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1、养殖场污水除臭技术的比较及探讨目 录摘要I关键词IAbstractIKey wordsI1.前言12.污水来源和成分12.1 来源12.2 成分13.危害33.1 对人体的毒害33.2 对畜禽的危害34.除臭技术44.1 除臭目标44.2 除臭技术44.3 除臭技术比较95.技术探讨和展望105.1 技术探讨105.2 展望116.结语11参考文献12致 谢14摘要：简要介绍养殖场恶臭污染的主要危害及来源，臭的基本成分，概述近几年来比较常用的除臭技术及其各自存在的问题、将来的技术发展动向等。关键词：污水成分；危害；除臭技术Abstract: The brief introduction bre
2、eding farm odor pollution main harm and the origin, the smelly fundamental component, the outline quite commonly used will deodorize in the last few years technical and respective existence question, the future technological development trend and so on.Key words: the sewage ingredient; the harm; deo
3、dorizes the technology1.前言养殖场废水含有禽畜粪尿、残余饲料、残余兽药、重金属离子和致病菌等，是高氨氮、磷、有机物和固体含量的“四高”废水，严重污染了我国农村水环境、土壤和地下水环境，破坏农村环境卫生。目前我国养殖废水的COD已远超过工业废水和生活污水排放COD的总和。全国14000余家规模化养殖场中80%废水直接排入水体，而分散养殖场（户）大部分废水和粪便未经任何无害化处理直接排放或任意堆放。由于大部分集约化养殖场分布在我国人口稠密的东部地区和大城市附近农村，其危害更加严重。因此了解养殖场污水的来源、成分及相应的治理技术显得极其重要和迫切。2.污水来源和成分2.1 来
4、源 畜禽粪尿，在微生物的作用下，其中的含氮物质迅速降解，产生大量挥发性脂肪酸和氨。畜禽饲料在冲洗到污水池后在微生物的作用下把各种有机物和无机物分解成一些恶臭的气体和物质。2.2 成分2.2.1含硫的化合物，如H2S、硫醇类、硫醚类。2.2.2含氯的化合物。如胺类、酰胺、吲哚类。2.2.3卤素及衍生物，如氯气、卤代烃。2.2.4烃类，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃。2.2.5含氧的有机物，如醇、酚、醛、酮、有机酸等1。其中无机物有H2S、NH3等2。绝大多数恶臭气体产生原物质为有机物质,这些物质对人体健康危害较大。从以上分类中可以看出,这些恶臭物质,除硫化氢和氨外大都为有机物。这些有机物能散发到大气
5、中主要是因为其沸点低挥发性强,为此我们又称其为挥发性有机化合物,简称VOC(Volatile Organic Compounds) 3 。 迄今为止还没有找到一个统一的单位来判别恶臭味道的不同，但是人们的嗅觉器官则可以区别上千种不同的味道，从而填补了臭味无法用某个度量单位监测的不足。但这并不是说人的嗅觉最敏感。根据试验，某些动物的嗅觉比人更敏感，其中狗是嗅觉敏感的佼佼者，它的嗅觉比人敏感100万倍。许多人类闻不到的味道，狗可以清晰鉴别。臭味的最低嗅觉浓度为嗅阈值。嗅阈值是由经过特殊训练的人员，最好是不吸烟的女青年，在专门配制的空气中，凭借参加人员的嗅觉来判定的。由于每个人的感觉不一样，所以判定
6、时。必须有6人以上参加，取其平均值为嗅阈值。水中的臭味物质的嗅阈值用mg/L表示。空气中的臭味物质的嗅阈值用mg/m3或mL/m3表示4。表1和表2分别给出了部分恶臭物质的嗅阈值及其理化性质。表1几种恶臭物质的嗅阈名称硫化氢甲硫醇二甲硫醚甲醛三甲胺酚嗅阈值(ppm)0.000410.00010.0030.410.00020.047臭气特征臭鸡蛋味腌罗卜味烂卷心菜臭刺激臭刺激臭药品臭表2恶臭物质的理化性质名称分子量沸点名称分子量沸点硫化氢34.0860.7甲硫醇48.136.20甲硫醚62.1337.3二甲基二硫醚94.20109.7甲苯92.14110.8甲胺31.066.32乙二胺60.10
7、117.0乙醇46.0778.323.危害3.1 对人体的毒害3.1.1危害神经系统 长期受到一种或几种低浓度的恶臭物质刺激,首先使嗅觉脱失,继而导致大脑皮层兴奋与抑制过程的调节功能失调。有的恶臭物质,如硫化氢不仅有异臭作用,同时也对神经系统产生毒作用。3.1.2危害呼吸系统 当人们嗅到臭气时,会反射性地抑制吸气,妨碍正常呼吸功能。3.1.3危害循环系统 如氨等刺激性臭气,会使血压出现先下降后上升,脉搏先减慢后加快的变化。硫化氢还能阻碍氧的输送,而造成体内缺氧。3.1.4危害消化系统 经常接触恶臭物质,使人食欲不振与恶心,进而发展成为消化功能减退。3.1.5危害分泌系统 恶臭会使内分泌系统的分
8、泌功能紊乱,而影响机体的代谢活动。此外氨和醛类对眼睛有刺激作用,常引起流泪、疼痛、结膜炎、角膜浮肿。3.1.6危害交往 臭味还会阻碍人际关系的良好发展,影响个人、家庭或某一场所的外在形象。长期受到恶臭的持续作用会使人烦躁、忧郁、失眠、注意力不集中、记忆减退,从而使学习和工作效率降低5。由于臭味对人体感观和健康的影响，引起世界各国的普遍重视，有关除臭技术的研究已成为环境治理工程中的一个重要的环节。3.2 对畜禽的危害3.2.1 疾病 疾病的广泛传播，使畜禽的健康受到威胁，在严重的情况下可以使大量的畜禽死亡。3.2.2影响畜产品安全未经无害化处理的粪污，会导致畜禽生产环境的恶化，一方面直接影响畜产
9、品的质量，另一方面导致畜禽应激和疫病的发生。为防治疾病和净化环境而使用的各类药物使用量加大，使畜产品中的激素和药物残留问题日趋严重6。4.除臭技术4.1 除臭目标 除臭目标之一要达到GB1455493规定的恶臭物质排放标准,最终目的是要消除恶臭,创造一个无臭的工作、生活环境。恶臭给人的感觉量(即恶臭强度)是与恶臭物质对人嗅觉的刺激量的对数成正比,即符合WeberFecher定律：I=KlogC式中I为人对嗅觉的感觉量;K代表常数;C代表恶臭物浓度7。 上式说明,即使把恶臭物质去除90%,人的嗅觉所感觉到臭气浓度却只减少一半。这就决定了防治恶臭比防治其它大气污染物更困难。要消除恶臭,比达到排放标
10、准还要严格几十倍至上千倍,因此必须加强对恶臭污染的治理和研发。4.2 除臭技术恶臭的脱除有别于一般大气污染的治理,这是由恶臭的特性决定的。恶臭的污染源分布广泛;恶臭物质的浓度一般较低,甚至低达109mol/L,且处理后要求其浓度更低;臭气一般是多组分混和物,产生恶臭的物质多达1万种以上,气味强度与实际的分子浓度不一定成线性关系。发达国家在臭气污染，特别是对污水处理厂恶臭污染的研究和治理等方面起步较早，经验较丰富，其中以美国、德国和日本的成果最为显著。我国对恶臭污染的研究起步比较晚。参考日本的经验，于1993年制定了恶臭污染物排放标准。包括臭气浓度及三甲胺、硫化氢、甲硫酸、甲硫醚、二甲二硫、二硫
11、化碳、苯乙烯8种单一恶臭物质的厂界标准及排放际准，目前并未被人们所普遍重视。目前，对于臭味的去除方法主要有：化学除臭法，物理除臭法，生物除臭法8。4.2.1 化学除臭法化学脱臭法主要是利用化学药剂或化学方法与恶臭物质成分起反应生成无臭物质而达到脱臭目的的方法。因为恶臭物质成分大多呈现酸性或碱性，因此比较行之有效的方法是用氢氧化钠、碳酸钠、硫酸、盐酸等酸碱中和反应脱臭，其中水洗法仅对水溶性的恶臭物质有效，存在二次污染问题，一般只作为预处理手段，所以现行各国处理工艺中大多采用湿法化学吸收法、氧化法、燃烧处理法9。湿法化学吸收法是发展最成熟应用最普遍的恶臭脱除方法之一，其中塔式吸收是多年经验发展的主
12、导趋势。常用的湿法化学吸收塔有三种：填料塔、喷雾塔和文丘里洗涤塔。化学吸收法其基本原理是：通过喷淋式或填料式吸收塔将恶臭气体捕捉到液体中，附着于颗粒物质上的臭气分子通过湿法吸收氧化后被从空气中去除，恶臭气体和药液中的乳化试剂反应从溶液中去除，也可和强氧化剂反应生成溶于水的无臭物质吸收去除10。使用湿法化学吸收除臭，影响脱除效果的重要因素是恶臭气体的成分和吸收剂的选取以及接触过程中速率。常用的吸收液可以是清水、化学试剂溶液(酸、碱)、强氧化剂溶液或是有机溶剂，鉴于污水污泥处理设施产生的臭气特点，吸收液的选择主要针对氨气和硫化氢及有机硫化物，所以药液一般选用是强碱、次氯酸钠和硫酸的溶液。气液传质接
13、触一般采用两相同流、逆流、交流，水平式气液接触方式11。同时严格控制过程中的气液比以及气体通过的线速度，保证接触时间。这种方法具有反应速度快、反应温度低、安全高效、运行可靠、占地相对最小等优点。适于排放量大、高浓度的臭气排放场合，如污泥稳定、干化处理和焚烧过程所产生的恶臭处理等。同时当恶臭气流中成分比较复杂时，通常需采用多级吸收系统。让恶臭气体渐次通过装有不同性能药液的接触塔，最后再经过除雾装置后，直接排放或与干净空气混合稀释后排放到大气中去。这样的两级或三级吸收系统，可以广泛地除去多种恶臭气体，并达到很高的去除效率，同时也可以通过调节加药量和溶液的循环流量调节来适应气流量和浓度的变化，因此湿
14、法化学吸收除臭具有较强的操作弹性。这种臭气脱除装置在市政设施如污水处理厂的污泥脱水过程中被广泛的应用水处理厂的污泥脱水过程中被广泛的应用。湿式吸收氧化法也有它的缺点，如酸、碱吸收法都需要对吸收后产生的废液进行处理，需要消耗大量的水、化学溶液、电力，排放气体中夹带残留的氯化物等12。日本大多数污水处理厂以前普遍选择的除臭方法之一就是是用酸、碱和次氯酸钠除臭的化学吸收法，（另一种是用活性碳除臭的吸附法）由于强酸或强碱使用时不够安全、化学物质再生的费用不断上升，近年来已较少采用13。但是我们应当看到在未来相当一段时期内，其仍将是恶臭控制技术的主流，特别是针对老厂的改造和有土地局限性的新建厂的除恶臭更
15、俱优势。4.2.2 物理除臭法物理脱臭法处理通常作为脱臭处理工艺的前处理。对于含有可溶性成分多的臭气一般可以臭气凝缩法，从经济上比较适合我国国情，但是其应用局限性大，一般很少采用。物理法中常用的效果比较好是大气稀释法和吸附法14。大气稀释扩散法是将恶臭气体由烟囱排向大气，通过大气的稀释扩散以及氧化反应使其浓度降低，以保证下风向和臭气发生源附近工作和生活的人不受恶臭的危害。此法主要用于臭气浓度比较低的工业有组织排放源的恶臭处理。大气稀释法受当地气象条件和地形条件影响较大，另外对烟囱高度也有一定的要求，以保证受控点恶臭物质浓度不超过环境标准。吸附脱臭法是使得恶臭气体通过吸附剂填充层而被吸附去除的方
16、法，常用的吸附剂一般为活性炭、硅藻土、以及陶瓷碎片等。利用活性炭(Activated Carbon，AC)优良的吸附能力，可以很高效地吸附臭气中的硫醇、酚等构成成分，特别的对于浓度低的臭气更有效。对于浓度高的工厂的臭气，一般使用能够现场再生的装置。也就是说在除臭装置中加入再生装置。在这个装置中，蒸汽发生装置、脱除臭气的蒸汽凝缩装置及其储留槽等是必需装置。为防止活性碳颗粒校粉尘等堵塞，在气体流入吸附床层前，应先经过预净化设备。吸附脱臭法工艺成熟，既能达到净化的目的，又能回收有用物质。一般的活性炭吸附均采用固定床吸附，其维护管理比较简单并且处理效率也高。但是其交换再生周期受气体的种类、数量、温度、
17、水分的变动影响较大，很难确保。例如处理高浓度的臭气，活性炭层会很快的被透过而失效。另外，填充吸附层内容易堵塞，易腐蚀设备，在经济上是不适用的15。4.2.3 生物除臭法前已提及，气味物质的成分大都是低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类以及脂肪族的芳香族的、杂环的氮或硫化物，带有活性基团的这些物质被液相吸收后，特别易被生物氧化，当活性基团被氧化后，恶臭气味就消失了。臭气经不同种类的微生物分解后，产物不一样如含氮的臭气，经微生物的氨化作用后，分解为NH3，NH3又通过亚硝化细菌、硝化细菌的作用，进一步氧化为稳定的硝酸态化合物；而含硫的臭气经微生物分解后产生H2S，H2S可以被硫化细菌氧化为硫酸,
18、生物除臭工艺就是基于这一原理，所以该方法要求被去除的臭味物质有好的水溶性16。生物除臭法因具有简单、投资省、运行费用低、维护管理方便、效果好等优点而发展得很快。美国、德国、日本对污水处理厂的恶臭多采用生物除臭技术进行治理17。 生物处理脱臭法主要分为液相脱臭法和固相脱臭法。生物法的特点是设备结构简单、投资低；操作简便，运行费用低；净化效率高，只要控制适当的负荷和气液接触条件，净化率一般都有9O左右或以上；特别是高浓度的含硫、氮的恶臭物以及苯酚、氰等有害物均能被氧化和分解。它的缺点是由于氧化分解速度较低，生物过滤需要很大的空间，过滤介质适当的pH值范围也难以控制；采用生物洗涤法时，有些难于氧化的
19、恶臭物难于脱净，而且在处理过程中会有少量废水和固体填料产生，容易造成二次污染18。生物填充法处理臭气是个比较新兴的技术，具有独特的优点，具有较强的恶臭去除能力、装置简单、能耗低、不受冬季寒冷气候的影响，运行和维护费用很低19。主要缺点是占地面积大、操作参数难以控制，生化反应过程需要相对较长的停留时间，大约需要16个月。表3种所述处理方法各有其优缺点。对于大流量、低浓度的挥发性有机废气和恶臭气体，使用物理和化学法处理存在投资大、操作复杂、运行成本高的问题。生物除臭方法因其具有适用范围广、处理效率高、无二次污染、所需设备简单、便于操作、运行成本低、环境负荷低和维护管理简单方便的特点，可广泛应用于污
20、水处理厂、垃圾处理场、公园中的湖泊和水沟、畜牧养殖场、食品厂、餐饮店以及办公楼、别墅区、公厕以及家庭卫生间、冰箱及运动鞋等不同场所。随着经济的发展,人们对环境质量要求的提高,这种利用自然界微生物进行环境保护的生物技术将有广阔的发展前景20。表3 除臭方法的适用范围除臭方法使用范围备注物理法掩避法,恶臭强度在2.5级左右无组织排放源稀释扩散法中、低恶臭强敌有组织排放源需建烟囱燃烧法热力燃烧,高浓度恶臭物质有组织排放的工业源燃料消耗多催化燃烧高浓度恶臭物质有组织排放的工业源需催化剂化学氧化法臭氧氧化法中、低浓度恶臭物质有组织排放源处理费用高催化氧化法中、低浓度恶臭物质有组织排放源需催化剂其它氧化法
21、中、低浓度恶臭物质有组织排放源需耗氧化剂吸收法木吸收法水溶性恶臭物质有组织排放的工业源产生二次污染酸吸收法酸性恶臭物质有组织排放的工业源需处理吸收液碱吸收法碱性恶臭物质有组织排放源需处理吸收液消化污泥吸收法中、低恶臭物质有组织排放源吸附法中、低恶臭物质有组织排放源吸附剂需再生生物分解法土壤法高、中、低恶臭物质有组织排放源堆肥法联合法成分复杂的臭气有组织排放源4.3 除臭技术比较 4.3.1 化学和物理除臭法的优缺点 化学洗涤法的特点是技术成熟、设备简单、设备运行能耗低，加药自动控制，药耗省。缺点是往往难以将臭味降低到人们能接受的水平，其次还有吸收液再生问题，二次污染问题。活性炭吸附法主要是因为
22、活性炭有很高的比表面积，对恶臭物质有较大的平衡吸附量，对多种恶臭气体都可达到较好的吸附效果。此外通过浸渍活性炭(碱、磷酸)或注加微量其他气体(氨气、二氧化碳)还可以有效的提高活性炭的吸附效率。但是由于活性炭的价格昂贵，处理成本就成为限制其应用的主要因素，而且它还有不适宜处理高浓度臭气，每隔一段时间需要进行吸附剂再生的缺点。化学和物理除臭法的技术发展早，比较成熟、安全，可以达到立竿见影的效果。有些设备成本高，这样处理的成本就高，容易引起二次污染。4.3.2 生物除臭法的优缺点 生物除臭法具有传统方法所不可比拟的优越性,如处理效率高、无二次污染、所需的设备简单、易操作、费用低廉、管理维护方便等,其
23、发展潜力和应用前景是相当广泛的。但是由于受研究和发展时间的限制,微生物脱臭尚有许多亟待解决的问题,主要有:适合于特定恶臭有机物降解的微生物菌种筛选和驯化的方法;恶臭气体的去除率与工艺参数之间的关系还需要定量化;装置与设备的设计制造和施工还需规模化;对高浓度的废气、复杂的混合气体处理还有待研究;混菌发酵工艺有待优化。总之，由于臭味的来源和理化都不相同，就要根据具体的情况把他们三个技术有机的机会起来。只要具体情况具体分析，三技术有机结合，就可以在除臭方面取得理想的效果。5.技术探讨和展望 5.1 技术探讨 以上的除臭方法主要是过程中除臭（产生恶臭物质后才处理），为了达到良好的除臭效果我认为应该把从
24、源头上除臭和过程除臭结合起来。源头除臭就是在养殖场的饲料中做文章。（1）饲料中使用合成氨基酸，降低粪尿中氮的排出量。（2）饲料中使用植酸酶，降低粪尿中磷的排出量。（3）使用益生素和非淀粉多糖（NPS）降解酶，提高饲料转化率，降低不可消化营养素的排出量。（4）使用有机微量元素，降低微量元素的排出量。（5）饲料中使用除臭剂，降低有害气体的产生。这样养殖场的污水中的臭味物质含量降低，甚至没有了。为在过程中的除臭减轻了任务。从源头上起到了除臭的目的。在过程中除臭要把粪污变废为宝，生产有机肥料和沼气。（1）把粪便作为有机肥不仅可以降低使用化肥的生产成本，而且可以解决粪便对环境造成的污染，促进绿色食品和有
25、机食品的发展。但是要考虑周围土地的实际消化能力和深入研究养殖场规模和集中程度与生态环境的关系，否则环保畜牧业的发展只会成为一句空话。（2）生产沼气 据报道，一个3000头的奶牛场，产牛粪150t/d，可以产生沼气2250m3/d，用来发电2500KW/d，发电量可以满足整个养牛场的需求。虽然利用畜禽粪便生产沼气具有如此好的经济和生态效益，但目前大中型畜禽养殖场沼气工程的发展却很困难。主要问题在以下两个方面：一是基建投资高，一个万头猪场一次性基建投资在100万元左右，以存栏5000头计算，每天产沼气近900m3，折合人民币约1000元，年收入约35万元，除去运行成本、贷款利息，靠沼气回收投资是多
26、数养殖场承受不了的；二是沼渣出水浓度太高，以COD计通常超过1000mg/m3，达不到排放标准m3。只有研究解决好这些现实问题，环保畜牧业才能健康持续发展。三夏季用不完，冬天不够用，沼气的储藏问题不能解决。总之就是要把养殖，沼气生产和农业结合在一起，循环利用。即达到除臭，又发展了农业。建立科学健康的生产模式。 5.2 展望目前，严格执行恶臭污染物排放标准，加强对恶臭的监测与治理是今后的发展要求。究竞选择何种处理方法合适，则要根据恶臭物质的性质、浓度、处理量等因素决定，笔者认为湿式吸收氧化法和生物过滤法两种技术是发展和应用的方向。湿式吸收氧化法具有处理气量大，浓度高，操作稳定，效率高和占地面积小
27、等优点，将成为主流和首选技术。在占地面积不受局限的情况下，针对中，低浓度的恶臭气流，生物过滤法同样是一个很好的选择。但是无论选用哪一种技术方案，都必须由专业人员对整个项目的恶臭的来源，特性和现场的具体情况做全面，科学的调查，研究和分析，才能做出科学，合理的决策。6.结语目前，我养殖场一般都未设置除臭系统，除臭技术的应用还较少。但随着人们环保意识的增强，对环境质量的要求不断提高，为了保证养殖场场区周围的空气质量，今后新建、改建、扩建的养殖场都应采取相应的除臭技术，选择合适的除臭设施，以减少臭气对大气环境的污染，保护人民的身体健康，从而实现人与自然，人与环境的和谐。参考文献1.彭定一，林少宁.大气
28、污染及其控制M.北京中国环境科学出版社，1991。288291.2.谢冰，史家栋 微生物法脱臭及其应用J. 上海环境科学第十六卷第3期1997.3.3.李志强，刘旭宗，王建利.生物除臭技术J.中国给水排水1999 Vol。15 .4.森一夫等.改良型土壤脱臭装置开发R.(日)资源环境对策，2000（3）：4855.5.李立清，杨建康.恶臭污染及其治理技术化工J 环保第3期41/1995.15. 6.大野胜史，油脂分解菌恶臭对策事例 N.1994，(9)：5559Akiyoshi. 7.福山丈二 有机溶剂脱臭方法R.(日)资源环境对策，1993（8）：2325.8.福山丈二 生物技术的明天J.环
29、境技术(日)，1982，12(57)：2332.9.范运湘，侯书林 污泥处理过程中恶臭控制技术R.2003.3.22污泥处理技术与装备国际研讨会.10.西田耕之助等，微生物脱臭现状今后课题J.(日)环境技术1994， (13)：2333.11.北村博之，高山弘，直接燃烧方式的现况和今后的动向C. 昭和59年度第三回恶臭公害和对策讨论演讲集.12.申居灵女 催化燃烧法处理炼油污水处理场臭气J. 广石化科技2003（90）（4447）.13.徐彪 除臭方法及展望N. 辽宁工学院学报 2003，23（6）：4446.14.郭广寨 朱建斌 城市环境除臭方法的选择及其应用M. 上海建设科技出版社，200
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