生物除臭技術(shù)在污水處理中的應用

第22卷第8期甘肅科技Vol.22 No. 82006年8月Gansu Science and T echnologyAug.2006生物除臭技術(shù)在污水處理中的應用共強(同濟大學(xué)環(huán)境學(xué)院,上海200092)摘要:本文簡(jiǎn)要介紹了臭氣在污水處理廠(chǎng)的組成、分布情況,分析了城鎮污水處理廠(chǎng)各種除臭方法的工藝特點(diǎn),提出了城鎮污水處理廠(chǎng)除臭工藝選擇的技術(shù)路線(xiàn),并結合本人實(shí)踐,重點(diǎn)論述了生物過(guò)濾在污水處理廠(chǎng)除臭中的應用問(wèn)題。關(guān)鍵詞:污水處理;臭味;生物過(guò)濾中圖分類(lèi)號:TQ028.53近年來(lái).隨著(zhù)我國政府對環(huán)境問(wèn)題的日益重視,化。當活性基團被氧化后,氣味就消失,生物除臭工政府在大、中城市投資建設了許多的污水處理廠(chǎng),使藝就是基于這一原理。我國的污水處理率迅速得到了提高,控制了我國水表1城市污水處理廠(chǎng)污水部分和污泥部分的污染的進(jìn)-步惡化，同時(shí),隨著(zhù)污水處理廠(chǎng)的大規模氣味值和波動(dòng)范圍建設,其除臭問(wèn)題也引起了越來(lái)越多的關(guān)注。為防處理廠(chǎng)工序部位氣味值波動(dòng)范圍止和避免污水處理廠(chǎng)臭味對周?chē)用裆畹挠绊?進(jìn)水|425~ 80- -些發(fā)達國家先后制定了一些具體規定;在我國污.格柵832~ 136曝氣沉砂池|630~ 90水處理的相關(guān)規范中.對污水處理廠(chǎng)的除臭雖然沒(méi)高負荷曝氣池.|633~84有規定,但在人口密集的大中城市,由于很難避開(kāi)居-般負荷曝氣池|5(21~101民區或村落,因此在污水處理廠(chǎng)的工藝設計時(shí)，也要延時(shí)曝氣法曝氣池| 3010~43求對產(chǎn)生臭味的處理構筑物采取必要的措施,防止初沉池|529~84臭味對周?chē)用裆詈铜h(huán)境產(chǎn)生影響。中間沉淀池|3(23~ 31本文主要從臭氣的來(lái)源、分布區域、除臭措施及|312~50初沉污泥提升74~ 105工藝設計等方面對污水處理廠(chǎng)的除臭問(wèn)題進(jìn)行論二沉污泥提升4526~82述。生污泥存放|20030~ 800污水處理廠(chǎng)氣味的特征消化污泥存放|8035~ 240機械污泥脫水室40050~7701.1城市污水處理廠(chǎng)內氣味的分布情況污泥脫濾液3300~ 95500城市污水處理廠(chǎng)內的主要氣味源是污水廠(chǎng)的進(jìn)熱預處理污泥41000(在濃縮水部分和污泥處理部分。德國工程師協(xié)會(huì )對城市污池內測出)水廠(chǎng)各個(gè)部分的氣味擴散進(jìn)行了調查,結果見(jiàn)表1。-般來(lái)說(shuō),擴散源廢氣的成分相當復雜,其氣味1.2產(chǎn)生氣味的物質(zhì)與測定又是一個(gè)不可客觀(guān)確定的量,它與接受對象的敏感在污水處理工藝過(guò)程中產(chǎn)生氣味物質(zhì)主要由性、心理和生理作用有關(guān)。常用嗅覺(jué)法的原理是:將碳、氮和硫元素組成。只有少數的氣味物質(zhì)是無(wú)機.待測中國煤化工空氣逐步進(jìn)行稀釋,直化合物,例如:氨(NHx)、膦(PH3 )和硫化氫(H2S);到剛HCNMHG時(shí)為止,把此時(shí)的稀釋大多數的氣味物質(zhì)是有機物,比如:低分子脂肪酸、比作為表示被測氣體氣味強度的量度,所需的稀釋胺類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、醚類(lèi)、鹵代烴以及脂肪族的、芳香倍數越大,說(shuō)明氣體氣味越大。這個(gè)稀釋比被表示族的、雜環(huán)的氮或硫化物。值得注意的是:這些物質(zhì)成“氣味單位”。都帶有活性基團,容易發(fā)生化學(xué)反應,特別是被氧測量的具體方法如下:從擴散源取來(lái)待測氣體94甘肅科技第22卷樣品,在稀釋儀中用人造空氣混和,讓最少四個(gè)嗅覺(jué)2.2除臭工藝健康并經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)訓練的人來(lái)聞,并說(shuō)出是否能聞到脫臭工藝從最初采用的水洗法,逐步發(fā)展到效氣味,一直重復到其中-半的人剛剛能聞到,而另-果較好的微生物脫臭法。常見(jiàn)的除臭工藝有水清洗半的人已不能聞到為止,從儀表上就可以讀出稀釋和藥液清洗法、活性炭吸附法、臭氧氧化法、土壤脫倍數,即氣味單位。臭法、燃燒法、填充式微生物脫臭法等工藝。1.3臭氣的成分1)水清洗和藥液清洗法幾種主要臭氣的成份如表2所示。水清洗是利用臭氣中的某些物質(zhì)能溶于水的特表2 主要臭氣成份表性,使臭氣中氨氣、硫化氫氣體和水接觸、溶解,達到化合物典型分子式特性脫臭的目的。胺類(lèi)CHs NH2(CHg):N魚(yú)腥味藥液清洗是利用臭氣中的某些物質(zhì)和藥液產(chǎn)生氨NHs氨味中和反應的特性,如利用呈堿性的苛性鈉和次氯酸二胺NH2 (CH2)4NH2 NH2 (CH2)s NH2腐肉味鈉溶液，去除臭氣中硫化氫等酸性物質(zhì),利用鹽酸等硫化氫H2S臭雞蛋味硫醇CHSH CHs SSCH3爛洋蔥味酸性溶液，去除臭氣中的氨氣等堿性物質(zhì)。與活性糞臭素C。H, NHCH3糞便味炭吸附法相比較,它必須配備較多的附屬設施,運行管理較為復雜，與藥液不反應的臭氣較難去除,效率2除臭的措施與工藝較低。2.1除臭措施2)活性炭吸附法目前污水廠(chǎng)臭味常見(jiàn)的控制措施主要為:“閉、活性炭吸附法是利用活性炭能吸附臭氣中致臭排、清、曝、凈”五種。①閉:就是通過(guò)合理的方式將物質(zhì)的特點(diǎn),達到脫臭目的。為了有效地脫臭,通常釋放臭味的非封閉區域構造成封閉區域以改善工作利用各種不同性質(zhì)的活性炭,在吸附塔內設置吸附環(huán)境的空氣質(zhì)量。在這--過(guò)程中需要特別注意防止酸性物質(zhì)的活性炭,吸附堿性物質(zhì)的活性炭和吸附有毒有害氣體的淤積而引發(fā)的潛在爆炸和安全等嚴中性物質(zhì)的活性炭,臭氣和各種活性炭接觸后,排出重問(wèn)題。屢次出現的在市政管網(wǎng)爆炸和操作工人死吸附塔。該法與水清洗和藥液清洗法相比較,具有亡事故均與此相關(guān)。因此,封閉處理是被動(dòng)的措施,較高的效率，但活性炭有一飽和期限，超過(guò)這一期.一般需要和其他措施同時(shí)使用。②排:就是將帶有限,就必須更換活性炭。這種方法常用于低濃度臭臭味的空氣收集后高空排放的方法,這一方案是目氣和脫臭的后處理。前設計規范中所主要采取的措施。經(jīng)常出現的問(wèn)題3)臭氧氧化法是由于通風(fēng)系統出現的短流而使得臭味并未得到良臭氧氧化法是利用臭氧強氧化劑，使臭氣中的好的解決,臭味經(jīng)常是先經(jīng)過(guò)操作人員而后才排出化學(xué)成份氧化,達到脫臭的目的。工房以外。合理的方式是在現有排風(fēng)的同時(shí)輸入新臭氧氧化法有氣相和液相之分,由于臭氧發(fā)生風(fēng);或直接將風(fēng)道的吸口設置在有臭味的位置,使的化學(xué)反應較慢,-般先通過(guò)藥液清洗法,去除大部其直接抽出工作環(huán)境。如果污水廠(chǎng)靠近居住社區或分致臭物質(zhì),然后再進(jìn)行臭氧氧化。將來(lái)會(huì )靠近的話(huà),設計時(shí)應特別注意,最好采用凈化4)土壤脫臭法.的措施，以防對社區的不良影響。③清:即通過(guò)周土壤脫臭法是利用土壤中微生物分解臭氣中的密有計劃、持續地在長(cháng)期運行中對可能導致的臭味化學(xué)成份,達到脫臭目的。屬于生物脫臭法的范疇。來(lái)源通過(guò)清理和清洗或類(lèi)似的方法消除臭味。比如與前幾種方法相比較,不需要加藥等附屬設施,運行及時(shí)清理柵渣、污泥泥餅、沖洗池壁等。④曝:這一管理費用較低,但需有寬闊的場(chǎng)地,定時(shí)進(jìn)行場(chǎng)地修措施是最簡(jiǎn)單的方法。如果處理工藝不需要進(jìn)行厭整,設置散水裝置,以保持較好的運行狀態(tài),并且處氧和缺氧工藝，操作人員向厭氧腐臭的構筑物補充理郊5中國煤化工低。足夠的溶解氧,使得產(chǎn)生硫化氫等臭味氣體的厭氧YHCNMHG反應得到抑制進(jìn)而控制臭味發(fā)生。⑤凈:就是將臭生物脫臭法自1840年由德國科學(xué)家發(fā)明以來(lái)，氣收集進(jìn)行凈化處理,-般可以通過(guò)化學(xué)或生物的經(jīng)不斷開(kāi)發(fā)、 研究,已取得一定的成果。隨著(zhù)人們對方法。下面將要介紹的除臭工藝主要從“凈”方面進(jìn)脫臭必要性的逐步認識，在土壤脫臭法的基礎上,逐行論述。漸研究了新型、高效的生物脫臭技術(shù)。由于多孔材第8期洪.強:生物除臭技術(shù)在污水處理中的應用95質(zhì)生物載體的開(kāi)發(fā),使填充式微生物脫臭法得到廣有-個(gè)適應期。泛應用,該法利用下述原理達到脫臭目的:臭氣中的生物過(guò)濾池工作原理圖見(jiàn)圖1某些成份溶解于水;臭氣中的某些成份能被微生物調濕度.生物過(guò)濾填料吸附;吸附后的臭氣能被微生物分解。附著(zhù)微生物載體的多年研究開(kāi)發(fā),有天然有機廢氣。纖維、硅酸鹽材料、多孔陶瓷制品、發(fā)酵后的谷糠、鼓風(fēng)機可李頭PVA粒子、纖維狀多孔塑料等。這些材料都具有下列特性:表面積較大;能保持較久的水份;壓力損失較小;耐腐蝕性能好;吸附量較大;能保持豐富的微排水補充水布氣道水泵滲水t生物;不會(huì )產(chǎn)生副反應。圖1生物過(guò)濾池工藝流程圖6)燃燒法3.2生物過(guò)濾法影響因素燃燒法有直接燃燒法和觸煤燃燒法。根據臭氣生物過(guò)濾池的工作受以下幾種因素的影響:①的特點(diǎn),當溫度達到648'C,接觸時(shí)間0.3 s以上時(shí)，反應速度:反應速度的快慢取決于氣體成分的濃度臭氣會(huì )直接燃燒.達到脫臭的目的。和性質(zhì),填料上的微生物種類(lèi)、數量和活性,溫度,廢在污水處理廠(chǎng)內，常利用污泥消化后產(chǎn)生的沼氣和填料的濕度,pH值。②停留時(shí)間:停留時(shí)間由氣,使一些強烈的臭氣燃燒,但工程實(shí)例較少。體積流量、自然堆放體積和空池體積決定。③氣味.在以.上這些方法中最為經(jīng)濟有效的是生物脫臭物質(zhì)濃度。法，其原理是氣味物質(zhì)被液相吸收并被微生物氧化，3.3生物過(guò)濾法填料選擇所以該法要求被去除的臭味物質(zhì)有好的水溶性并可生物過(guò)濾池的最主要部分是填料。-種好的填被生物氧化。污水處理廠(chǎng)的生物吸收除臭法主要有料必須滿(mǎn)足:容許生長(cháng)的微生物種類(lèi)多;供微生物生廢氣直接通入曝氣池法、生物過(guò)濾法和生物洗滌法,長(cháng)的表面積大;營(yíng)養成分合理(N、P、K和微量元其中常用的是前兩種。素);吸水性好;自身的氣味少;吸附性好;結構均勻廢氣直接通入曝氣池法是將從格柵間、沉砂池、孔隙率大;腐爛慢(運行時(shí)間長(cháng)、養護周期長(cháng))。濃縮池、污泥脫水機房收集到的廢氣直接通入曝氣單成分填料一般只滿(mǎn)足上述的部分要求,配方池中,有機氣味物質(zhì)在曝氣池中被活性污泥吸收,隨合適的多成分混合物可以較全面地滿(mǎn)足要求。常用后被分解。其主要優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單,費用低，但除臭的填料有:干樹(shù)皮、干草、纖維性泥炭或其混合物。效果較差,存在過(guò)曝氣的可能,曝氣池中污水生化處由于填料本身是有機養分,當過(guò)濾池暫停運行理過(guò)程將受到一定的影響,使得曝氣池成為嚴重的時(shí),微生物可以利用填料的有機成分繼續維持生命氣味擴散源,因此其應用有較大的局限性,所以目前活動(dòng)。過(guò)濾池填料的堆放高度取決于所要求的停留最常用的是生物過(guò)濾法。時(shí)間和表面負荷。工程上填料高度一般為1.0~1.2 m。如果選擇的填料合適,工藝上能做到布氣均3生物過(guò)濾法勻、排除氣流短路的話(huà),最低高度可以為0.5m。經(jīng)3.1生物過(guò)濾法工作原理過(guò)幾年運行后,填料的最終高度約為初始堆放高度生物過(guò)濾是使收集到的廢氣在適宜的條件下通的60%。過(guò)濾池的表面負荷能力可達200 m3/(m2過(guò)長(cháng)滿(mǎn)微生物的固體載體(填料),氣味物質(zhì)先被填●h),- 般選用100 m2/(m2●h)。料吸收,然后被填料上的微生物氧化分解,完成廢氣3.4生物過(guò)濾法工藝條件控制的除臭過(guò)程。整個(gè)處理工藝包括收集和處理。為了避免氣味固體載體上生長(cháng)的微生物承擔了物質(zhì)轉換的任源氣味擴散.擴散源要求封閉,并使它處于負壓狀務(wù),因為微生物生長(cháng)需要足夠的有機養分,所以固體態(tài)。中國煤化工內是否進(jìn)人,按2~8載體必須具有較高的有機成分。要使微生物保持高次MHCNMHG-般不進(jìn)人的地方,空的活性,還必須為之創(chuàng )造一個(gè)良好的生存條件，比氣交換量應為2~3次/h;對于有人進(jìn)入、但工作時(shí)如:適宜的濕度、pH值、氧氣含量、溫度和營(yíng)養成分間不長(cháng)的空間,空氣的交換量為2~3.5次/h;有人等。同時(shí),環(huán)境條件變化會(huì )影響微生物的生長(cháng)繁殖，長(cháng)時(shí)間工作的空間,空氣的交換量為4~8次/h。因此在試運行時(shí)或改變工況時(shí)要考慮生物過(guò)濾池會(huì )在寒冷地區空氣的交換量比較大時(shí)，要考慮防止冬96甘肅科技第22卷天室內結冰問(wèn)題。臭氣濃度:5000mg/l,則該構筑物需收集的臭氣量從氣味源收集到的氣體被送到生物過(guò)濾池處為:理,進(jìn)過(guò)濾池的空氣要求潮濕,相對濕度必須為Q2=401.73X8.5X5=17073.6 m2/h80%~95%，否則填料會(huì )干化.微生物將失活。為了4.2生物過(guò)濾池設計計算防止過(guò)濾池被堵塞,必須在空氣進(jìn)入以前除去其中待處理廢氣的總流量為:的小顆粒,所以空氣進(jìn)入以前要進(jìn)行水洗以提高濕Q=Qr + Q2 = 20009.06m2 /h度,并去除灰塵和分離油分。運行中要調節噴水量，選用鼓風(fēng)機的進(jìn)口流量為2X10*m2/h。鼓風(fēng)維持洗滌器中氣體達到所要求的濕度,用于噴淋的機壓力為收集管網(wǎng)的阻力加濾池阻力,濾池總阻力水可以是自來(lái)水、工業(yè)用水或過(guò)濾池本身的滲水。損失可選用為10kPa。過(guò)濾池表面負荷能力選用200m*/(m2●h)。由此可得過(guò)濾池表面積為:4計算示例A= 20000/200= 100 m2某城市污水處理廠(chǎng)進(jìn)水流量為10X 10'm'/d,濾料的堆放高度定為1.0 m,濾料的需要量為:采用曝氣生物濾池處理污水。根據環(huán)境要求,決定濾料的堆放高度定為1.0m,濾料的需要量為:收集進(jìn)水泵房和格柵間、污泥處理部分等的廢氣,并V=AXH= 100m3用生物過(guò)濾法處理收集到的廢氣。計算完成后,根據上述計算參數選擇生物濾池的4.1廢氣量計算設備型號,并結合污水處理廠(chǎng)的要求作進(jìn)-步的深化①進(jìn)水泵房和格柵間設計,這屬于工程設計的內容,本文不再. - - -敘述。進(jìn)水泵房和格柵間的面積為48.52m2,高度為參考文獻:12.1m,設空氣交換量為5次/h(經(jīng)常有人出入),設[1] 污水處理廠(chǎng)生物除臭方法及工程實(shí)例一張穎、任亮,摘計臭氣濃度:5000mg/l,則該構筑物需收集的臭氣自中國水網(wǎng)量為:[2] 污水處理廠(chǎng)除臭技術(shù)及工程化一 趙麗君等,摘自《中國給排水》(2003. V0119)Q1=48.52X12.10X5 = 2935.46m2/h[3]臭氣控制一陳東旭等.摘自《市政技術(shù)》(2002.4).②污泥處理部分該工程污泥處理部分的臭氣收集包括污泥脫水[4] 生物除臭技術(shù)一 李志強、劉旭宗等,摘自《中國給水排水》(1999年第9期)機房一個(gè)部分，根據計算,機房的總面積為401.[5] 生物除臭在污水處理廠(chǎng)的應用一 陳貽龍、隋軍等,摘自73m2 ,高度為8. 5m,空氣的交換量為5次/h,設計《中國市政工程》第三期----一一一一一一一一一(.上接第6頁(yè))變?yōu)槿w公民的自覺(jué)行動(dòng)。5.3循環(huán)經(jīng)濟試點(diǎn)工作在資源型城市和資源短缺城市推行以資源節[1] 黃晶,周乃君,陸永琪等.環(huán)境與貿易一生態(tài)、經(jīng)濟、體約、高效率為主要內容的循環(huán)經(jīng)濟試點(diǎn)工作.圍繞不制和政策[M].清華大學(xué)出版社北京:1998年2月第1可再生資源如煤炭、有色金屬等礦業(yè)企業(yè)、節水農業(yè)版,30.等重點(diǎn)領(lǐng)域,重點(diǎn)行業(yè),按照有機農業(yè)、生態(tài)農業(yè)和[2] L. Reinders. A normative strategy for sustainable re-source choice and recycling[J ] Resources, Conserva-生態(tài)工業(yè)等企業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)模式和區域模式進(jìn)行重tion and Recyeling 28 (2000) 121 一133.點(diǎn)規劃,樹(shù)立循環(huán)經(jīng)濟的先進(jìn)典型,為加快推動(dòng)循環(huán)[3]廖紅.循環(huán)經(jīng)濟理論:對可持續發(fā)展的環(huán)境管理的新思經(jīng)濟發(fā)展提供示范和借鑒?？糩J]中國發(fā)展,2002,2:24- 30.5.4加強循環(huán)經(jīng)濟理念宣傳,樹(shù)立利用環(huán)境的生產(chǎn)[4] Giuseppe Di Vita. Technological change, growth and和消費觀(guān)ino[1. Fnergv Economics 23 ( 2001) :549鼓勵企業(yè)和個(gè)人轉變觀(guān)念,樹(shù)立可持續的綠色中國煤化工消費觀(guān),優(yōu)先購買(mǎi)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)品,促使企業(yè)采用循環(huán)[5]YHCNMHG證簡(jiǎn)介[M].南京:OFDC.經(jīng)濟技術(shù),發(fā)展循環(huán)生產(chǎn)技術(shù)。引導整個(gè)社會(huì )建立出版社.1999,1-9.有利于節約資源、保護環(huán)境的生活方式和消費方式,[6]綠色工作室編著(zhù).綠色消費[M].民族出版社北京:把節能、節水、節材、節糧、垃圾分類(lèi)回收、減少一次1999年2月第1版,27~30.性產(chǎn)品使用等與發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟密切相關(guān)的活動(dòng)逐步.