1 前言
自70年代中期开始，由于城市污水处理厂臭味气体浓度低, 主要采用的除臭方法为吸附法，常用的吸附剂有非浸渍活性炭、浸渍活性炭和微生物多孔物三大类[1]。这些吸附剂虽然都具有一定程度的臭味去除能力，但都不可避免地存在着某些缺点，如：非浸渍活性炭去除H2S能力低，寿命短；浸渍活性炭去除有机物能力低，且极易产生放热反应而增加活性炭床层着火的可能性。生物除臭系统存在占地面积较大，投资较高的缺点。为此，人们一直致力于各种吸附剂及吸附设备技术的改良研究，在九十年代中期，美国卡尔冈炭素公司研制并生产了吸附技术先进的臭味控制系统——系列催化型活性炭及吸附设备，该系列臭味控制系统已被应用在美国污水处理厂的除臭领域，除臭效果得到各方的肯定。
2 催化型活性炭的技术原理
催化型活性炭是一种新型的吸附剂，能较好地吸附臭味中的有机物和H2S。 其主要技术原理为：
（1）催化型活性炭未被化学剂浸渍，与化学浸渍炭相比，具有较大的目标化合物吸附空间，故吸附有机物气体的能力明显增大。
（2）催化型活性炭是烟煤基带增强催化能力的粒状活性炭，促进氧化反应能力特别强，在吸附过程中，催化型活性炭将H2S与氧都吸附在其表面上，发生氧化作用生成90%以上的H2SO4和少量的H2SO3和S（如表1）。
表1 催化型活性炭氧化反应式及生成物比例表
吸 附 氧 化 反 应 式
生成物所占比例
H2S+2O2 = H2SO4
>90%
2H2S+3O2 = 2H2SO3
>5%
4H2S+O2 = 2H2S+2S+ 2H2O
<5%（其中S含量极少）
（3）催化型活性炭吸附臭味气体后，90%以上的生成物——H2SO4极易于吸附且易溶于水，基于这种特性，当催化型活性炭吸附饱和后，可通过，溶解生成物H2SO4并将其排出炭床而达到再生的目的，使炭床恢复吸附能力，也就是说，催化型活性炭床有可反复水洗再生，反复用于吸附，寿命长的优点，另外，由于配套除臭设备专为提高吸附效率和为水洗再生提供方便而设计，故水洗是在线进行的，操作简便，节省人力。
3 催化型活性炭的性能参数
经多次在污水处理厂现场测定，在现场H2S浓度通常不超过20ppm的条件下，对非浸渍活性炭、浸渍活性炭和催化型活性炭的性能进行了比较（见表2）。
表2 非浸渍活性炭、浸渍活性炭和催化型活性炭的特性比较表
未浸渍
NaOH 浸渍
KOH 浸渍
催化型
粒子密度, mg/mL
0.52
0.55
~0.55
0.56
粒度（目）
4×6
4×6
4×6
4×6
平均颗粒直径，mm
3.6
3.6
~3.6
3.6
H2S 去除能力（g H2S/cm3活性炭）
~0.015
0.06
0.06
0.055
燃点温度（℃）
380-425
200-225
200-225
380-425
化学再生剂
无
50% NaOH
45% KOH
水
再生时间
无
6 天
6天
2天
处理方法
掩埋
掩埋
掩埋
返回再生或掩埋***
去除H2S 的床层寿命（天）
1.0
4.5*
4.5*
20.0**
有机物的床层寿命（天）
1.0
0.7
0.7
1.0
备注:
*: 第一次床层耗竭的媒介处理（无烧碱再生）。
**: 基于最少5 次有效水洗。
***: 根据活性炭再生条件而定。
表2数据表明，催化型活性炭的去除能力为0.055 （g H2S/cm3活性炭）比非浸渍活性炭的高出0.04（g H2S/cm3活性炭），而接近于浸渍炭产品的0.06 （g H2S/cm3活性炭）。
4 催化型活性炭除臭系统介绍
4.1 催化型活性炭除臭系统的种类
目前，由美国卡尔冈炭素公司设计生产的催化型活性炭除臭系统有四种类型：泰坦臭味控制系统、凤凰臭味控制系统、高流量凡特臭味控制系统和凡特PE除臭设备。
（1）泰坦臭味控制系统能有效处理H2S浓度<10 ppm的低浓度气体和带臭味有机物如甲硫醇和二甲基二硫醚。其突破了活性炭吸附器的传统设计，采用径向流吸附技术，与传统深床层除臭设备相比，体积小，吸附速度快，处理能力高，H2S去除率达99.9%。非常适合去除流量大的臭味气体，如市政污水泵站、污水提升泵站、污水处理厂中的格栅池、淤泥澄清池、带式压滤机室等的臭味。
（2）凤凰臭味控制系统适合处理流量大、H2S浓度为<50ppm的臭味气体，凤凰系统的工作原理是由多个装有催化型活性炭的径向流浅床层炭罐组成，这些炭罐一层一层的分开排列在立式反应室中，臭气从上到下通过装有径流式炭罐的立式反应室，当气体通过径流式炭层时，H2S 经催化转变成H2SO4 ，处理过的气流通过内置分布管向上流动经出口全部排出，在水再生阶段，疏松吸附的易溶于水的H2SO4 被水洗掉，活性炭恢复吸附H2S 的能力，该系统的分层式设计使当一个反应室被水再生时，其它反应室可以继续处理臭气，整个系统可以连续操作。设备材质为聚丙烯和聚乙烯等防腐材料，均可长期抵挡H2S腐蚀，且已经过防紫外线处理，适于室外安装。
（3）高流量凡特臭味控制系统适合安装在空间小的市政臭污水收集系统，其处理流量少、要求占地面积小，安装使用方便，只需接上电和水，打开开关，除臭系统就开始运行，能有效处理浓度为10～15ppmH2S 气体和带臭味有机物如甲硫醇和二甲基二硫醚。若与酸洗系列设备组合，也可去除氨味和其它异味。
（4）凡特PE除臭设备是理想的小型除臭设备，适合处理空气量<330m3/h、含有机物为主的低浓度臭味气体，在厕所臭气、实验室有机废气和油罐废气处理等均取得较好的效果。