浅论纺织废水异味气体的治理技术

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一、物理净化法

1稀释扩散法

稀释扩散法是最早处理异味气体的方法之一，通过扩散和稀释，降低异味气体浓度，减轻污染源附近的人们不受异味气体的危害[13]。这种方法对有组织排放的污染源效果明显，但对于不同的气象条件和地形因素，处理的效果差别很大，是一种治标不治本的方法。在一些较难收集的污水处理厂和工业企业，仍采用这种直接扩散到空气中的处理方式，除了技术难处理的污染物外，基本上已经不再使用。

2吸附法

吸附法是利用吸附剂对异味物质的强吸附力，将异味气体通过装有吸附剂的吸附塔，达到去除异味的目的。这种方法设备简单，脱除异味效果好，可以用来处理复合异味气体。对低浓度气体的处理效率优于高浓度气体。所以一般用于低浓度气体的处理，或者在处理高浓度气体与其它方法进行组合，作为其深度处理。Lawrence等[14]采用4个串联的活性炭吸附装置处理废水处理过程中产生的异味气体，包括甲硫醇、苯酚、卤代芳烃等，经吸附处理后可以达到排放标准。但是，活性炭对H2S的吸附能力仅能达到30%[15]。Tsai等[16]将活性炭浸泡在NaOH溶液中，用来吸附异味气体中的H2S，吸附效果较好。

二、化学净化法

1吸收法

吸收法作为传统的废气处理方法，一般利用水或化学吸收液对废气进行溶解或通过一定的化学反应，从而达到降低废气排放的效果。一般用于酸、碱性废气的处理过程中，对印染废水异味气体中的硫化氢、氨气等气体有很好的去除作用。段晓堂等[17]采用液碱处理印染废水中的硫化氢气体，反应产生可溶性硫化钠，并将其作为硫化染料的原材料回用于生产中，在很大程度上降低了异味气体的排放。Godayol等[18]采用固相微萃取法回收废水异味气体中的有机物，回收率可达70%以上，具有良好的经济价值；但这种方法对设备及运行管理要求极高，运行成本也较高。

2燃烧法

燃烧法是最常见的有机废气处理方法之一，由于其具有净化效率高、操作简单、动力消耗少的优点，曾得到广泛应用。在较低温度下，通过催化剂的作用，有机废气中的碳氢化合物迅速氧化成水和二氧化碳，从而达到治理的目的。徐晓军[19]等研究表明，当废气的质量浓度超过1500×10-6时，燃烧法是唯一有效的方法；但是该方法具有需投加辅助燃料，催化剂易中毒且价格昂贵，运转费用高，温度控制复杂以及易产生二次污染等缺点，在推广和使用方面受到了一定限制。

3氧化法

氧化法是利用强氧化剂来氧化异味气体，进而消除其异味的方法。该法工艺简单，成本低，净化效率高，基本上可以消除二次污染。蒋晓原等[20]采用催化氧化法处理甲硫醇废气，净化率达95%，催化氧化产物为SO2，采用低浓度碱液吸收消除二次污染；但是这种方法对催化剂要求高，一次性投资成本较高。

三、生物净化法

1生物过滤法

生物过滤法是使收集到的异味气体通过在适宜的条件下长满微生物的填料，污染物质先被填料吸收，并被其上的微生物氧化分解，从而达到去除臭味的方法。这种方法具有投资省、操作管理简单、运行费用低、安全可靠等优点；但在反应过程中，需要控制好适宜的温度、酸碱度、溶解氧浓度、营养物质浓度等环境条件，否则微生物活性降低，处理效果将受到影响。德国与荷兰生物过滤装置已经广泛应用于处理异味气体的实际工程中[21]。梁永坤等[22]研究表明，采用生物过滤装置处理含氨废气，氨被氧化为硝酸盐，去除率可达95%以上。徐华成等[23]将生物滴滤池和生物过滤池串联使用，组合成为复合生物滤池，用来处理氨气和硫化氢气体，均达到国家标准要求的相关浓度，获得了较好的处理效果。

2生物洗涤法

生物洗涤法是将异味气体通过充满活性污水中，利用活性污泥中的微生物去除异味的一种处理方法。这种方法与废水的活性污泥法处理过程极为相似。该方法对去除含氨、酚、乙醛等的异味气体效果较好，但处理含硫的污染物质效果不明显[24]。所用设备通常是曝气罐，效果很好，去除效率很高，但是动力消耗大，投资费用高，并且伴有二次污染物的产生。

3生物滤床法

生物滤床法是一种优化的土壤处理工艺，由土壤基质、布气系统、加湿系统、基质内生物群落、表面植物等几部分组成。它利用土壤基质的过滤、吸附、吸收、物理化学反应、生物降解等功能净化气态污染物，同时表面种植的植物亦有一定的净化功能，具有经济、美观、管理方便、运行稳定、处理效果好等优点。生物滤床处理污水异味气体的滤料表面负荷可达250m3/m2•h[25]。Lueneburg污水厂以堆肥、树叶、灌木树枝为基质，设计负荷为32~93m3/m2•h，去除率为99%；Tamarac污水厂仅以堆肥、木块为基质，设计负荷为147.6m3/m2•h，去除率可达98%以上。综上所述，传统处理方法处理印染废水异味气体有各自特点（表2），因此需根据具体的浓度和性质采用不同的方法，有时也需采用多种方法进行组合，处理效果更佳。

四、新型的处理方法

近年来，随着研究的进一步深入，新型的处理方法如光催化氧化法[26-28]、电化学氧化法[29]、等离子体分解法[30-32]等方法的研究取得了很大的进展，并在实际工程中得到了更加广泛的应用。

1光催化氧化法

光催化氧化法是利用催化剂如二氧化钛对异味气体有较好的去除作用的一种方法。常见的光催化剂多为金属氧化物和硫化物，实用性较好的有TiO2和ZnO，其中TiO2使用最为广泛。HarumitsuNishikawa等[33]在2001年采用二氧化硅镀二氧化钛(TiO2/SiO2)金属小球作为吸附剂，并通过光催化氧化作用处理异味气体中的二甲基硫醚和二甲基二硫醚，若仅采用一种吸附效果仅为65%，二者结合，效果可达100%。为了提高光催化氧化的效率，有人尝试将TiO2进行改性，形成新型催化剂如Nd3+-TiO2、NH4+-TiO2、La3+-TiO2、Ce4+-TiO2、Pt/TiO2等，这些经改性形成的催化剂要比单纯的TiO2更能有效地抑制电子-空穴对的复合，提高污染物的降解效率及反应速率。用这种方法改性后的TiO2进行光催化氧化反应，脱硫效率可达98.4%[34-35]。纳米光催化氧化也是近年来的研究热点[36]，但该技术的降解效率受控于污染物质与催化剂表面界面扩散速率，因此很难用于大规模的工业化应用，目前多局限于实验研究及小风量应用阶段。

2电化学氧化法

电化学氧化法主要是利用化学电池对异味气体进行氧化的方法。电池内装膜和AgNO3-HNO3溶液，在温度50~100℃的范围和常压条件下发生反应。异味气体在阳极转化为CO2和H2O，同时在阴极生成亚硝酸，并循环使用。电化学氧化法可以用来处理H2S和NO2，同时对于一般方法无法处理的NO去除率可达80%，对乙硫醇去除率可达98%，三甲胺去除率可达91%，均得到了很好的去除效果[38]；但是由于运行费用高，还没有得到广泛的应用。

3等离子体分解法

等离子体治理异味气体，是利用产生高能电子的作用，在空气中产生大量的新生态氢、臭氧和羟基氧等活性基团。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应后被分解，从而达到净化废气的目的。等离子体分解技术逐渐被应用在烟气脱硫脱硝、污水厂异味气体处理等方面，其去除硫化氢、甲硫醇、臭气、氨等污染物的平均效率超过80%，整套技术在常温常压下进行，能耗低，无明显的二次污染，处理工艺简单，处理成本低，可以处理超低浓度、高流速、大风量的异味气体，去除效率高，是一种高效的新型异味气体处理方式[39]。杨小平等[32]将低温等离子体技术与传统的催化剂结合起来，在二者的协同作用下，催化剂不需要另设加热装置便可进行催化反应，同时可以主导反应方向，减少副产物的产生，降低二次污染的可能性。

五、结束语

印染废水异味气体成分复杂，单一的传统处理工艺已经不能满足国家环保标准要求，因此必须标本兼治，在不断完善整个印染行业的工艺流程，持续进行污染源头控制的同时，积极开发研究投资小、运行费用低、效率高的异味气体控制处理装置，是解决印染行业异味气体污染问题的关键。

本文作者：李杰、王安磊 单位：安徽宜源环保科技股份有限公司、安徽万联环保科技股份有限公司