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稀釋擴散法
稀釋擴散法是最早處理異味氣體的方法之一，通過擴散和稀釋，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]。這種方法對有組織排放的污染源效果明顯，但對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異味物質(zhì)的強吸附力，將異味氣體通過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)備簡單，脫除異味效果好，可以用來處理復(fù)合異味氣體。對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個串聯(lián)的活性炭吸附裝置處理廢水處理過程中產(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)吸收液對廢氣進(jìn)行溶解或通過一定的化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到降低廢氣排放的效果。一般用于酸、堿性廢氣的處理過程中，對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物，回收率可達(dá)70%以上，具有良好的經(jīng)濟(jì)價值；但這種方法對設(shè)備及運行管理要求極高，運行成本也較高。
2燃燒法
燃燒法是最常見的有機廢氣處理方法之一，由于其具有凈化效率高、操作簡單、動力消耗少的優(yōu)點，曾得到廣泛應(yīng)用。在較低溫度下，通過催化劑的作用，有機廢氣中的碳?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1500×10-6時，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，催化劑易中毒且價格昂貴，運轉(zhuǎn)費用高，溫度控制復(fù)雜以及易產(chǎn)生二次污染等缺點，在推廣和使用方面受到了一定限制。
3氧化法
氧化法是利用強氧化劑來氧化異味氣體，進(jìn)而消除其異味的方法。該法工藝簡單，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生物過濾法
生物過濾法是使收集到的異味氣體通過在適宜的條件下長滿微生物的填料，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、操作管理簡單、運行費用低、安全可靠等優(yōu)點；但在反應(yīng)過程中，需要控制好適宜的溫度、酸堿度、溶解氧濃度、營養(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。德國與荷蘭生物過濾裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用于處理異味氣體的實際工程中[21]。梁永坤等[22]研究表明，采用生物過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濾池串聯(lián)使用，組合成為復(fù)合生物濾池，用來處理氨氣和硫化氫氣體，均達(dá)到國家標(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程極為相似。該方法對去除含氨、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，但是動力消耗大，投資費用高，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、運行穩(wěn)定、處理效果好等優(yōu)點。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、樹葉、灌木樹枝為基質(zhì)，設(shè)計負(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（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，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異味氣體有較好的去除作用的一種方法。常見的光催化劑多為金屬氧化物和硫化物，實用性較好的有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的研究熱點[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，目前多局限于實驗研究及小風(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)。異味氣體在陽極轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，同時在陰極生成亞硝酸，并循環(huán)使用。電化學(xué)氧化法可以用來處理H2S和NO2，同時對于一般方法無法處理的NO去除率可達(dá)80%，對乙硫醇去除率可達(dá)98%，三甲胺去除率可達(dá)91%，均得到了很好的去除效果[38]；但是由于運行費用高，還沒有得到廣泛的應(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80%，整套技術(shù)在常溫常壓下進(jìn)行，能耗低，無明顯的二次污染，處理工藝簡單，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，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
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，積極開發(fā)研究投資小、運行費用低、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?、安徽萬聯(lián)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?/p>