生物除臭技術介紹

【生物除臭技術】

1 産生氣味的物質與測定

在污水處理工藝過(guò)程中産生氣味物質主要由碳、氮和硫元素組成(chéng)。隻有少數的氣味物質是無機化合物,例如:氨(NH3)、膦(PH3)和硫化氫(H2S);大多數的氣味物質是有機物,比如:低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類、鹵代烴以及脂肪族的、芳香族的、雜環的氮或硫化物。值得注意的是:這(zhè)些物質都(dōu)帶有活性基團,容易發(fā)生化學(xué)反應,特别是被(bèi)氧化。當活性基團被(bèi)氧化後(hòu),氣味就消失,生物除臭工藝就是基于這(zhè)一原理。【廢氣處理】

一般來說,擴散源廢氣的成(chéng)分相當複雜,其氣味又是一個不可客觀确定的量,它與接受對(duì)象的敏感性、心理和生理作用有關。常用嗅覺法的原理是:將(jiāng)待測氣體用無味的人造合成(chéng)空氣逐步進(jìn)行稀釋,直到剛好(hǎo)可以聞出氣味(嗅阈)時爲止,把此時的稀釋比作爲表示被(bèi)測氣體氣味強度的量度,所需的稀釋倍數越大,說明氣體氣味越大。這(zhè)個稀釋比被(bèi)表示成(chéng)“氣味單位”。【臭氣處理】

測量的具體方法如下:從擴散源取來待測氣體樣(yàng)品,在稀釋儀中用人造空氣混和,讓最少四個嗅覺健康并經(jīng)過(guò)專門訓練的人來聞,并說出是否能(néng)聞到氣味,一直重複到其中一半的人剛剛能(néng)聞到,而另一半的人已不能(néng)聞到爲止,從儀表上就可以讀出稀釋倍數,即氣味單位。

2 城市污水處理廠内氣味的分布情況

城市污水處理廠内的主要氣味源是污水廠的進(jìn)水部分和污泥處理部分。德國(guó)工程師協會對(duì)城市污水廠各個部分的氣味擴散進(jìn)行了調查,結果見表1。

3 除臭方法

廢氣處理的方法可以分成(chéng)吸收吸附法和燃燒法兩(liǎng)種(zhǒng),吸附法的主要代表是活性炭濾池。廢氣處理的方法可以歸納如圖1。

在這(zhè)些方法中最爲經(jīng)濟有效的是生物吸收法,其原理是氣味物質被(bèi)液相吸收并被(bèi)微生物氧化,所以該法要求被(bèi)去除的臭味物質有好(hǎo)的水溶性并可被(bèi)生物氧化。污水處理廠的生物吸收除臭法主要有廢氣直接通入曝氣池法、生物過(guò)濾法和生物洗滌法,其中常用的是前兩(liǎng)種(zhǒng)。【生物除臭】

廢氣直接通入曝氣池法是將(jiāng)從格栅間、沉砂池、濃縮池、污泥脫水機房收集到的廢氣直接通入曝氣池中,有機氣味物質在曝氣池中被(bèi)活性污泥吸收,随後(hòu)被(bèi)分解。其主要優點是方法簡單,費用低,但除臭效果較差,存在過(guò)曝氣的可能(néng),曝氣池中污水生化處理過(guò)程將(jiāng)受到一定的影響,使得曝氣池成(chéng)爲嚴重的氣味擴散源,因此其應用有較大的局限性。【污水除臭】

3.1.1工作原理

生物過(guò)濾是使收集到的廢氣在适宜的條件下通過(guò)長(cháng)滿微生物的固體載體(填料),氣味物質先被(bèi)填料吸收,然後(hòu)被(bèi)填料上的微生物氧化分解,完成(chéng)廢氣的除臭過(guò)程。

固體載體上生長(cháng)的微生物承擔了物質轉換的任務,因爲微生物生長(cháng)需要足夠的有機養分,所以固體載體必須具有高的有機成(chéng)分。要使微生物保持高的活性,還(hái)必須爲之創造一個良好(hǎo)的生存條件,比如:适宜的濕度、pH值、氧氣含量、溫度和營養成(chéng)分等。

環境條件變化會影響微生物的生長(cháng)繁殖,因此在試運行時或改變工況時要考慮生物過(guò)濾池會有一個适應期。

生物過(guò)濾池工藝流程見圖2。

3.1.2影響因素  

生物過(guò)濾池的工作受以下幾種(zhǒng)因素的影響:

①反應速度

反應速度的快慢取決于氣體成(chéng)分的濃度和性質,填料上的微生物種(zhǒng)類、數量和活性,溫度,廢氣和填料的濕度,pH值。

②停留時間

停留時間由體積流量、自然堆放體積和空池體積決定。

③氣味物質濃度

3.1.3 填料選擇

生物過(guò)濾池的最主要部分是填料。一種(zhǒng)好(hǎo)的填料必須滿足:容許生長(cháng)的微生物種(zhǒng)類多;供微生物生長(cháng)的表面(miàn)積大;營養成(chéng)分合理(N、P、K和痕量元素);吸水性好(hǎo);自身的氣味少;吸附性好(hǎo);結構均勻孔隙率大;價格便宜;腐爛慢(運行時間長(cháng)、養護周期長(cháng))。

單成(chéng)分填料一般隻滿足上述的部分要求,配方合适的多成(chéng)分混合物可以較全面(miàn)地滿足要求。常用的填料有:幹樹皮、幹草、纖維性泥炭或其混合物。

由于填料本身是有機養分,當過(guò)濾池暫停運行時,微生物可以利用填料的有機成(chéng)分繼續維持生命活動。

過(guò)濾池填料的堆放高度取決于所要求的停留時間和表面(miàn)負荷。工程上填料高度一般爲1.0～1.2m。如果選擇的填料合适,工藝上能(néng)做到布氣均勻、排除氣流短路的話,最低高度可以爲0.5m。經(jīng)過(guò)幾年運行後(hòu),填料的最終高度約爲初始堆放高度的60%。過(guò)濾池的表面(miàn)負荷能(néng)力可達200m3/(m2·h),一般選用100m3/(m2·h)。

3.1.4 工藝條件控制

整個處理工藝包括收集和處理。爲了避免氣味源氣味擴散,擴散源要求封閉,并使它處于負壓狀态。吸氣量的大小可根據室内是否進(jìn)人,按2～8次/h換氣量計算;不進(jìn)人或一般不進(jìn)人的地方,空氣交換量應爲2～3次/h;對(duì)于有人進(jìn)入、但工作時間不長(cháng)的空間,空氣的交換量爲2～3.5次/h;有人長(cháng)時間工作的空間,空氣的交換量爲4～8次/h。

在寒冷地區空氣的交換量比較大時,要考慮防止冬天室内結冰問題。

從氣味源收集到的氣體被(bèi)送到生物過(guò)濾池處理,進(jìn)過(guò)濾池的空氣要求潮濕,相對(duì)濕度必須爲80%～95%,否則填料會幹化,微生物將(jiāng)失活。爲了防止過(guò)濾池被(bèi)堵塞,必須在空氣進(jìn)入以前除去其中的小顆粒,所以空氣進(jìn)入以前要進(jìn)行水洗以提高濕度,并去除灰塵和分離油分。運行中要調節噴水量,維持洗滌器中氣體達到所要求的濕度,用于噴淋的水可以是自來水、廠區工業用水或者過(guò)濾池本身的滲水。

3.2 計算示例

某城市污水處理廠進(jìn)水流量爲10×104m3/d,采用活性污泥法處理污水。【生物除臭】

根據環境要求,決定收集進(jìn)水泵房和格栅間、初沉污泥濃縮池和濃縮機、脫水機房以及二次濃縮池的廢氣,并用生物過(guò)濾法處理收集到的廢氣。

3.2.1 廢氣量計算

①進(jìn)水泵房和格栅間

進(jìn)水泵房和格栅間的面(miàn)積爲100m2,高度爲4m,設空氣交換量爲5次/h(經(jīng)常有人出入)。

Q1=100×4×5=2000m3/h

②初沉污泥濃縮池

兩(liǎng)座初沉污泥濃縮池加蓋密封,池内空氣用鼓風機抽出,液面(miàn)和加蓋空間的體積爲350m3/座,空氣的交換量爲2次/h(不進(jìn)人空間)。

Q2=2×350×2=1400m3/h

③消化污泥濃縮池

二次濃縮池和初沉污泥濃縮池一樣(yàng),換氣量爲:

Q3=2×350×2=1400m3/h

④濃縮機、脫水機房

根據計算,機房的總面(miàn)積爲150m2,高度爲5m,空氣的交換量爲5次/h。

Q4=150×5×5=3750m3/h

3.2.2 生物過(guò)濾池設計計算

待處理廢氣的總流量爲:

Q=Q1+Q2+Q3+Q4=8550m3/h

選用鼓風機的進(jìn)口流量爲1×104m3/h。鼓風機壓力爲收集管網的阻力加濾池阻力,濾池總阻力損失可選用爲10kPa。過(guò)濾池表面(miàn)負荷能(néng)力選用100m3/(m2·h)。由此可得過(guò)濾池表面(miàn)積爲:

A=10000/100=100m2

濾料的堆放高度定爲1.0m,濾料的需要量爲:

V=A×H=100m3