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一、恶臭物质概述
恶臭是大气、水、土壤、废弃物等物质中的异味物质,通过空气介质作用于人的嗅觉器官感知而引起不愉快感觉并有害于人体健康的一类公害气态污染物质。通常所指的臭气,是指在化学反应过程中产生出来的带有恶臭的气体。
1. 恶臭物质的来源及种类
恶臭散发源分布广泛,但多数来自于以石油为原料的化工厂、垃圾处理厂、污水处理厂、饲料厂和肥料加工厂、畜牧产品农场、皮革厂、纸浆厂等工业企业,特别是石油中含有微量且多种结构形式的硫、氧、氮等的烃类化合物,在贮存、运输和加热、分解、合成等工艺过程中产生出臭气逸散到大气中,造成环境的恶臭污染。1995年修改后颁布的《中华人民共和国大气污染防治法》,明确规定向大气排放恶臭气体的排污单位,需要采取措施防止周围居民区受到污染。常见的恶臭物质见下表。
我国在《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中规定了8种恶臭污染物的一次较大排放限值(表10-31中带*者),以及复合恶臭物质的臭气浓度限值。
2. 恶臭阈值及其强度
(1)恶臭的阈值: 有无气味及气味的大小与恶臭物质在空气中的浓度有关。恶臭的检测方法有人的嗅觉法和仪器分析法两种。通常把正常勉强可以感到的臭味的浓度称为嗅觉的阈值。其中不能辨别臭味种类的阈值称为检知阈值,能够辨别出臭味种类的阈值称为认识阈值。由于臭味的灵敏程度因人而异,所以不同研究者给出的臭味阈值往往差距甚远。一般恶臭多维复合恶臭形式,复合恶臭的强度与恶臭物质的种类与浓度有关。
(2)恶臭的强度: 一般恶臭物质的臭气强度随着其浓度的加大而增强,二者之间的关系可由下式表示:
分类 |
主 要 物 质 |
臭 味 性 质 |
无机物 |
硫化合物 |
硫化氢*、二氧化硫、二硫化碳* |
腐蛋臭,刺激臭 |
氮化合物 |
二氧化氮、氨*、碳酸氢铵,硫化铵 |
刺激臭,尿臭 |
卤素及其化合物 |
氯,溴、氯化氢 |
刺激臭 |
其他 |
臭氧,磷化氢 |
刺激臭 |
烃类 |
丁烯,乙炔,丁二烯,苯乙烯*,苯,甲苯,二甲苯,萘 |
刺激臭,电石臭,卫生球臭 |
有机物 |
含硫
化合物 |
硫醇类 |
甲硫醇*,乙硫醇,丙硫醇,丁硫醇,戊硫醇,己六醇,庚硫醇,而异丙硫醇,十二碳硫醇 |
烂洋葱臭,烂甘蓝臭 |
硫醚类 |
二甲二硫*,甲硫醚*,二乙硫,二丙硫,二丁硫,二苯硫 |
烂甘蓝臭,蒜臭 |
含氮
化合物 |
胺类 |
一甲胺,二甲胺,三甲胺*,二乙胺,乙二胺 |
烂鱼臭,腐肉臭,尿臭 |
酰胺类 |
二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺,酪酸酰胺 |
汗臭,尿臭 |
吲哚类 |
吲哚,β-甲基吲哚 |
粪臭 |
其他 |
吡啶,丙烯腈,硝基苯 |
芥子气臭 |
含氧
化合物 |
醇和酚 |
甲醇,乙醇,丁醇,苯酚,甲酚 |
刺激臭 |
醛 |
甲醛,乙醛,丙烯醛 |
刺激臭 |
酮和醚 |
丙酮,丁酮,己酮,乙醚,二苯醚 |
汗臭,刺激臭,尿臭 |
酸 |
甲酸,醋酸,酪酸 |
刺激臭 |
酯 |
丙烯酸乙酯,异丁烯酸甲酯 |
香水臭,刺激臭 |
卤素
衍生物 |
卤代烃 |
甲基氯,二氯甲烷,三氯乙烷,四氯化碳,氯乙烯 |
刺激臭 |
氯醛 |
三氯乙醛 |
刺激臭 |
3. 恶臭物质的控制与处理方法
为使恶臭物质不能刺激人的嗅觉器官,通常采取以下四种方法进行控制与处理。
(1)密封法:用固体、无臭气体或液体隔断恶臭物质扩散来源,使恶臭物质不可能能进入或只允许不可避免的很少量进入空气。
(2)稀释法:用大量无臭气体将含恶臭物质的废气稀释,降低恶臭物质的浓度,从而降低臭气的强度。
(3)掩蔽法:在一定范围内施放其他芳香物质以遮盖恶臭物质的臭味。
(4)净化法:建立脱臭装置,在恶臭物质排放前,通过物理的、化学的或生物的方法(吸附、吸收、燃烧等方法)将恶臭物质捕集起来,使之不能在空气中扩散与传输;或者将恶臭物质转化成无臭物质。
由于恶臭物质种类很多,性质各异,因而在选择治理方法之前,需要掌握恶臭物质的种类、物理和化学性质、浓度,然后选择一种或几种不同的方法处理。
P=KlgS
式中,P为恶臭强度;S为恶臭物质在空气中的浓度;K为常数。
恶臭物质种类不同,K值也不同。恶臭物质的限值标准是根据恶臭的刺激强度与其浓度直接的关系对每种物质规定控制范围的。臭气强度以嗅觉阈值为基准划分等级,一般分为6级:
恶臭的强度标准
恶臭强度 |
内 容 |
恶臭强度 |
内 容 |
0 |
无臭 |
3 |
容易感到臭味 |
1 |
勉强感知臭味(检知阈值) |
4 |
强臭 |
2 |
可知臭味种类的弱臭(认知阈值) |
5 |
不可忍耐的巨臭 |
控制标准按《恶臭污染物排放标准》(GB14554)执行,当排放超标是排污者需要采取相应的措施。
二、恶臭废气治理与AOC催化氧化技术
AOC(andvantage oxidation catalysis)催化氧化技术是将废气中的恶臭在气流中氧化催化为无臭中间废气,再加以吸收的一种技术。目前,选用的氧化剂以臭氧为主,经实验检测,取得很好的效果。
该方法的工艺流程图如下:
AOC催化氧化技术应用于含废气的治理,对传统治理方法进行较大的创新与改进,总结优点如下:
1.处理效果大为改善:臭氧作为一种广泛、高效率的强氧化剂,不仅在常温常压下容易制取,而且成本相对低廉,作为治理恶臭废气的性价比很高。
2.操作大为提高:设备相对简单,工艺也不复杂,很大降低操作的难度。
3.成本可以接受:设备投入成本,日常运营成本,相对传统工艺方法大幅降低。