生物除臭技术在污水处理中的应用 生物除臭技术在污水处理中的应用

生物除臭技术在污水处理中的应用

  • 期刊名字:甘肃科技
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  • 论文作者:洪弢
  • 作者单位:同济大学环境学院
  • 更新时间:2020-07-10
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第22卷第8期甘肃科技Vol.22 No. 82006年8月Gansu Science and T echnologyAug.2006生物除臭技术在污水处理中的应用共强(同济大学环境学院,上海200092)摘要:本文简要介绍了臭气在污水处理厂的组成、分布情况,分析了城镇污水处理厂各种除臭方法的工艺特点,提出了城镇污水处理厂除臭工艺选择的技术路线,并结合本人实践,重点论述了生物过滤在污水处理厂除臭中的应用问题。关键词:污水处理;臭味;生物过滤中图分类号:TQ028.53近年来.随着我国政府对环境问题的日益重视,化。当活性基团被氧化后,气味就消失,生物除臭工政府在大、中城市投资建设了许多的污水处理厂,使艺就是基于这一原理。我国的污水处理率迅速得到了提高,控制了我国水表1城市污水处理厂污水部分和污泥部分的污染的进-步恶化,同时,随着污水处理厂的大规模气味值和波动范围建设,其除臭问题也引起了越来越多的关注。为防处理厂工序部位气味值波动范围止和避免污水处理厂臭味对周围居民生活的影响,进水|425~ 80- -些发达国家先后制定了一些具体规定;在我国污.格栅832~ 136曝气沉砂池|630~ 90水处理的相关规范中.对污水处理厂的除臭虽然没高负荷曝气池.|633~84有规定,但在人口密集的大中城市,由于很难避开居-般负荷曝气池|5(21~101民区或村落,因此在污水处理厂的工艺设计时,也要延时曝气法曝气池| 3010~43求对产生臭味的处理构筑物采取必要的措施,防止初沉池|529~84臭味对周围居民生活和环境产生影响。中间沉淀池|3(23~ 31本文主要从臭气的来源、分布区域、除臭措施及|312~50初沉污泥提升74~ 105工艺设计等方面对污水处理厂的除臭问题进行论二沉污泥提升4526~82述。生污泥存放|20030~ 800污水处理厂气味的特征消化污泥存放|8035~ 240机械污泥脱水室40050~7701.1城市污水处理厂内气味的分布情况污泥脱滤液3300~ 95500城市污水处理厂内的主要气味源是污水厂的进热预处理污泥41000(在浓缩水部分和污泥处理部分。德国工程师协会对城市污池内测出)水厂各个部分的气味扩散进行了调查,结果见表1。-般来说,扩散源废气的成分相当复杂,其气味1.2产生气味的物质与测定又是一个不可客观确定的量,它与接受对象的敏感在污水处理工艺过程中产生气味物质主要由性、心理和生理作用有关。常用嗅觉法的原理是:将碳、氮和硫元素组成。只有少数的气味物质是无机.待测中国煤化工空气逐步进行稀释,直化合物,例如:氨(NHx)、膦(PH3 )和硫化氢(H2S);到刚HCNMHG时为止,把此时的稀释大多数的气味物质是有机物,比如:低分子脂肪酸、比作为表示被测气体气味强度的量度,所需的稀释胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香倍数越大,说明气体气味越大。这个稀释比被表示族的、杂环的氮或硫化物。值得注意的是:这些物质成“气味单位”。都带有活性基团,容易发生化学反应,特别是被氧测量的具体方法如下:从扩散源取来待测气体94甘肃科技第22卷样品,在稀释仪中用人造空气混和,让最少四个嗅觉2.2除臭工艺健康并经过专门训练的人来闻,并说出是否能闻到脱臭工艺从最初采用的水洗法,逐步发展到效气味,一直重复到其中-半的人刚刚能闻到,而另-果较好的微生物脱臭法。常见的除臭工艺有水清洗半的人已不能闻到为止,从仪表上就可以读出稀释和药液清洗法、活性炭吸附法、臭氧氧化法、土壤脱倍数,即气味单位。臭法、燃烧法、填充式微生物脱臭法等工艺。1.3臭气的成分1)水清洗和药液清洗法几种主要臭气的成份如表2所示。水清洗是利用臭气中的某些物质能溶于水的特表2 主要臭气成份表性,使臭气中氨气、硫化氢气体和水接触、溶解,达到化合物典型分子式特性脱臭的目的。胺类CHs NH2(CHg):N鱼腥味药液清洗是利用臭气中的某些物质和药液产生氨NHs氨味中和反应的特性,如利用呈碱性的苛性钠和次氯酸二胺NH2 (CH2)4NH2 NH2 (CH2)s NH2腐肉味钠溶液,去除臭气中硫化氢等酸性物质,利用盐酸等硫化氢H2S臭鸡蛋味硫醇CHSH CHs SSCH3烂洋葱味酸性溶液,去除臭气中的氨气等碱性物质。与活性粪臭素C。H, NHCH3粪便味炭吸附法相比较,它必须配备较多的附属设施,运行管理较为复杂,与药液不反应的臭气较难去除,效率2除臭的措施与工艺较低。2.1除臭措施2)活性炭吸附法目前污水厂臭味常见的控制措施主要为:“闭、活性炭吸附法是利用活性炭能吸附臭气中致臭排、清、曝、净”五种。①闭:就是通过合理的方式将物质的特点,达到脱臭目的。为了有效地脱臭,通常释放臭味的非封闭区域构造成封闭区域以改善工作利用各种不同性质的活性炭,在吸附塔内设置吸附环境的空气质量。在这--过程中需要特别注意防止酸性物质的活性炭,吸附碱性物质的活性炭和吸附有毒有害气体的淤积而引发的潜在爆炸和安全等严中性物质的活性炭,臭气和各种活性炭接触后,排出重问题。屡次出现的在市政管网爆炸和操作工人死吸附塔。该法与水清洗和药液清洗法相比较,具有亡事故均与此相关。因此,封闭处理是被动的措施,较高的效率,但活性炭有一饱和期限,超过这一期.一般需要和其他措施同时使用。②排:就是将带有限,就必须更换活性炭。这种方法常用于低浓度臭臭味的空气收集后高空排放的方法,这一方案是目气和脱臭的后处理。前设计规范中所主要采取的措施。经常出现的问题3)臭氧氧化法是由于通风系统出现的短流而使得臭味并未得到良臭氧氧化法是利用臭氧强氧化剂,使臭气中的好的解决,臭味经常是先经过操作人员而后才排出化学成份氧化,达到脱臭的目的。工房以外。合理的方式是在现有排风的同时输入新臭氧氧化法有气相和液相之分,由于臭氧发生风;或直接将风道的吸口设置在有臭味的位置,使的化学反应较慢,-般先通过药液清洗法,去除大部其直接抽出工作环境。如果污水厂靠近居住社区或分致臭物质,然后再进行臭氧氧化。将来会靠近的话,设计时应特别注意,最好采用净化4)土壤脱臭法.的措施,以防对社区的不良影响。③清:即通过周土壤脱臭法是利用土壤中微生物分解臭气中的密有计划、持续地在长期运行中对可能导致的臭味化学成份,达到脱臭目的。属于生物脱臭法的范畴。来源通过清理和清洗或类似的方法消除臭味。比如与前几种方法相比较,不需要加药等附属设施,运行及时清理栅渣、污泥泥饼、冲洗池壁等。④曝:这一管理费用较低,但需有宽阔的场地,定时进行场地修措施是最简单的方法。如果处理工艺不需要进行厌整,设置散水装置,以保持较好的运行状态,并且处氧和缺氧工艺,操作人员向厌氧腐臭的构筑物补充理郊5中国煤化工低。足够的溶解氧,使得产生硫化氢等臭味气体的厌氧YHCNMHG反应得到抑制进而控制臭味发生。⑤净:就是将臭生物脱臭法自1840年由德国科学家发明以来,气收集进行净化处理,-般可以通过化学或生物的经不断开发、 研究,已取得一定的成果。随着人们对方法。下面将要介绍的除臭工艺主要从“净”方面进脱臭必要性的逐步认识,在土壤脱臭法的基础上,逐行论述。渐研究了新型、高效的生物脱臭技术。由于多孔材第8期洪.强:生物除臭技术在污水处理中的应用95质生物载体的开发,使填充式微生物脱臭法得到广有-个适应期。泛应用,该法利用下述原理达到脱臭目的:臭气中的生物过滤池工作原理图见图1某些成份溶解于水;臭气中的某些成份能被微生物调湿度.生物过滤填料吸附;吸附后的臭气能被微生物分解。附着微生物载体的多年研究开发,有天然有机废气。纤维、硅酸盐材料、多孔陶瓷制品、发酵后的谷糠、鼓风机可李头PVA粒子、纤维状多孔塑料等。这些材料都具有下列特性:表面积较大;能保持较久的水份;压力损失较小;耐腐蚀性能好;吸附量较大;能保持丰富的微排水补充水布气道水泵渗水t生物;不会产生副反应。图1生物过滤池工艺流程图6)燃烧法3.2生物过滤法影响因素燃烧法有直接燃烧法和触煤燃烧法。根据臭气生物过滤池的工作受以下几种因素的影响:①的特点,当温度达到648'C,接触时间0.3 s以上时,反应速度:反应速度的快慢取决于气体成分的浓度臭气会直接燃烧.达到脱臭的目的。和性质,填料上的微生物种类、数量和活性,温度,废在污水处理厂内,常利用污泥消化后产生的沼气和填料的湿度,pH值。②停留时间:停留时间由气,使一些强烈的臭气燃烧,但工程实例较少。体积流量、自然堆放体积和空池体积决定。③气味.在以.上这些方法中最为经济有效的是生物脱臭物质浓度。法,其原理是气味物质被液相吸收并被微生物氧化,3.3生物过滤法填料选择所以该法要求被去除的臭味物质有好的水溶性并可生物过滤池的最主要部分是填料。-种好的填被生物氧化。污水处理厂的生物吸收除臭法主要有料必须满足:容许生长的微生物种类多;供微生物生废气直接通入曝气池法、生物过滤法和生物洗涤法,长的表面积大;营养成分合理(N、P、K和微量元其中常用的是前两种。素);吸水性好;自身的气味少;吸附性好;结构均匀废气直接通入曝气池法是将从格栅间、沉砂池、孔隙率大;腐烂慢(运行时间长、养护周期长)。浓缩池、污泥脱水机房收集到的废气直接通入曝气单成分填料一般只满足上述的部分要求,配方池中,有机气味物质在曝气池中被活性污泥吸收,随合适的多成分混合物可以较全面地满足要求。常用后被分解。其主要优点是方法简单,费用低,但除臭的填料有:干树皮、干草、纤维性泥炭或其混合物。效果较差,存在过曝气的可能,曝气池中污水生化处由于填料本身是有机养分,当过滤池暂停运行理过程将受到一定的影响,使得曝气池成为严重的时,微生物可以利用填料的有机成分继续维持生命气味扩散源,因此其应用有较大的局限性,所以目前活动。过滤池填料的堆放高度取决于所要求的停留最常用的是生物过滤法。时间和表面负荷。工程上填料高度一般为1.0~1.2 m。如果选择的填料合适,工艺上能做到布气均3生物过滤法匀、排除气流短路的话,最低高度可以为0.5m。经3.1生物过滤法工作原理过几年运行后,填料的最终高度约为初始堆放高度生物过滤是使收集到的废气在适宜的条件下通的60%。过滤池的表面负荷能力可达200 m3/(m2过长满微生物的固体载体(填料),气味物质先被填●h),- 般选用100 m2/(m2●h)。料吸收,然后被填料上的微生物氧化分解,完成废气3.4生物过滤法工艺条件控制的除臭过程。整个处理工艺包括收集和处理。为了避免气味固体载体上生长的微生物承担了物质转换的任源气味扩散.扩散源要求封闭,并使它处于负压状务,因为微生物生长需要足够的有机养分,所以固体态。中国煤化工内是否进人,按2~8载体必须具有较高的有机成分。要使微生物保持高次MHCNMHG-般不进人的地方,空的活性,还必须为之创造一个良好的生存条件,比气交换量应为2~3次/h;对于有人进入、但工作时如:适宜的湿度、pH值、氧气含量、温度和营养成分间不长的空间,空气的交换量为2~3.5次/h;有人等。同时,环境条件变化会影响微生物的生长繁殖,长时间工作的空间,空气的交换量为4~8次/h。因此在试运行时或改变工况时要考虑生物过滤池会在寒冷地区空气的交换量比较大时,要考虑防止冬96甘肃科技第22卷天室内结冰问题。臭气浓度:5000mg/l,则该构筑物需收集的臭气量从气味源收集到的气体被送到生物过滤池处为:理,进过滤池的空气要求潮湿,相对湿度必须为Q2=401.73X8.5X5=17073.6 m2/h80%~95%,否则填料会干化.微生物将失活。为了4.2生物过滤池设计计算防止过滤池被堵塞,必须在空气进入以前除去其中待处理废气的总流量为:的小颗粒,所以空气进入以前要进行水洗以提高湿Q=Qr + Q2 = 20009.06m2 /h度,并去除灰尘和分离油分。运行中要调节喷水量,选用鼓风机的进口流量为2X10*m2/h。鼓风维持洗涤器中气体达到所要求的湿度,用于喷淋的机压力为收集管网的阻力加滤池阻力,滤池总阻力水可以是自来水、工业用水或过滤池本身的渗水。损失可选用为10kPa。过滤池表面负荷能力选用200m*/(m2●h)。由此可得过滤池表面积为:4计算示例A= 20000/200= 100 m2某城市污水处理厂进水流量为10X 10'm'/d,滤料的堆放高度定为1.0 m,滤料的需要量为:采用曝气生物滤池处理污水。根据环境要求,决定滤料的堆放高度定为1.0m,滤料的需要量为:收集进水泵房和格栅间、污泥处理部分等的废气,并V=AXH= 100m3用生物过滤法处理收集到的废气。计算完成后,根据上述计算参数选择生物滤池的4.1废气量计算设备型号,并结合污水处理厂的要求作进-步的深化①进水泵房和格栅间设计,这属于工程设计的内容,本文不再. - - -叙述。进水泵房和格栅间的面积为48.52m2,高度为参考文献:12.1m,设空气交换量为5次/h(经常有人出入),设[1] 污水处理厂生物除臭方法及工程实例一张颖、任亮,摘计臭气浓度:5000mg/l,则该构筑物需收集的臭气自中国水网量为:[2] 污水处理厂除臭技术及工程化一 赵丽君等,摘自《中国给排水》(2003. V0119)Q1=48.52X12.10X5 = 2935.46m2/h[3]臭气控制一陈东旭等.摘自《市政技术》(2002.4).②污泥处理部分该工程污泥处理部分的臭气收集包括污泥脱水[4] 生物除臭技术一 李志强、刘旭宗等,摘自《中国给水排水》(1999年第9期)机房一个部分,根据计算,机房的总面积为401.[5] 生物除臭在污水处理厂的应用一 陈贻龙、隋军等,摘自73m2 ,高度为8. 5m,空气的交换量为5次/h,设计《中国市政工程》第三期----一一一一一一一一一(.上接第6页)变为全体公民的自觉行动。5.3循环经济试点工作在资源型城市和资源短缺城市推行以资源节[1] 黄晶,周乃君,陆永琪等.环境与贸易一生态、经济、体约、高效率为主要内容的循环经济试点工作.围绕不制和政策[M].清华大学出版社北京:1998年2月第1可再生资源如煤炭、有色金属等矿业企业、节水农业版,30.等重点领域,重点行业,按照有机农业、生态农业和[2] L. Reinders. A normative strategy for sustainable re-source choice and recycling[J ] Resources, Conserva-生态工业等企业模式、产业模式和区域模式进行重tion and Recyeling 28 (2000) 121 一133.点规划,树立循环经济的先进典型,为加快推动循环[3]廖红.循环经济理论:对可持续发展的环境管理的新思经济发展提供示范和借鉴。考[J]中国发展,2002,2:24- 30.5.4加强循环经济理念宣传,树立利用环境的生产[4] Giuseppe Di Vita. Technological change, growth and和消费观ino[1. Fnergv Economics 23 ( 2001) :549鼓励企业和个人转变观念,树立可持续的绿色中国煤化工消费观,优先购买循环经济产品,促使企业采用循环[5]YHCNMHG证简介[M].南京:OFDC.经济技术,发展循环生产技术。引导整个社会建立出版社.1999,1-9.有利于节约资源、保护环境的生活方式和消费方式,[6]绿色工作室编著.绿色消费[M].民族出版社北京:把节能、节水、节材、节粮、垃圾分类回收、减少一次1999年2月第1版,27~30.性产品使用等与发展循环经济密切相关的活动逐步.

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