前言
目前，污水处理厂的建设、管理、运行，最基本的意义在于保护环境。由于污水处理厂产生的大量气态污染物（臭气）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地区及社区人口相对集中的地方要求建厂，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的特征及来源
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，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。
根据污水处理的过程，这些臭气产生源可分为污水处理系统和污泥处理系统。污水处理系统中的臭气源主要分布在进水头部、预处理、初级处理及滤池反冲洗液、污泥处理上清液等，曝气池的搅拌和充氧也会产生部分臭气。污泥处理系统中的臭气来源主要分布在污泥浓缩、厌氧消化后的污泥脱水和污泥堆放、外运过程。主要臭气产生源、产生原因及其相对污染程度详见表1。
表1 污水处理中的臭气源
| 位置 | 臭气源/原因 | 臭气强度 |
| 污水处理设施 | ||
| 进水头部 | 由于紊流作用在水流渠道和配水设施中释放臭气 | 高 |
| 污水泵站 | 集水井中污水、沉淀物和浮渣的腐化 | 高 |
| 格栅 | 栅渣的腐烂 | 高 |
| 预曝气 | 污水中臭气释放 | 高 |
| 沉砂 | 沉砂中的有机成分腐烂 | 高 |
| 厌氧调节池 | 池表面浮渣堆积造成腐烂 | 高 |
| 回流液 | 污泥处理的上清液、压滤液 | 高 |
| 曝气池 | 混合液/回流污泥，高有机负荷，混合效果差，DO不足，污泥沉积 | 低/中 |
| 二沉池 | 浮泥/浮渣 | 低/中 |
| 污泥处理设施 | ||
| 浓缩池 | 浮泥，堰和槽/浮渣和污泥腐化，温度高，水流紊动 | 高/中 |
| 好氧消化 | 反应器内不完全混合，运行不正常 | 低/中 |
| 厌氧消化 | 硫化氢气体，污泥中硫酸盐含量高 | 中/高 |
| 储泥池 | 混合差，形成浮泥层 | 中/高 |
| 机械脱水 | 泥饼/易腐烂物质，化学药剂，氨气释放 | 中/高 |
| 污泥外运 | 污泥在储存和运输过程中释放臭气 | 高 |
| 堆肥 | 堆肥污泥/充氧和通风不足，厌氧状态 | 高 |
| 焚烧 | 排气/燃烧温度低，不足以氧化所有有机物 | 低 |
从表1中可以看出，污水前处理部分（污水提升泵站、格栅、沉砂池）以及生物反应中的厌氧调节池和污泥处理部分（浓缩池、储泥池、脱水间等）是除臭的重点；曝气池负荷低，一般可不考虑除臭措施。
2. 各种除臭方法的原理及特点
2.1 除臭原理
污水处理过程中产生的恶臭物质大多数是有机化合物，主要由碳、氮和硫元素组成，例如：低分子脂肪酸、胺类、醚类、卤代烷以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物等。这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，特别是被氧化。当活性基团被氧化后，气味就消失。
化学除臭法：利用臭气成分与化学药液的主要成分间发生不可逆的化学反应，生成新的无臭物质以达到脱臭的目的；因臭气成分的不同需要选择相应的化学药剂。主要方法有：空气氧化法、化学氧化法、洗涤-吸附法（湿式吸收氧化法）、吸附-氧化法等
生物除臭法：利用微生物将臭味气体中的有机污染物降解或转化为无害或低害类物质的过程。主要方法有：生物过滤法、土壤法、填充塔式生物脱臭法等。
离子除臭法：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，在一系列反应后，将含C、H、S元素的化合物最终形成小分子化合物CO2、H2O 、SO2，无二次污染物产生；并且还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臭气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有害气体分子发生反应，扼制其扩散并降低其浓度，保证现场的操作人员在良好的环境中工作，并且还能对仪器仪表起到减少锈蚀、延长使用寿命的作用。
2.2 特点
ⅰ）化学法：
（1）为达到最佳的除臭效果，通常与其它方法组合使用；如活性炭吸附塔配于其后。
（2）由于化学试剂对恶臭气体的去除有其局限性，若要大范围的去除多种化学成分的气体，就要使用多种化学药品；并且随着化学反应的增多，生成了许多中间化合物，不可避免的对环境造成二次污染和能耗增加；
（3）化学法除臭方法是通过风道，将污染源的臭气引出，经过一系列装置，与其化学试剂发生化学反应，使气体达标排放；但对室内空气环境无改善作用；并且对除臭装置、管道及水处理设备，都有不同程度的腐蚀性；
（4）系统连贯性较强，需要连续性运行较长时间；自动化要求较高；由于需要连续使用气体输送设备和化学药剂，费用取决于化学药品的消耗量，因此运行成本相对较高；
（5）一次性投资较大，一旦系统建成，不易调整；投资灵活性较差；系统中管道投资比较大；维修费用较高；新建项目需考虑占地及动力、公用设施的预留；
（6）系统安装周期长；调试复杂。
ⅱ）生物法：
（1）通过气体输送系统，将污染源的臭气引出，并且臭气经过生物载体时有较大的阻力，因此动力消耗大，对室内空气环境无明显改善作用，臭气对气体输送设备及风道有腐蚀作用。
（2）根据采取生物除臭方式的不同，投资差异大，投资灵活性较差；
（3）占地面积大，需要新建相应的建、构筑物；
（4）系统安装调试周期长，除臭效果随系统运行时间的增加，需不断定期更换生物载体，因此运行成本高，系统维护费用较高；
（5）对外部环境要求严格，表现在滤料的均一性、透气性、湿度、温度和pH值等方面；
（6）对外部环境污染较小，基本上无二次污染物产生。
ⅲ）离子法：
（1）离子净化采取以人为的本主动除臭方式，在污染源处消除污染，不仅能扼制有害气体的扩散；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；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。
（2）初期投资小，可根据投资方资金条件，一次或多次投资；
（3）无须考虑其占地面积；节约土地；无基建费用；
（4）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；
（5）对于单体设备，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；
（6）系统设备维修量小、时间短；在发射管寿命期内，仅需简单的定期清洁工作；一旦出现故障，可以保证在短时间内排除或更换备件、备机；
（7）无二次污染物产生。
几种除臭方法的比较详见表2。
表2 离子、生物、化学除臭方法比较表
| 比较项目 | 离子除臭法 | 生物除臭法 | 化学除臭法 |
| 投资 | 灵活、小 | 一次性、比较大 | 一次性、大 |
| 能 耗 | 很小 | 比较大 | 大 |
| 运行费用 | 极低 | 高 | 很高 |
| 系统噪声 | 低（<60dBA） | 高 | 高 |
| 气体输送阻力 | 小（<50Pa） | 很大 | 大 |
| 臭气处理浓度 | 低~高 | 低~中 | 高 |
| 二次污染 | 无 | 少 | 多 |
| 占地面积 | 小 | 很大 | 大 |
| 检修率 | 低 | 比较高 | 高 |
| 安装调试 | 简单 | 复杂 | 很复杂 |
| 操作 | 简单 | 复杂 | 很复杂 |
| 反应时间 | 短 | 长 | 较长 |
| 环境改善 | 室内、排放 | 排放 | 排放 |
3. 污水处理厂除臭方法的比选
目前，城市污水处理厂的除臭处理实例较少，仅有的一些实例也是依托于国外技术和使用国外的主要核心材料和设备。虽然现状如此，但污水处理厂的臭气治理问题在我国已受到越来越多的关注，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污水处理厂今后的发展要求。
在我国，采用化学法对污水厂进行除臭处理的历史较长，并有很多先例，但由于种种原因，如需要消耗大量的水、化学溶液和动力，产生二次污染物，对装备、管道腐蚀严重等，对臭气的处理效果和运行状态不甚理想，近年来，已经渐渐被新兴的生物法所取代。
与化学法相比，生物法虽然有投资小、处理废气污染少、不产生二次污染等优点，但是，经过一段时间的运行，生物法的局限性也逐渐显露出来：能耗大、占用土地、生物滤材消耗大、运行成本高等，并且室内空气品质及工作人员的工作环境仍旧没有得到有效的改善，因此许多方面还需要进一步的理论研究和实践经验总结。
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、在国内尚属于新兴技术的方法，最突出的特点是以人为本，在污染源处消除污染，从根本上改善了室内外空气品质及工作人员的工作环境；从污水处理厂的无害化等和有效保护环境的角度出发，离子法净化污水处理厂的气态污染物，是非常有前途的。
表3是对某个城市污水处理厂的除臭工艺进行的技术经济比较。该厂采用中途泵站加压提升进水，因而免去了进水泵房；污水处理采用涡流沉砂和微孔曝气氧化沟的方式。根据工程的实际情况，污水厂对污泥脱水车间进行了除臭设计。
表3 技术经济比较表
| 净化方法 | 生物法 | 高能离子法 |
| 净化气体 | 不同气体用不同生物（滤材） | 各种气体 |
| 温湿度、PH值、氧气含量、营养成分 | 要求严格控制 | 不需要控制 |
| 总耗电量 | 90-100kW | 18-20kW |
| 除臭方式 | 被动方式，将所有污染场所的气体转移出来集中处理，依靠稀释降低室内臭气浓度，难以从根本上改善工作环境，仅仅能够解决室外空气污染问题。 | 主动方式，系统独立，在污染源处消除污染，扼制其扩散；同时能满足活性氧离子量，从根本上改善工作环境，处理后的气体直接排入大气，一步到位地解决污染问题。 |
| 设备初期投资费用 | 400-500万元 | 200万元 |
| 年运行成本 | 40万元/年 | 8万元/年 |
| 占地 | 需要建筑物，如配电室、控制室、鼓风机房、过滤池等，占地较大。 | 无需考虑其占地面积，节约土地 |
| 维护 | 设备维护复杂，仪器仪表维修量大 | 系统设备维护简单，维修量小。 |
| 防腐 | 污染源直接接触设备及管道，尤其是在密封空间的环境中，温度高，湿度大，因此腐蚀严重。 | 由于该系统可使离子空气“罩住”污染发生源表面或充满被污染的空间，所以对设备、管道无腐蚀。 |
| 操作 | 需要进行专业培训，操作复杂。 | 系统培训后易于掌握，操作简单。 |
| 使用 | 工艺复杂，不能随时运行或关闭 | 使用方便，系统可随时运行或关闭。 |
| 设备体积、重量 | 大型设备多，体积大。安装时鼓风机基础需要单独处理。 | 小型设备，体积小，重量轻。安装无特殊要求。 |
| 噪音 | 因各个场所的臭气要先集中再处理，因而系统管路长、阻力大，需要配置排风机，噪音大，部分设备还要做减振、隔音等特殊处理 | 单机噪音低于32分贝，送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。 |
| 自控 | 工艺过程复杂，必须采用PLC控制方式。 | 可选择自控或手控方式。 |
| 处理效果 | 达国标排放 | 达国标排放 |
根据以上技术、经济比较，确定污水处理厂的除臭方法采用高能离子法，其除臭设计的换气次数为脱水机房 8次/小时。
4. 结论
综上所述，几种除臭方法各有特点，而利用H2O2和高能离子脱臭则是以后及未来发展的主要方向。在利用各自的优点基础上，加以改进、优化，达到造福于民的目的。