非弹性碰撞, 将能量转换成基态分子 (原子) 的内能, 发生激发、离解、电离等一系列过程使气体处于活化状态, 产生各种活性自由基, 如·OH、·HO、·O等, 对苯、甲苯、二甲苯、氨气、硫化氢等有毒有害气体发生降解、氧化等复杂的物理和化学反应, 且副产物无毒, 避免二次污染, 并可对各种污染气体进行同时治理。

其净化机理主要包括两个方面:

(1) 在产生高能离子的过程中, 高频放电产生瞬间高能量, 打开某些有机气体分子的化学键, 使其分解成单质原子、基团或小分子片断;

(2) 高能离子中包含大量的高能电子、离子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基, 这些活性粒子的平均能量高于气体分子的键能, 它们和臭气分子发生频繁的碰撞, 打开臭气分子的化学键, 同时还会产生大量氧化性极强的O2、O2-、O2+、·OH、·HO、·O、O等氧簇聚集体, 它们与有机气体分子发生化学反应生成H2O、CO2等无害产物。

利用高能离子作用能同时将空气中的各种有机污染物和其他有害气体最终氧化成为H2O和CO2等具有极低浓度的无害小分子 (产生的副产物O3的浓度可控制在安全水平) , 不存在二次污染问题。

长沙市田心港泵站是雨水和污水合建泵站, 除臭工艺采用植物液空间雾化喷淋的形式。

对于该泵站, 集水池是其臭气的主要产生区域, 所以为了达到有效的喷淋除臭效果, 泵站的喷淋范围主要集中在集水池所在区域。在集水池边界及上方, 以一定的间距均匀布置雾化喷嘴, 在计算单个喷嘴的有效喷淋面积基础上合理设计, 保证整个区域喷淋全覆盖。

田心港泵站有1#、2#两个集水池。1#集水池布置33个喷嘴, 覆盖面积约115m2, 配备两套除臭控制设备;2#集水池布置49个喷嘴, 覆盖面积约170m2, 配备三套除臭控制设备。

泵站采用的植物液除臭设备外形尺寸为1200×600×1750 (mm) , 功率1.5k W, 除臭设备不需要提供专用的土建基础, 设备采用膨胀螺栓固定于地面, 设备内部自带植物液储液箱, 故只需对除臭设备提供自来水。除臭设备主要由储液装置、自动补液配液装置、高压输送泵、进水过滤装置、自控系统组成。植物液管线采用准9.5mm的不锈钢专用管道, 液管本身尺寸较小, 管道可结合现场安装条件适当的布置走向, 其固定采用管卡固定。雾化喷嘴的采用外体铜合金内芯陶瓷结构, 喷嘴孔径0.15mm, 流量0.046L/min。

通过对该泵站厂界进行检测, 检测结果见表2, 检测采用的仪器有:便携式硫化氢检测仪, 便携式氨气检测仪、便携式臭气浓度检测仪。

从表2可以看到, 泵站排放臭气中硫化氢、氨气、臭气浓度等几类主要项目排放指标已合格。泵站自2015年投入使用以来, 植物液喷淋除臭系统运行稳定, 除臭效果良好, 从而改善了泵站工作人员的操作环境, 并有效控制了泵站内部臭气的外溢, 减少了对周边环境的影响。

长沙市南湖港泵站同样是雨水和污水合建泵站。除臭方式为先将臭气集中收集, 再通过离子除臭装置处理后达标排放, 具体为采用设计合理的臭气收集系统将恶臭气体捕捉收集, 避免臭气的逃逸及扩散, 收集后的恶臭气体被送入离子反应箱体, 臭气在箱体内与高能量离子气体混合反应, 经处理达到国家相关排放标准。工艺流程简图如图1所示。

离子法除臭技术的关键是根据需要去除臭气的风量, 提供准确的离子剂量以保证除臭净化效果。在南湖港泵站中采用的离子发生器技术参数为功率200W, 电压220V, 含8根离子管, 可处理5000~7000m3/h风量的恶臭气体, 而泵站需要处理的总风量为21000m3/h的恶臭气体, 故该泵站使用了三组8根离子管的离子发生器。

由于该泵站采用臭气集中收集处理的方式, 故针对泵站各产生臭气区域如格栅机、粗/细格栅池、进水闸井、出渣间等须分别设置加盖 (罩) 系统, 然后通过排风口吸风经收集风管将臭气集中送至离子反应装置进行处理。

该泵站的除臭检测结果见表3, 检测采用的仪器有:便携式硫化氢检测仪, 便携式氨气检测仪、便携式臭气浓度检测仪。

从表3可以看到, 泵站排放臭气中硫化氢、氨气、臭气浓度等几类主要项目排放指标已合格。南湖泵站地处湘江风景观光带, 景区来往人员较多, 但泵站使用后, 离子除臭系统有效的处理了泵站运行中产生的臭气, 为维护泵站周边的环境起到了预期的效果。

两种除臭技术均能通过多种反应作用原理有效去除臭气, 通过两个典型的泵站工程案例证明, 其处理效果均良好。两种除臭技术均安装使用方便, 但植物提取液喷淋除臭技术初期投资较小和设备维护费用低, 离子除臭技术初期投资和设备维护费用较高;在使用过程中离子除臭技术运行费用较低, 植物提取液喷淋除臭技术运行费用较高。

目前通过大量运行良好的工程案例证明, 以上两种除臭方法, 其运行良好、占地小、安装方便、易于维护, 是值得推广的城市污水泵站的臭气处理方法。