第六章 恶臭气体净化

第六章恶臭气体净化

第一节恶臭气体及污染控制

一、大气及大气污染

大气又称为大气层或大气圈，它是包围地球的空气层，是自然环境的重要组成部分之一，是人类及一切生物赖以生存的物质基础。

大气污染主要是指人类在生活、生产活动中向大气排放的污染物超过环境所允许的极限时，给人们的生活、工作、健康精神状态、设备财产以及生态环境遭受到恶劣影响和破坏的现象。

二、恶臭气体与大气污染

恶臭指凡是能刺激人的嗅觉器官，普遍引起不愉快或厌恶、损害人体健康的气味。恶臭污染是大气、水、废弃物等物质中的异味通过空气介质，作用于人的嗅觉思维而感知的一种感知污染，是一种日益引起全球重视的大气污染公害。

地球上存在的200多万种化合物中，1/5具有气味，约有1万种为重要的恶臭物质。按化学组成分为5类：

①含硫的化合物，如硫化氢、二氧化硫、硫醇、硫醚类等；

②含氮的化合物，如胺、氨、酸胺、吲哚类等；

③卤素及衍生物，如卤代烃等；

④氧的有机物，如醇、酚、醛、酮、酸、脂等；

⑤烃类，如烷、烯、炔烃以及芳香烃等。

除硫化氢和氨外，恶臭物质大都为有机物。这些有机物具有沸点低、挥发性强的特征，我们又称其为挥发性有机化合物，简称VOC s（挥发性的有机化合物）。

恶臭物质分布广、影响大，它除了刺激人的嗅觉器官使人觉得不愉快外，还对人的呼吸系统、消化系统、内分泌系统、神经系统和精神产生不利影响，高浓度情况下会导致急性中毒甚至死亡。这表现在以下几个方面。

①危害呼吸系统

人们闻到恶臭，对呼吸产生反射性抑制，甚至憋气，妨碍正常呼吸功能。

②危害循环系统

随呼吸变化，会出现脉搏和血压变化。如氨会使血压出现先下降后上升的现象。

③危害消化系统

人经常接触恶臭，会使人产生厌食、恶心，甚至呕吐，进而发展到消化功能减退。

④危害内分泌系统

经常受恶臭刺激，会使人的内分泌系统功能紊乱，影响机体代谢。

⑤危害神经系统

恶臭的刺激，会使嗅觉疲劳甚至丧失。“久闻不知其臭”最后会导致大脑皮层兴奋和抑制的调节功能失调。

⑥影响精神状态

恶臭使人烦躁不安，思想不集中，工作效率降低，判断力和记忆力下降，影响大脑的思维活动。

⑦有机恶臭物质的危害

易引起各类中毒。大多数中毒症状表现为呼吸道疾病，多为积累性。在高浓度污染物突然作用下，有时可能造成急性中毒，甚至死亡。一些有机物接触皮肤，可引起皮肤病，有些有机污染物具有致癌性，如氯乙烯、聚氯乙烯，尤其是一些稠环化合物，如苯并芘等。

三、恶臭气体污染治理基本方法

治理恶臭气体的主要方法有物理法、化学法和生物法三类。

物理法不改变恶臭物质的化学性质，只是用一种物质将它的臭味掩蔽和稀释，或者将恶臭物质由气相转移至液相或固相。常见方法有掩蔽法、稀释法、冷凝法和吸附法等。

化学法是使用另外一种物质与恶臭物质进行化学反应，改变恶臭物质的化学结构，使之转变为无臭物质或臭味较低的物质。常见的方法有燃烧法、氧化法和化学吸收法（酸碱中和法）等。

生物法是20世纪50年代发展起来的新兴脱臭技术，是应用自然界中微生物能够在代谢过程中降解恶臭物质这一原理开发的大气污染控制新技术。生物法是指利用微生物的代谢活动降解恶臭物质，使之氧化为最终产物，从而达到无臭化、无害化的目的。常见方法有生物过滤池法、生物滴滤池法和生物制剂法。

掩蔽法：即采用更强烈的芳香气味或其他令人愉快的气味与臭气混和，以掩蔽臭气或改变臭气的性质，使气味变得能够为人们所接受。或采用一种能抵消或部分中和恶臭的添加剂，以减轻恶臭。

稀释法：亦称为稀释扩散法，是将有臭味的气体由烟囱排向高空扩散，或者以无臭的空气将其稀释，以保证在烟囱下风向和臭气发生源附近工作和生活的人们不受恶臭的袭扰，

不妨碍人们的正常生活。

吸附法：是使得恶臭气体通过吸附剂填充层而被吸附去除的方法，常用的吸附剂一般为活性炭、硅藻土、以及陶瓷碎片等。有时也根据吸附气体成分的特殊性使用添加药剂的吸附填料。在吸附法中较常用的方法是活性炭吸附法。

吸收法（洗涤法）：使用水等溶剂溶解臭气中的恶臭物质。有水洗法和化学吸收法（酸碱中和法）。

化学氧化法：是采用强氧化剂如臭氧、高锰酸钾、次氯酸盐、氯气、二氧化氯、过氧化氢等氧化恶臭物质，将其转变成无臭或弱臭物的方法。

燃烧法：实质是高温氧化，将臭味物质氧化为无臭无害的二氧化碳和水等，根据是否使用催化剂可分为直接燃烧与催化燃烧。

①直接燃烧

直接燃烧也称直接火焰燃烧，它是把废气中可燃的有害气体组分当作燃料直接烧掉，因此这种方法只适用于净化可燃有害组分浓度较高的废气，或者是用于净化有害组分燃烧时热值较高的废气，因为只有燃烧时放出的热量能够补偿散向环境的热量时，才能保持燃烧区的温度，维持燃烧的继续。

②催化燃烧法

催化燃烧实际上为完全的催化氧化，即在催化剂作用下，使废气中的有害可燃组分完全氧化为CO2和H2O。由于绝大部分恶臭有机物均具有可燃烧性，因此催化燃烧法是消除恶臭气体的有效手段之一。

与其它种类的燃烧法相比，催化燃烧法具有如下特点：

A、催化燃烧为无火焰燃烧，所以安全性好；

B、燃烧温度要求低，大部分烃类和CO在300-400℃之间即可完成反应，由于反应温度低，故辅助燃料消耗少；

C、对可燃组分浓度和热值限制少；

D、为使催化剂延长使用寿命，不允许废气中含有尘粒和雾滴；

E、由于燃烧开始时，气体的温度较低，需要补充热量启动装置，故对频繁间歇、短期排放有机废气的场合不太合适。

催化燃烧法工艺流程：

a．进入催化燃烧装置的气体首先要经过预处理，除去粉尘、液滴及有害组分，避免催

化床层的堵塞和催化剂的中毒。

b．进入催化床层的气体温度必须要达到所用催化剂的起燃温度，催化反应才能进行，因此对于低于起燃温度的进气，必须进行预热使其达到起燃温度。特别是开车时，对冷进气必须进行预热，因此催化剂燃烧法最适用于连续排气的净化，经开车时对进气预热后，即可利用燃烧尾气的热量预热进口气体。若废气为间歇排放，每次开车均需对进口冷气体进行预热，预热器的频繁启动，使能耗大大增加。气体的预热方式可以采用电加热也可采用烟道气加热，目前应用较多的为电加热。

c．催化燃烧反应放出大量的反应热，因此燃烧尾气温度很高，对这部分热量必须回收。一般是首先通过换热器将高温尾气与进口低温气体进行热交换减少预热能耗，剩余热量可采用其他方式进行回收。在生产装置排出的有机废气温度较高的场合，如漆包线、绝缘材料等的烘干废气，温度可达300℃以上，可以不设置预热器和绝热器，其燃烧尾气的热量仍应回收。

催化燃烧工艺流程有分建式和组合式两种。

在分建式流程中，预热器、换热器、反应器均作为独立设备分别设立，其间用相应的管路连接，一般应用于处理气量较大的场合。

组合式流程将预热、换热及反应等部分组合安装在同一设备中，即所谓的催化燃烧炉，流程紧凑，一般应用于处理气量较小的场合。我国有这类装置的定型产品，可根据处理气量的大小进行选择。

进行催化燃烧的设备为催化燃烧炉，主要应包括预热与燃烧部分。在预热部分，除设置加热装置外，还应保持一定长度的预热区，以使气体温度分布均匀并在使用燃料燃烧加热进口废气时，保证火焰不与催化剂接触。为防止热量损失，对预热段应予以良好保温。在催化燃烧反应部分，为方便催化剂的装卸，常设计成筐状或抽屉状的组装件。

生物制剂法：主要应用于禽畜养殖场或垃圾场等地方的恶臭治理。它是利用筛选出来的有效微生物菌株制成固态或液态制剂，利用微生物生长繁殖的一系列生物化学反应降解恶臭物质，从而达到除臭的目的。

生物过滤法：生物过滤法的处理流程是含恶臭物质的气体经过去尘增湿或降温等预处理工艺后，从滤床底部由下往上穿过滤床，通过滤层时恶臭物质从气相转移至水-微生物混合相（生物层），由附着在滤料上的微生物的代谢作用而被分解掉。生物过滤法分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法和生物滤池脱臭法等。