錢冰冰

（蘇州優(yōu)樂蜂環(huán)?？萍加邢薰?，江蘇 蘇州 215000）

1 工業(yè)廢水處置中的常見廢氣種類

1.1 工業(yè)廢水的主要類別

在各種工業(yè)生產(chǎn)活動中，都會用到水，由于工業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)應(yīng)用的影響，使生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水出現(xiàn)了相對較大程度的危害。當(dāng)前，依據(jù)廢水的實際污染根源分類，可以分為無機(jī)廢水、有機(jī)廢水、酸堿廢水等等，而若是以行業(yè)來劃分，則可以分為化工廢水、印刷廢水、電鍍廢水、制革廢水及一般性工業(yè)廢水等[1]。

1.2 廢水處理的主要形式

當(dāng)前我國對于工業(yè)廢水處置的方式主要有物理處理，化學(xué)處理及生物處理等技術(shù)。物理性處理主要依據(jù)污染物的物理特性，在不改變廢水化學(xué)污染成分的前提條件下進(jìn)行的處理，是充分利用物理學(xué)原理及相關(guān)知識，通過加入具有物理性質(zhì)的物質(zhì)，如：可以利用吸附及萃取技術(shù)對廢水進(jìn)行處理。化學(xué)處理則主要是通過利用化學(xué)試劑對廢水進(jìn)行處理，如：利用氧化原理對廢水進(jìn)行沉淀、降解等，都屬于化學(xué)廢水處置方法。而生物處理法主要有生物吸附、活性污泥法及生物絮凝等。

1.3 廢水處置中產(chǎn)生的廢氣

一部分工業(yè)廢水中污染物的濃度比較高，例如紡織行業(yè)的廢水、制革行業(yè)的廢水等，其中會含有較多的含氮物質(zhì)、含硫物質(zhì)，所以在對這部分廢水進(jìn)行處理時，無論是在預(yù)處理還是在生化處理過程中，都不可規(guī)避地會產(chǎn)生硫化氫氣體，并伴隨大量的惡臭氣味。此外，如果是化工類、制藥類廢水，其中的烴類物質(zhì)在廢水處理活動中會揮發(fā)，并形成有機(jī)廢氣，也就是就是常說的VOCs。

2 廢水處理中產(chǎn)生廢氣的危害性探析

在對工業(yè)生產(chǎn)中形成的廢水實行處理時，經(jīng)常會產(chǎn)生一些廢氣，其中，惡臭氣體以及VOCs（有機(jī)廢氣）是最常見的兩種廢氣，因此要著重對其危害性進(jìn)行探討。

一方面，惡臭氣體種類繁多，目前已達(dá)4000多種，對人體及環(huán)境危害性較大，較為常見的主要是硫化氫，氨氣、苯乙烯、甲硫醇等物質(zhì)。惡臭氣體不僅成分復(fù)雜，影響范圍也較大，如果不經(jīng)有效地處理就釋放到環(huán)境中，那么當(dāng)人們接觸到這類惡臭氣體時，就會對呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時會出現(xiàn)出惡心、嘔吐的癥狀。如果這類惡臭氣體的濃度進(jìn)一步增加，還可能影響血壓，甚至造成急性中毒等。經(jīng)常接觸這些惡臭氣體還會造成內(nèi)分泌系統(tǒng)功能發(fā)生紊亂，擾亂神經(jīng)系統(tǒng)，影響精神狀態(tài)及機(jī)體代謝。此外，惡臭氣體除了對人類危害性比較大之外，對于植物的干擾也十分顯著，導(dǎo)致植物不能正常生長。

另一方面，VOCs常見的污染物質(zhì)主要有芳香族化合物，碳?xì)漕惢衔镆约巴?、酚類、醛類等含氧化合物。其不單氣味刺鼻，并且毒性也比較大，當(dāng)人和動物長期接觸這種廢氣后，體內(nèi)的器官極有可能出現(xiàn)病變，對大腦以及神經(jīng)中樞系統(tǒng)造成傷害，例如誘發(fā)癌癥等。另外，VOCs大多具有一定的光化學(xué)活性，會對臭氧含量形成干擾，也是PM2.5形成的主要原因，繼而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的損壞。因此，對工業(yè)廢水處理過程中產(chǎn)生的各種廢氣進(jìn)行處理是十分必要的。

3 工業(yè)廢水處置中常見的廢氣治理技術(shù)

3.1 燃燒治理技術(shù)

燃燒治理是開展廢氣治理工作時經(jīng)常用到的一種處理技術(shù)，也是廢氣治理效果較為明顯的一種廢氣處理方法，特別是對VOCs、惡臭廢氣的處置。通過燃燒處理技術(shù)進(jìn)行處理成效極高且較為便捷。利用燃燒技術(shù)可以將工業(yè)廢水處理時產(chǎn)生的VOCs、惡臭廢氣在燃燒的作用下，轉(zhuǎn)變成一種對人體無害的物質(zhì)后再進(jìn)行排放，從而達(dá)到廢氣治理的目標(biāo)。

目前常見的燃燒處理技術(shù)主要有蓄熱室焚燒（RTO）和催化燃燒。

3.1.1 蓄熱室焚燒法

蓄熱室焚燒法的原理是在高溫條件下，將廢氣中的有機(jī)物氧化達(dá)到凈化的目的，氧化后分解成水和二氧化碳。RTO一般由RTO爐體（包含蓄熱室和氧化室）、燃燒系統(tǒng)、蓄熱體等構(gòu)成，該方法可以處理濃度較高且熱值高的廢氣，其中的蓄熱體可以將熱量進(jìn)行回收用于廢氣的預(yù)熱環(huán)節(jié)，節(jié)能且環(huán)保，但該方法需要持續(xù)的輔助燃料補(bǔ)給以維持高溫燃燒需要達(dá)到的溫度，且設(shè)備易腐蝕，因此處置成本較高。

3.1.2 催化燃燒法

催化燃燒，顧名思義，即是通過催化劑的作用來完成廢氣的燃燒處理工作。該方法充分利用催化劑自身的特點，使廢氣在充分燃燒過程中分解，使復(fù)雜的化學(xué)成分變得更加簡單，再經(jīng)過較為繁瑣的化學(xué)反應(yīng)，最后只剩下二氧化碳與水兩種物質(zhì)，不僅具備節(jié)能環(huán)保的特點，同時也具有較高的處理效能。在催化劑的作用下，廢氣不僅能被充分燃燒，而且可以在較低的燃點下進(jìn)行燃燒，減少了燃料的使用量。但此種處理形式對于設(shè)備的要求較高，不但設(shè)備環(huán)境要耐氧化及耐高溫，且更要具備較強(qiáng)的抗干擾能力，才能使整個處理工藝更加順暢，提升整體治理的品質(zhì)。

3.2 吸附技術(shù)

吸附技術(shù)也是工業(yè)廢水處理過程中處理產(chǎn)生廢氣的關(guān)鍵技術(shù)，吸附技術(shù)主要應(yīng)用活性炭作為吸附材質(zhì)?；钚蕴烤哂袕?qiáng)大的氣體吸附能力，不但可以對有毒氣體進(jìn)行吸附，還具備較好的除異味功效，因此對于惡臭氣體的處理效果極佳。由于活性炭材質(zhì)表面為較多的孔隙結(jié)構(gòu)，可以對小分子氣體進(jìn)行充分吸收，并通過對惡臭氣體進(jìn)行預(yù)處理的方式，達(dá)到較好的廢氣治理效果。在實際應(yīng)用時，技術(shù)實施的過程較為簡單，可以滿足多種氣體排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。但活性炭在使用后，需及時進(jìn)行清理及更換，因而維護(hù)成本較高，如果不進(jìn)行合理的控制，還可能產(chǎn)生二次污染，導(dǎo)致吸附技術(shù)應(yīng)用的難度增大。

3.3 生物處理技術(shù)

該技術(shù)主要是在一定條件下，通過微生物對污染氣體進(jìn)行降解，并利用廢氣中的成分（如氮、磷、硫等）作為微生物自身生長的營養(yǎng)物質(zhì)，使廢氣成為無毒害作用的氣體或其它穩(wěn)定的物質(zhì)。在利用微生物進(jìn)行廢氣處理時，氣體污染物首先與微生物接觸，將生物體自身的作用傳到生物體的內(nèi)部，再利用微生物正常的代謝作用分解有毒氣體。

生物處理技術(shù)一般有洗滌法、過濾法和滴濾法三種，生物洗滌處理采用活性污泥進(jìn)行廢氣降解。生物過濾和滴濾處理均采用生物活性填料進(jìn)行降解。

利用生物處理技術(shù)需要根據(jù)廢氣種類及成分選擇預(yù)處理工序。如除油預(yù)處理，是經(jīng)脫油層去除廢氣中油類等物質(zhì)；洗滌預(yù)處理是去除廢氣中可能含有的顆粒物，并充分利用處理設(shè)施的塔狀結(jié)構(gòu)及具備特殊性能的填料減少氣體整體的濃度值，為后續(xù)的廢氣治理工作打下堅實的基礎(chǔ)。

經(jīng)預(yù)處理后的廢氣進(jìn)入生物塔，對預(yù)處理后的氣體進(jìn)行生物化處理，并對有毒氣體進(jìn)行充分地降解。然后，通過負(fù)壓離風(fēng)機(jī)避免毒害氣體外漏，更好地保護(hù)了環(huán)境。最后通過排放塔將達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體進(jìn)行排放。

3.4 吸收處理

吸收處理主要指噴淋塔洗滌吸收處理。由于惡臭和VOCs廢氣中含有可溶于水的成分，通過氣體、液體大面積接觸，氣體中的污染物被吸收至液體中得以去除，通過氣液接觸后的潔凈氣體排至大氣中，達(dá)到去除污染物的目的。

污水站的廢氣經(jīng)收集（一般為加蓋收集）后，通過風(fēng)機(jī)將廢氣引至噴淋吸收塔內(nèi)部，進(jìn)行氣液逆向吸收，即液體（一般為水）自塔頂以霧狀形式向下噴灑，廢氣則向塔頂擴(kuò)散，達(dá)到氣、液充分接觸，從而完成物理吸收，經(jīng)處理后的潔凈氣體由洗滌塔上端排氣管道排出。

一般情況下，為提高處理效率，會在洗滌塔內(nèi)設(shè)置填料層，以增大氣液混合度。也可以根據(jù)廢氣種類，在吸收液中加入可與廢氣反應(yīng)的化學(xué)藥劑，如酸液，堿液等，使其與廢氣發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步去除有害物質(zhì)。

噴淋洗滌法優(yōu)點為操作簡便，且日常的維護(hù)都較為簡單，主要成本即化學(xué)藥劑的使用。該方法常常用在廢氣的預(yù)處理工段，對于成分復(fù)雜、濃度較高的廢氣，由于超過洗滌吸收飽和限度，并不能達(dá)到很好的處理效果。

3.5 臭氧氧化處理

依據(jù)氧化工作的原理，應(yīng)用強(qiáng)氧化劑臭氧，使廢氣充分進(jìn)行氧化作用，在該過程中，臭氧分解產(chǎn)生活性氧，活性氧與廢氣反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的氧化物質(zhì)，如：水、二氧化碳等物質(zhì)，使污染性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無污染物質(zhì)。在參與有機(jī)物廢氣氧化反應(yīng)過程中，臭氧反應(yīng)速度快，且無二次污染[2]。

由于單一地選擇臭氧進(jìn)行氧化處理，會需要較高濃度的臭氧，且氧化去除污染物所需的時間較長，因此一般選擇臭氧催化氧化技術(shù)。通過選取催化劑，與臭氧結(jié)合，使臭氧在催化劑作用下分解成強(qiáng)氧化性的中間物質(zhì)，以提高單位時間內(nèi)的臭氧氧化能力。

臭氧催化氧化反應(yīng)過程主要包括兩部分，臭氧分解以及有機(jī)物的氧化。其機(jī)理是通過催化劑的作用，使臭氧分解成具有強(qiáng)氧化性的自由基[3]。該處理工藝需要有源源不斷的臭氧供給，一般由臭氧發(fā)生器主機(jī)及催化處理裝置構(gòu)成。臭氧氧化處理易于操作，運(yùn)維也較為便捷，且其催化物料使用周期長、耗能低。但是需要對廢氣進(jìn)行預(yù)處理，要經(jīng)過去除顆粒物、酸堿性物質(zhì)等工序。

3.6 低溫等離子體

等離子體是由大量的帶電粒子組成的離子化氣態(tài)物質(zhì)，是繼氣態(tài)、固態(tài)、液態(tài)之后的物質(zhì)形態(tài)的第四態(tài)。無論哪種氣體，在合適的條件下，都會產(chǎn)生相應(yīng)的電離現(xiàn)象[4]。該處理方法主要通過放電過程產(chǎn)生的低溫等離子體，其具有較高的電子能量，并含有大量的激發(fā)態(tài)粒子，空氣中的水分子、氧氣分子也會在電場作用下產(chǎn)生氫、臭氧、羥基氧等活性基團(tuán)，各種氣體分子組團(tuán)在等離子體的作用下碰撞，將能量轉(zhuǎn)換成內(nèi)能，并通過被激化、解離等作用，實現(xiàn)氧化或還原反應(yīng)，將廢氣中的有毒、有害污染因子轉(zhuǎn)化成無毒、無害的物質(zhì)。其主要工作原理示意圖見1。

圖1 低溫等離子體法主要工作原理

低溫等離子體處理方法適合于處理濃度低及大風(fēng)量的有機(jī)廢氣，但是根據(jù)目前的研究，單純的低溫等離子對污染物的去除效率并不高，在實際操作中往往采用低溫等離子協(xié)同技術(shù)，即在低溫等離子體技術(shù)中引入催化劑，引導(dǎo)反應(yīng)的定向轉(zhuǎn)化。根據(jù)廢氣特性，選擇合適的催化劑，可顯著提高廢氣處理效率，對臭氣的治理更為有效[5]。

3.7 UV光解技術(shù)

UV光解處理技術(shù)的作用原理是以紫外光作為能量，通過催化劑，將廢氣中的有機(jī)物質(zhì)裂解為小分子無污染物質(zhì)（即水和二氧化碳）的過程。首先在紫外線光能的照射下，催化劑獲取能量后，可將氣體中的水分、氧氣等激發(fā)成具有強(qiáng)氧化性的氫氧自由基、活性氧等，以此來解離氧化的廢氣分子，從而達(dá)到凈化的目的。該方法能夠有效去除有機(jī)廢氣，惡臭等，脫臭效果良好，設(shè)備運(yùn)行管理便捷，但是對催化劑的要求較高，副產(chǎn)物較多，選擇使用時需考慮廢氣種類。

4 治理方法對比分析及聯(lián)合處理

通過對以上污水站廢氣處理方案進(jìn)行對比分析，總結(jié)其優(yōu)缺點，具體見表1。

表1 污水站廢氣處理技術(shù)優(yōu)缺點分析

根據(jù)以上分析，不同的廢氣處理方法均具有優(yōu)劣性，單一的處理方式很難達(dá)到處理要求。對于每個污水處理裝置，其產(chǎn)生的廢氣種類和濃度各不相同，可根據(jù)實際情況選擇聯(lián)合處理，滿足處理要求。目前，常見的聯(lián)合處理方法如：噴淋洗滌+水汽分離+活性炭吸附、吸附+氧化法、噴淋+生物處理、低溫等離子+吸附處理、UV光解+生物處理等。

5 結(jié)語

隨著工業(yè)建設(shè)的不斷深入，在促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)提升的同時，也對人們的生存環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。為了保證工業(yè)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，在工業(yè)建設(shè)領(lǐng)域?qū)嵤┉h(huán)境保護(hù)勢在必行。在目前的工業(yè)生產(chǎn)中，很難避免更多廢水的產(chǎn)生。為了控制廢水對環(huán)境造成污染，各工業(yè)企業(yè)都建立了廢水處理裝置，但是在處理廢水時，如果對處理過程產(chǎn)生的廢氣不進(jìn)行治理，仍然會對環(huán)境造成較大的危害，因此，必須控制由于廢水處理裝置運(yùn)行產(chǎn)生的二次污染。相關(guān)部門也已經(jīng)加大了對廢水處理中廢氣治理工作的重視。因此相關(guān)企業(yè)應(yīng)對這項內(nèi)容予以重視，采取催化燃燒處理、物化吸收處理、等離子廢氣處置等諸多技術(shù)或協(xié)同處置，來完成廢水處理中產(chǎn)生的各類廢氣的處置工作，只有這樣，才可以確保工業(yè)廢水得到徹底地處理。企業(yè)還應(yīng)根據(jù)所產(chǎn)生的廢水特性及規(guī)模等選擇合適高效的處理方案。