随着工、农业的发展和城市人口的膨胀, 恶臭气体的污染问题日趋突出, 给人们的生活质量造成了严重影响, 并且可以直接危害人体的健康。在城市臭气来源方面, 市政污水的收集与处理过程是造成臭气排放的主要原因, 其中污水泵站及百富策略白菜网的臭气排放情况最为严重。另外, 在城市生活垃圾、粪便的收集、转运等场所也会释放大量的恶臭气体, 对周围的环境质量造成严重破坏, 已成为急待解决的环保问题之一。为了控制恶臭污染物对大气的污染, 国家制定了GB14554-1993《恶臭污染物排放标准》以及GB16279-1996《大气污染物综合排放标准》等相应的环保法规。因此, 对恶臭气体的控制已成为污水处理系统考虑的一大问题。

在污水处理工艺工程中, 污染物臭气的成分是复杂多变的。一般主要由碳、氮和硫元素。臭气主要有, 如H2S、硫醇类、硫醚类;含氯的化合物, 如胺类、酰类、吲哚类;卤素及衍生物, 如氯气、卤代烃;烃类, 如烷烃、烯烃、芳香烃;含氧的有机物, 如醇、酚、醛、酮、有机酸等。其中无机物有H2S、NH3等。他们还具有沸点低、气味强度表征值大等特点。这些污染物绝大多数对人体健康和感观影响较大, 同时也是造成城市光化学污染、全球气候变暖以及臭氧层破坏的重大因素。

原本待处理的污水中就含有易挥发的恶臭气体, 经机械设备的搅拌运动, 使得化合物挥发出来, 产生异味;在百富策略白菜网整个工艺流程中不可避免地产生污泥, 经过脱水浓缩地泥饼含有较高浓度的H2S, 若不设置除臭装置, 该构筑物内的恶臭气体使得人们无法正常地进行工作。

光电离子除臭设备主要包括高效吸附材料、负载在高效材料上的宽谱纳米光复合催化以及紫外光源等。材料上的催化剂在吸收光能后, 能在其表面产生催化反应的物质。当一定纳米波长的紫外光照射光催化触媒材料时, 其表面受到激发生成电子 (e-) 和空穴 (H+) 对, 在有空气和水蒸汽存在时, 空穴分解催化剂表面吸附的水产生强氧化性的羟基自由基 (OH) 、原子态的氧 (O) 、臭氧 (O3) 及过氧化氢 (H2O2) 等, 这些物质具有很强的氧化作用, 从而将其所接触到的各种污染物氧化, 达到净化空气的作用。

新型高效吸附材料使得光催化剂的负载非常方便, 负载量的大小也很容易调节。此外, 在臭气净化过程中, 吸附材料本身对污染物分子同时起吸附作用, 对接触时间 (<0.5 s) 内催化剂来不及分解的污染物, 先被吸附材料吸附, 再利用复合催化剂所产生的活性物质将其逐渐氧化。

另外, 为了充分提高催化剂粒子与臭气间的接触状况, 粒子的直径越小越有利, 使催化剂粒子以纳米量级的尺寸分散在吸附材料上。另外, 由于紫外光源所产生光的波长是在一定范围分布的, 一般的光催化剂只能利用波段很窄的光, 而对于波长分布较宽的光则利用效率很低, 很大程度上造成能量浪费。为此, 采用掺杂光敏化处理技术, 使复合催化剂在波长较大的紫外光照射下也能被激发, 从而使所有光能的利用更充分, 甚至可以直接利用自然光。

由于敏化技术的使用, 可采用波长分布更广的光源 (100~600 nm) , 使光源的谱线要求降低, 降低其造价和设备投资成本, 同时使光源所产生的不同波长的能量得到充分利用, 增强了设备的除臭效果。

其基本原理是在纳米催化作用下, 利用紫外光源照射下所产生活性物质 (图1纳米光催化原理示意图) 。其主要的化学反应如下:

光电离子除臭装置主要由臭气集气装置、风机室 (收气装置) 、过滤装置、集成装置等部分组成, 见图2所示。

(1) 集气装置

基于空气动力学原理, 选择合理的吸风口形状和集风位置, 使空气的气流进入净化系统。

(2) 抽风机

风机采用低能耗、低噪音风机, 提供废气排放及克服净化装置的阻力。

(3) 净化装置部分粗过滤

采用高性能过滤材料, 阻力小。对废气进行粗过滤, 可去除废气中的悬浮颗粒和小雾滴。滤网强度好、耐腐蚀、清洗方便、清洗后可重复使用、过滤阻力低。

(4) 宽谱纳米光催化装置

为净化除臭装置的主要部分, 采用宽谱、复合纳米光催化剂。

(5) 吸附/氧化单元

该单元于纳米光催化装置集成在一起, 所采用的高效吸附材料, 不仅作为纳米光催化剂的载体, 而且其本身还具有很强的吸附能力, 可以对恶臭物质及光解过程中所产生的活性成分进行“缓冲吸附”, 使它们之间有更长的接触反应时间。采用纳米催化材料粉体分解有机、无机废气, 提高废气的净化效率。

在上述工艺流程中, 臭气的散发源一般为污水泵站的集水井或垃圾储存池。在引风机的作用下, 臭气被抽入集气系统内, 风量的大小根据臭气的强度以及换气次数来确定。再经过低阻力的过滤装置, 将气流中的固体颗粒及雾去除, 以防这类物质玷污纳米催化材料及高效吸附剂。之后, 臭气进入宽谱光催化净化装置, 气体中的大部分恶臭物质经过光解反应以及纳米光催化反应被分解。部分未分解的恶臭物质以及光解过程所产生的少量活性氧及臭氧, 再经高效吸附材料的吸附, 并促使它们在吸附材料表面继续反应。净化后的臭气可以直接排放, 也可作为补充空气进行部分回流, 其中回流风含有一定活性氧, 可以有效抑制集气室内的蚊蝇孳生。

其中化学反应如下:

(1) 有机废气处理

脂肪族氧化机理:所产生的OH具有强氧化作用, 将脂肪族氧化为醇, 进一步氧化为醛、酸, 最后脱羧生成二氧化碳, 整个过程可描述如下:

每降解一个碳原子, 生成一个CO2, 重复循环, 直到脂肪族完全转化为CO2为止。

芳香族氧化机理:离子氧发生装置所产生的OH-和H+使苯环羟基化, 生成羟基环已二烯自由基, 进而开环生成已二烯二醛, 再按脂肪族氧化途径降解, 生成CO2和H2O。

(2) 无机废气处理及二次污染分析

以重点分析恶臭气体主要物质氨、硫化氢和甲硫醇为主, 其发生的氧化反应为:

利用紫外光以及相应的光催化材料, 可以将接触光催化剂的水份及氧气活化, 产生活性物质, 可以将臭气、细菌、污物等有机成份都能被分解为NOX、SO3、CO2、H2O等无害或无臭的物质小分子。由于各废气物浓度总量较低, 因此产物 (如其它小分子等) 的浓度也极低, 由过滤吸附或直接易被大气环境所接收并稀释, 不会产生二次污染, 达到较高的除臭杀菌作用。

在市政排水工程中, 除臭主要百富策略白菜网于百富策略白菜网、雨污水泵站、垃圾中转站等产生恶臭气体的构筑物内。例如泵站内污染气体主要存在于污水进水处的格栅井, 而且格栅井为露天存放, 臭气直接排放大气中对环境造成影响。光电离子除臭装置采用在格栅井上口设置由不锈钢材质和阳光板组成的阳光房将其包裹, 并设置吸风口或吸风装置, 通过排气风管接至泵站内设置的臭气处理装置中, 利用光电离子的处理工艺对该空间的臭气进行处理, 通过吸附、催化氧化等反应达到除臭的作用。最终的处理结果符合国家规定的《恶臭污染排放标准》和《大气污染物综合排放标准》, 经环保测试达标后近地排到大气中。

在正常工况及常规气象条件下, 臭气处理系统的尾气排放浓度应满足《恶臭污染物排放标准》中二级厂界标准, 见表1。

并且光电离子除臭装置在市政排水的百富策略白菜网已较为广泛, 能在各种地方、处理各种性质的臭气源都有明显效果。如航头泵站、新场泵站、三灶泵站等臭气处理中得到了良好的除臭效果。

光电离子除臭装置的优点:除臭效率较高, 一般为80%~90%左右;具有净化空气功能;设备远行噪音低;设备全自动连续运行也可间断运行, 无需专人管理;设备体积小、自重轻、占地面积小, 适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件的改造项目。