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淺談污水廠惡臭氣體治理

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摘 要:文章介紹了污水廠臭氣成分、來源以及危害,并針對性的提出了一些常用除臭方案和生物過濾除臭方法。 

關(guān)鍵詞:臭氣來源;臭氧氧化;生物過濾  0前言  隨著我國由農(nóng)村向城市化的轉(zhuǎn)變,絕大部分人們生活的環(huán)境中充滿了惡臭氣體,而這些臭氣大部分來源于生活污水,城市生活污水處理是當(dāng)前和今后城市節(jié)水和城市水環(huán)境保護(hù)工作的重中之重,這就要求我們要把處理生活污水設(shè)施的建設(shè)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要內(nèi)容來抓,而且是急不可待的事情。所以對于污水廠臭氣的處理不僅是保證健康城市生活的需要,同時也是美化城市的保障。  1污水廠惡臭成分、來源及危害  1.1 污水廠臭氣成分  在污水處理廠臭氣的成分是多種多樣,一般主要由碳、硫、氮等元素組成。按氣體的化學(xué)組分不同,將其分為:(1)含硫的化合物,如h2s、硫醇、硫醚類;(2)含氮的化合物,如氨、胺類、酰胺、吲哚等;(3)鹵素及衍生物,如鹵代烴等;(4)烴類,如烷烴、烯烴、炔烴以及芳香烴等;(5)含氧的有機(jī)物,如醇、酚、醛、酮、有機(jī)酸等。除h2s 和nh3 外,惡臭物質(zhì)大多是有機(jī)物。污水處理廠幾種主要惡臭物質(zhì)成分,詳見表1。  表1 主要臭氣成分  臭氣成分 典型分子式 臭氣特性  胺類 ch3nh2(ch3)3n 魚腥味  氨 nh3 氨味  二胺 nh2(ch2)4nh2(ch2)5nh2 腐肉味  硫化氫 h2s 臭雞蛋味  硫醇 ch3shch3ssch3 爛洋蔥味  糞臭素 ch8nhch3 糞便味  1.2 污水廠臭氣來源  城市污水處理廠的惡臭成分通常是在厭氧條件下形成的,主要來自污水物理機(jī)械、生物和污泥處理單元。在物理機(jī)械處理單元,污水經(jīng)過長距離的管網(wǎng)輸送,進(jìn)入泵站、粗格柵、細(xì)格柵、沉砂池等構(gòu)筑物時,由于水流劇烈湍動或靜預(yù)曝氣,在管網(wǎng)中形成的h2s、nh3 等惡臭氣體散逸到大氣中,成為惡臭源。在污泥處理單元,由于污泥中污染物濃度大,污泥中的大量好氧物質(zhì)可使其變成厭氧狀態(tài),由此發(fā)出較強(qiáng)的氣味,是污水處理廠中強(qiáng)度最大的惡臭源。  1.3 惡臭危害  惡臭物質(zhì)分布廣,影響大,除了刺激人的嗅覺器官使人覺得不舒服外,還對人的呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和精神系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響,高濃度下還會導(dǎo)致急性中毒甚至死亡。  2除臭常用工藝方法  除臭方法是一個發(fā)展的過程, 最初時是采用水洗法,后來逐步發(fā)展到微生物脫臭法,其處理效果較好。除臭常用的方法有水洗法、活性炭吸附法、催化型活性炭法、臭氧氧化法、燃燒法、純天然植物提取液噴灑技術(shù)等。  2.1 水清洗和化學(xué)除臭法  臭氣中的某些物質(zhì)具有能溶于水的特性,水清洗是利用這種特性, 臭氣中的硫化氫、氨氣等氣體和水充分接觸、溶解,最終臭味得到有效的去除。相對于活性炭吸附法,化學(xué)除臭法具有附屬設(shè)備多、運行費用較高、運行管理不方便和某些不與化學(xué)藥劑反應(yīng)的臭氣成分較難去除、效率偏低等缺點。  2.2 活性炭吸附法  活性炭可以吸附臭氣中致臭的物質(zhì),活性炭吸附除臭法就是基于該特性,利用活性炭的強(qiáng)有力的吸附能力以達(dá)到去除臭味的目的?;钚蕴课椒ň哂休^高的除臭效率,但活性炭吸附容量固定,活性炭吸附一定量時會達(dá)到飽和,活性炭必須再生或者更換,所以運行成本相對比較高。這種方法常用于低濃度臭氣和脫臭的后處理。  2.3 催化型活性炭法  傳統(tǒng)的活性炭吸附法存在著活性炭再生費用高、更換活性炭操作麻煩等缺點。為了改善這些缺點,卡爾岡炭素公司在1994 年開發(fā)了一種可靠的催化活性炭除臭技術(shù)。催化型活性炭只對h2s 及含硫有機(jī)臭味氣體去除率高,對污水廠產(chǎn)生的其它臭味物質(zhì)去除率不是很高,因此此方法較適宜用在污水泵站除臭。  2.4 臭氧氧化法  臭氧具有強(qiáng)氧化性,能夠氧化臭氣中的化學(xué)成份而使其分解,最終達(dá)到脫臭的目的。剩余的臭氣再使用臭氧氧化法得到去除,藥液清洗法與臭氧氧化法相結(jié)合使用,比較經(jīng)濟(jì),效率也比較高。  臭氧對臭味物質(zhì)氧化分解反應(yīng)式如下:  r3h→r3n-o+o2  h2s+o3→s+h2o+o2(主反應(yīng))→so2+h2o(副反應(yīng))  ch3sh+o3→[ch3-s-s-ch3]→ch3-so3h+o2  2.5 燃燒法  燃燒法可以分為直接燃燒法和觸煤燃燒法。原理是根據(jù)臭味物質(zhì)的特點, 臭氣會在溫度達(dá)到648℃、接觸時間0.3s以上直接燃燒,最終臭味得到去除。  2.6 純天然植物提取液噴灑技術(shù)  純天然植物提取液經(jīng)過霧化設(shè)備后噴灑形成小霧粒,小霧粒具有很大比表面積,能夠吸附臭氣中的致臭物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)或催化與空氣中的氧氣反應(yīng),最終氧化成無味、無二次污染的產(chǎn)物。  3生物過濾法除臭  3.1 生物過濾除臭原理  ottengraf 等提出了生物膜理論,并建立了如圖1 所示的理論模型來描述低濃度有機(jī)廢氣的凈化過程。孫石等較早地在國內(nèi)介紹了ottengraf 模型,并認(rèn)為惡臭氣體在生物濾池中的吸附凈化一般要經(jīng)歷以下幾個步驟:(1)廢氣中的有機(jī)污染物首先同水接觸并溶解(或混合)于水中,即由氣膜擴(kuò)散進(jìn)入液膜;(2)溶解(或混合)于液膜中的有機(jī)污染物在濃度差的推動下進(jìn)一步擴(kuò)散到生物膜內(nèi),進(jìn)而被其中的微生物捕獲并吸收;(3)進(jìn)入微生物體內(nèi)的有機(jī)污染物在其自身的代謝過程中作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)被分解,最終轉(zhuǎn)化為無害的化合物。在次凈化過程中,總吸收速率主要取決于氣、液兩相中的有機(jī)污染物擴(kuò)散速率(氣膜擴(kuò)散、液膜擴(kuò)散)和生化反應(yīng)速率。  3.2 生物過濾除臭工藝流程  生物除臭濾池由臭氣收集系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、生物填料系統(tǒng)、水源輸送、濾液排放等幾個部分構(gòu)成。其工藝流程圖如圖2所示。  圖1 ottengraf 模型  圖2 生物過濾除臭示意圖  3.3 生物過濾法影響因素  生物過濾池的去除效率受以下幾種因素的影響:(1)反應(yīng)速度,反應(yīng)速度的快慢取決于氣體成分的濃度和性質(zhì),填料上的微生物種類、數(shù)量和活性,溫度,廢氣和填料的濕度,ph等;(2)停留時間,停留時間由氣體流量、填料堆放體積和空池體積決定;(3)氣味物質(zhì)濃度。  3.4 生物濾池設(shè)計及運行參數(shù)  設(shè)計參數(shù)確定:為了保證設(shè)備的正常運行和惡臭物質(zhì)的高效去除率,工藝參數(shù)的選擇和確定是極為重要的。生物濾池用于脫臭時的主要設(shè)計參數(shù)如表2 所示。  表2 主要工藝參數(shù)  參數(shù) 設(shè)計運行  范圍 參數(shù) 設(shè)計運行  范圍  風(fēng)管風(fēng)速/(m•s-1) ≤12 表面負(fù)荷/(m3•m-2•h-1) 50~200  停留時間/s 15~100 有機(jī)負(fù)荷(gm-3•h-1) 10~160  壓力損失/pa 70~120 臭氣濕度/% ≥90  填料高度/m 0.5~1.5 去除率/% 95~99  溫度/℃ 10~35 ph 6~9  (2)填料選擇:生物濾池最主要部分是填料,微生物在惡臭氣體處理實際工程中應(yīng)用效果的優(yōu)劣,與所用的填料有密切的關(guān)系,不同的填料具有不同的特性,適用于不同的場合。無機(jī)填料主要有沙子、碳酸鹽類、各種玻璃材料、沸石類、陶瓷、活性炭等,有機(jī)填料多為土壤、堆肥、碎木屑、樹皮、樹葉、聚丙烯小球、塑料環(huán)等。  若選擇填料不合理,不僅不能達(dá)到既定的使用目標(biāo),甚至可使整個生物處理過程失敗。因而,合理選擇填料并將其合理利用是至關(guān)重要的。選擇填料有以下要求:①有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及耐腐蝕性;②較大的比表面積,可給微生物提供充分的附  著及與污染氣體接觸的面積;③有較好的表面性質(zhì),要有親水性,便于微生物和水的附著;④有足夠的空隙率供微生物生長,確保供氧充足;⑤無毒,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。  (3)惡臭氣體排放量:污水廠臭氣量的計算有幾種方法,應(yīng)用較多的是根據(jù)臭氣空間容積乘以換氣次數(shù)確定,換氣次數(shù)根據(jù)室內(nèi)是否進(jìn)人,取2~8 次/ h,不進(jìn)人或一般不進(jìn)人的地方,換氣次數(shù)約為2~3 次/h,對于有人進(jìn)入,但工作時間不長的,換氣次數(shù)約為2~4 次/h,有人長時間工作的空間,換氣次數(shù)為4~8 次/h。  (4)溫度:生物濾池的操作溫度為25~35 ℃,微生物生長的最佳溫度為25~35℃,因此,生物濾池溫度盡力保持25~35 ℃。  (5)濕度:水分不僅是微生物生命活動的必要成分,而且也是吸收廢氣進(jìn)而被微生物利用的溶劑,因此要求臭氣有一定的濕度,臭氣進(jìn)入生物氧化區(qū)前相對濕度須達(dá)到90 %以上。  (6)ph:生物濾池中的大部分微生物在接近中性的環(huán)境下生物活性高,惡臭的去除效率也高。必要時需向填料上添加緩沖劑以調(diào)整ph 在6~8 范圍內(nèi)。  (7)營養(yǎng)成分:微生物新陳代謝過程中除了碳元素外還需要氮、磷、鉀和痕量元素。當(dāng)惡臭氣體不能提供足夠的養(yǎng)分時還需要投加營養(yǎng)成分來滿足微生物的生長。  4結(jié)語  綜上所述,嚴(yán)格執(zhí)行惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)對惡臭的監(jiān)測與治理,是污水處理廠今后的發(fā)展要求。都必須由專業(yè)人員對整個項目的惡臭來源、特性和現(xiàn)場的具體情況作全面、科學(xué)的調(diào)查、研究和分析,才能作出科學(xué)、合理的決策。  參考文獻(xiàn)  [1] 王愛杰,徐瀟文,任南琪等.污水廠臭氣生物處理技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[j].中國沼氣,2005,25(3):15- 19.  [2] 魏明蓉,張華,陸燕勤.污水廠惡臭氣體治理技術(shù)概述.廣西輕工業(yè),2010.  [3] 聶福勝. 污水行業(yè)除臭技術(shù)及其應(yīng)用[j].環(huán)境工程, 2003,21(2):70 -71.  注:文章內(nèi)所有公式及圖表請用pdf形式查看。
發(fā)布:2007-07-30 09:32    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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