一、引言

工业废水处理是保障水环境安全的关键环节，但在废水收集、预处理、生化反应、污泥处理等工艺过程中，会因污染物挥发、微生物代谢等产生大量废气。这些废气成分复杂，涵盖挥发性有机化合物（如苯系物、烷烃类）、含硫化合物（如硫化氢）、含氮化合物（如氨气）等。据统计，化工行业废水处理装置每处理1000吨废水，平均可产生20-50立方米的特征废气，若直接排放，不仅会加剧大气污染、形成酸雨或光化学烟雾，还会对废水处理站操作人员及周边居民的呼吸系统、神经系统造成损害。因此，研发并应用高效的废气治理技术，成为工业废水处理系统绿色化升级的核心需求。

二、工业废水处理装置废气的来源与危害

（一）废气主要来源

1.废水收集与调节环节：工业废水在格栅、集水井、调节池等设施中停留时，废水中溶解的挥发性污染物会因液位波动、搅拌等作用挥发至大气，尤其在高浓度有机废水处理系统中，该环节废气排放量占比可达30%以上。

2.生化处理环节：厌氧生物处理（如UASB、IC反应器）过程中，微生物分解有机物会产生甲烷、硫化氢等气体；好氧处理中，曝气作用会加速挥发性物质释放，同时可能产生少量异味气体。

3.污泥处理环节：污泥浓缩、脱水、干化过程中，微生物分解污泥中的有机物会释放大量硫化氢、氨气及VOCs，其中干化环节因温度升高，废气排放浓度显著高于其他环节。

4.化学处理环节：在混凝、沉淀、氧化等化学处理工艺中，若使用含氯药剂、酸碱试剂等，可能产生氯气、氯化氢、二氧化硫等刺激性气体。

（二）废气主要危害

1.环境危害：硫化氢、氨气等恶臭气体不仅会造成感官污染，还会与大气中的其他物质发生反应，加剧雾霾、酸雨等环境问题；VOCs是形成臭氧的重要前体物，对区域大气质量的影响具有累积性。

2.健康危害：短期接触高浓度废气可能导致呼吸道刺激、头晕、恶心等症状；长期接触苯系物、多环芳烃等VOCs，会增加患癌症、心血管疾病的风险，硫化氢浓度过高时甚至可导致急性中毒死亡。

3.设备危害：部分酸性废气（如氯化氢、二氧化硫）会对废水处理设备、管道造成腐蚀，降低设备使用寿命，增加维护成本；甲烷等可燃性气体若积聚到一定浓度，还存在爆炸风险。

三、主流废气治理技术及原理

（一）生物法

生物法是利用微生物的代谢作用将废气中的污染物转化为无害物质（如二氧化碳、水、无机盐）的治理技术，具有成本低、二次污染小的特点，适用于中低浓度、易生物降解的废气处理。

1.生物滤池技术：将废气通过填充有微生物载体（如泥炭、木屑、活性炭）的滤池，载体表面的微生物群落吸附并降解污染物。该技术对硫化氢、氨气的去除率可达90%以上，但处理负荷较低，占地面积较大，适用于处理量小、污染物浓度稳定的场景。

2.生物滴滤塔技术：在塔内设置喷淋装置，将循环液均匀喷洒在载体表面，废气与载体上的微生物及循环液充分接触，污染物被降解后随循环液排出。相较于生物滤池，其处理负荷更高，且可通过调节循环液pH值适应不同污染物，适用于化工、制药行业废水处理装置的废气治理。

3.生物洗涤塔技术：将废气与含有微生物的洗涤液在塔内充分混合，污染物先溶解于洗涤液中，再被微生物降解。该技术传质效率高，反应速度快，但对设备密封性要求较高，常用于处理高湿度、高浓度的恶臭废气。

（二）吸附法

吸附法是利用吸附剂（如活性炭、分子筛、硅胶）的多孔结构对废气中的污染物进行物理或化学吸附，从而实现净化的技术，适用于低浓度、高价值或难降解废气的处理。

1.活性炭吸附技术：活性炭具有比表面积大、吸附能力强的特点，可有效吸附苯系物、VOCs等有机污染物，去除率可达95%以上。但活性炭吸附容量有限，需定期再生或更换，再生过程中可能产生二次污染，适用于间歇式废气处理或作为深度处理工艺。

2.分子筛吸附技术：分子筛具有均匀的孔径结构和良好的选择性，对极性分子（如氨气、水）及特定尺寸的VOCs吸附效果优异，且耐高温、不易粉化，再生性能优于活性炭，适用于高温、高湿度环境下的废气治理，如污泥干化环节的废气处理。

（三）燃烧法

燃烧法是通过高温氧化将废气中的污染物转化为二氧化碳和水，适用于高浓度、可燃性废气的处理，去除率可达99%以上。

1.直接燃烧法：将废气温度升高至污染物燃烧温度（通常600-1100℃），使污染物直接燃烧分解。该技术设备简单，但能耗高，仅适用于污染物浓度高、热值高的废气（如甲烷含量较高的厌氧处理废气）。

2.催化燃烧法：在催化剂（如铂、钯、二氧化锰）作用下，降低污染物的燃烧温度（通常200-400℃），使其在低温下充分燃烧。该技术能耗低、反应速度快，且无明火，安全性高，适用于涂装、印刷行业废水处理装置产生的VOCs废气治理，但催化剂成本较高，易受废气中杂质影响而失活。

四、废气治理技术的发展趋势

（一）技术集成化

单一治理技术难以满足复杂废气的处理需求，未来将更多采用“预处理+核心处理+深度处理”的组合工艺。例如，“化学吸收预处理+生物法核心处理+活性炭深度处理”，可先去除废气中的酸性或碱性杂质，再通过生物法降解主要污染物，最后通过活性炭吸附去除残留难降解物质，实现不同浓度、不同类型废气的高效治理。

（二）智能化与低碳化

随着物联网、大数据技术的发展，废气治理系统将实现智能化监测与调控，通过在线传感器实时监测废气浓度、流量、温度等参数，结合算法自动调节吸附剂再生频率、催化剂反应温度等运行参数，提高处理效率的同时降低能耗。此外，低碳化成为重要发展方向，如RTO技术与余热回收系统结合，将燃烧产生的热量用于发电或加热，减少化石能源消耗；生物法与碳捕捉技术结合，降低废气处理过程中的碳排放。

五、结论

工业废水处理装置产生的废气成分复杂、危害严重，废气治理是工业绿色发展的重要环节。生物法、吸附法、燃烧法、化学吸收法等主流技术各有特点，适用于不同场景：生物法适用于中低浓度易降解废气，成本低且环保；吸附法适用于低浓度难降解废气，可作为深度处理工艺；燃烧法适用于高浓度可燃性废气，去除率高；化学吸收法适用于酸性、碱性水溶性废气，运行成本低。通过工程案例可知，合理选择单一技术或组合工艺，可实现废气的达标排放。

参考文献：

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