污水处理厂气态污染物治理站离子净化技术

辛毅
（天津康诺科技实业有限公司）

　　摘　要：本文重点介绍离子净化技术的原理以及与其它方法的比较，表明它具有投资灵活、操作简单、节能、运行费用低、效率高、无二次污染等显著特点以及广阔的应用前景。
　　关键词：离子净化、离子发生器、污水处理厂、气体污染物

引言

　　随着社会经济化的高速度发展、工业化进程的进一步加快、人民生活水平的突飞猛进提高，导致用水量急剧增多、相应的各类污水量亦随之增加；再加上自然水资源的严重匮乏，已经严重影响着我们的生存空间。因此，污水处理及再度利用已成为解决环境问题的重中之重，各种大、中、小型污水处理厂应运而生，但随之也带来了处理过程中所产生的气态污染物（主要以含硫、含氮、含氧的有机物或无机废气，分布于污水处理的全过程）对环境的二次污染问题，并且因污水厂的特殊性而具有成分复杂、多变、有毒、有害、释放持续、接近人群等特点，已被列入工业废气重要的污染源之一。
　　污水处理厂的建设、管理、运行，最基本的意义在于保护环境。气态污染物对环境的影响，已经受到国家的高度重视；特别是在有明确要求的重点及社区人口相对集中的地方、近中期规划的新建城区建厂，更要通过各种方案比选，经济、有效地去除气态污染物，使污水处理厂从根本上达到造福于民的目的。

1　污水处理厂气态污染物治理的现状

1.1污水处理厂气态污染物的特征及危害
　　污水处理厂的气态污染物以挥发性有机物以及硫化氢、甲硫醇氨等恶臭物质为主；多发区域为：贮泥池、污泥浓缩池、污泥脱水机房、曝气池和格栅井。臭气的扩散对室内外空气环境影响严重，直接影响到工人的身体健康和工作效率，并对周围居民的生活产生影响。
　　人体对臭味是很敏感的，对于某些气体甚至是10^-6以下的浓度也能感知。所以只要有微量的恶臭物质进入环境，就会使人感到不适，出现头痛、头昏、恶心、呕吐、食欲不振和精神不集中等症状。长期工作在污水处理第一线的职工，各类炎症病的发病率高；另外，对呼吸系统、循环系统、消化系统和生殖系统也有影响。
　　近年来，许多的城市污水处理厂建在居民住宅区附近、或在已经建成的污水处理厂的周围兴建或即将兴建不同档次的居民住宅区。污水处理厂臭气的扩散，直接影响附近居民的身体健康和生活质量，甚至某些行业的经济效益。
1.2 污水处理厂气态污染物的治理的重要性
　　目前，污水处理厂气态污染物的治理问题已经受到越来越多的关注，许多污水处理厂都依据该标准对自身生产过程所产生的臭气进行了检测，结果是贮泥池、污泥浓缩池、污泥脱水机房、曝气池和格栅井等场所，在不同程度上超标，最严重的超标达十几倍之多。国家已经制定出相应的法律法规——《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93），对典型恶臭污染物的厂界标准值和恶臭污染物排放标准值，做出了明确的规定。标准中规定，1994年6月1日起立项的新、扩、改建设项目极其建成后投产的企业执行二级、三级标准中相应的标准值。因此，对污水处理厂气态污染物的治理势在必行。
1.3 污水处理厂气态污染物的治理方法及特点
　　⑴ 物理法：不改变恶臭物质的化学性质，只是用另一种物质将其臭味掩蔽和稀释，即降低臭味浓度达到人的嗅觉能接受的地步。
　　主要方法有：中和法、稀释扩散法等。
　　由于其方法的局限性，目前的污水处理厂已不采用。
　　⑵ 化学法：使用另外一种物质与恶臭物质起化学变化，使恶臭物质转变成无臭物质或减轻臭味。
　　主要方法有：化学氧化法、洗涤法、吸附法等。
　　在我国，已有污水处理厂采用的范例，但由于种种原因，运行状态不甚理想。
　　⑶ 生物法：是利用微生物降解或转化气态污染物。
　　主要有：生物过滤法、生物吸收法、生物滴滤池、多级生物喷淋器等。
　　一些发达国家，如德国、日本已经有成功使用的经验；在我国，尚处于研发实验的阶段，有待于更深层次的开发、应用。
　　物理法主要是依靠稀释降低室内臭气浓度；化学法、生物法被动地将所有污染场所的气体转移出来集中处理，占地面积大，仅仅能够解决室外空气污染问题，难以从根本上改善工作环境，并且使用其它生物、化学物质，难以避免地产生二次污染。
　　上述方法共同存在的投资大，工艺复杂，要求自动化水平高、能耗大、设备维修费用高、污染源直接接触设备及管道，腐蚀现象严重等问题。

2　离子净化技术

2.1离子净化原理
　　空气在通过高能离子发生装置时，氧气分子受到经过发生装置发射出的高能量电子碰撞而形成分别带有正、负电荷的氧离子。这些正、负氧离子具有较强的活动性，在与室内VOC气体分子相接触时，能有效地打开VOC气体的化学链，在一系列反应后最终形成CO2和H2O；正、负氧离子能有效地破坏空气中细菌的生存环境，降低室内空气中的细菌浓度；离子在与空气中微小固体颗粒碰撞后，使颗粒荷电并产生凝聚效应，使得传统过滤方式不能捕捉的且对人体有害的微小颗粒变成可以捕集或靠自身重力而沉降下来，达到净化空气的目的。采用高能离子发生装置，借助通风管路系统向散发VOC气体的空间送入可控浓度的正、负氧离子空气，用离子空气“罩住”污染源表面（如污水池等），使离子在极短的时间内与VOC气体分子发生反应，有效地扼制VOC气体的扩散和降低室内VOC气体的浓度，同时对现场的仪器仪表起到减少锈蚀、延长使用寿命的作用。
　　此种方法用于欧洲的污水处理厂，已经有几十年的成功经验；在我国刚刚起步，有待于人们认识、了解、推广。
2.2　离子净化系统的特点
　　⑴ 离子净化采取主动的除臭方式，依靠反应在污染源处消除污染，扼制其扩散；同时能够满足人们感觉舒适时所需的负离子量，从根本上改善工作环境；可保证处理后的气体达标并直接排入大气，一步到位地解决室内外空气污染问题。
　　⑵ 初期投资小，可根据投资方资金状况，一次或多次投资。
　　⑶ 无须考虑其占地面积；对于新建和扩建项目，无须通盘考虑其预留位置；节约土地；不必考虑基建费用。
　　⑷ 系统独立，安装、调试简单、方便、周期短；可根据需要随时随地改造，增加或取消；控制方法选择自控、手控均可；管道、管件少，尺寸小；管道投资少；除除臭区域需要相对密闭外，无特殊要求；运行成本低；系统维护费用少；无须设岗。
　　⑸ 对于单体设备：单机噪音低于32分贝；送排风风机噪音最大不超过76分贝；符合国家规范要求，无须做隔音处理；体积小，重量轻；安装无特殊要求；使用方便；可以根据需要随时运行或关闭；操作简单，易于掌握。
　　⑹ 系统设备维修简单、维修量小、时间短；在发射管寿命期内，仅需简单的定期清洁工作；可通过监测仪表，随时了解设备是否正常运行；一旦出现故障，可以保证在极短的时间内排除或更换备件、备机。
　　⑺ 由于该系统可使离子空气“罩住”污染发生源表面或布满被污染的空间，所以对设备、管道无腐蚀作用；根据欧洲污水处理厂运行的经验表明，离子空气对电子仪器、仪表具有一定的保护作用，能延长其使用寿命。
2.3 离子净化系统示意图

2.4 离子净化系统的优势
　　⑴ 能充分体现以人为本，从根本改善污水处理空间内的空气品质出发，在控制对室外污染的同时，有效地改善室内工人的工作环境。
　　⑵ 该除臭系统具有初期投资小、灵活的特点。
　　⑶ 运行费用低、占用空间少、操作简单；维护方便，省时。
　　⑷ 有效扼制臭气对设备的腐蚀作用，特别是随着污水厂自动化水平的提高，精密设备及仪器使用的增多时，此作用尤为突出。
　　总之，离子法不论是在工程技术上，还是在工艺稳定管理上，都是可行和有益的，并且还能有效地避免了其它方法的诸多弊端。

3　结论

　　综上所述，采用离子法净化污水处理厂的气态污染物，在国外是一种成熟并且行之有效的；在国内却是属于新兴技术的方法；从污水处理厂的无害化角度出发，离子法净化污水处理厂的气态污染物，是非常有前途的；尽管目前在我国尚未广泛推广，但未雨绸缪，先行一步，将国外的成功经验应用到国内污水处理厂中，必将有力地推动我国污水行业空气污染的控制与治理。

参考文献：

　　[1] 污水处理厂恶臭污染状况分析与评价 《中国给水排水》2002年第2期
　　[2]《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）
　　[3]《实用环境工程手册》大气污染控制工程
　　[4]《排水工程》下册