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建筑工程項(xiàng)目管理軟件

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污水處理廠除臭技術(shù)和工程化研究

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1 概述

  城市污水處理廠污水污泥處理過程中,必然會(huì)產(chǎn)生大量的惡臭氣體—異味,這些臭味主要是由有機(jī)物腐敗產(chǎn)生的氣體造成。臭味大致有魚腥臭[胺類CH3NH2,(CH33N],氨臭[氨NH3],腐肉臭[二元胺類NH2(CH2)4NH2],腐蛋臭(硫化氫H2S),腐甘藍(lán)臭[有機(jī)硫化物(CH32S],糞臭[甲基吲哚C8H5NHCH3]以及某些生產(chǎn)廢水的特殊臭味。臭味給人以感官不悅,甚至?xí)<叭梭w生理健康,諸如呼吸困難、倒胃、胸悶、嘔吐等。隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的提高和日益增強(qiáng)的公眾環(huán)境意識(shí),城市污水處理廠在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的臭氣問題,已經(jīng)引起社會(huì)越來越多的關(guān)注。為了防止和消除城市污水處理廠臭味對(duì)周圍環(huán)境及居民生活的影響,一些發(fā)達(dá)國家先后制定和逐步完善了一些有關(guān)的具體規(guī)定。目前我國興建的城市污水處理廠大多在大、中城市和旅游景點(diǎn)城鎮(zhèn),有的很難避開居民區(qū)、交通要道或村落,因此污水處理廠脫臭問題不可避免地提到議事日程上來,有的已達(dá)到急迫需要得到解決的地步。今后我國環(huán)境部門將要對(duì)污水處理廠提出臭氣控制指標(biāo)。

  2 脫臭技術(shù)及設(shè)計(jì)

  污水處理廠臭味的處理方法有很多,如直接焚燒法、催化劑氧化法、酸堿洗凈法、臭氣氧化法、化學(xué)吸附法、活性碳物理吸附法、生物脫臭法、土壤脫臭法等,但經(jīng)濟(jì)實(shí)用的還屬生物除臭技術(shù)。當(dāng)采用排風(fēng)換氣時(shí)脫臭時(shí),污水處理廠處理構(gòu)筑物通氣量可參考表2數(shù)值。本文將對(duì)土壤法、生物法、離子法簡單論述。

表1 臭氣濃度控制參考值    

 

號(hào) 控制項(xiàng)目 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 1 氨 1.5 4.0 2 硫化氫 .06 .32 3 甲硫醇 .007 .02 4 甲硫醚 .07 .55 5 臭氣濃度(倍數(shù)) 20 60 6 甲烷氣(廠區(qū)最高濃度) 5 5 7 氯氣 .4 .6

 

表2 污水處理廠構(gòu)筑物脫臭通量

設(shè)施名稱 通風(fēng)量 備注 沉 沙 池 二層蓋板作業(yè)空間 3~5次/小時(shí)     非作業(yè)空間 1~3次/小時(shí)     廠房式蓋板作業(yè)空間 5~10次/小時(shí) 在漏斗上加蓋辦事為3~5次/小時(shí) 泵房 3~5次/小時(shí)或根據(jù)發(fā)熱量計(jì)算 考慮內(nèi)燃機(jī)用氣 鼓風(fēng)機(jī)房 3~5次/小時(shí)或根據(jù)發(fā)熱量計(jì)算     電氣室 根據(jù)發(fā)熱量計(jì)算     發(fā)電機(jī)房 3~5次/小時(shí) 考慮內(nèi)燃機(jī)用氣 初 沉 池 二層蓋板作業(yè)空間 3~5次/小時(shí)     非作業(yè)空間 1~3次/小時(shí)     廠房式蓋板作業(yè)空間 5~10次/小時(shí)     曝 氣 池 二層蓋板作業(yè)空間 3~5次/小時(shí)     非作業(yè)空間 1.2×曝氣空氣量     廠房式蓋板作業(yè)空間 3~5次/小時(shí)     加氯機(jī)房 5~7次/小時(shí)     污泥濃縮池 二層蓋板作業(yè)空間 3~5次/小時(shí)+1.5×曝氣空氣量     非作業(yè)空間 1~3次/小時(shí)     廠房式蓋板作業(yè)空間 5~10次/小時(shí)     污泥濃縮機(jī)房 3~10次/小時(shí) 熱處理時(shí)采用其他方法 一般機(jī)械室 3~5次/小時(shí)     管廊 3~5次/小時(shí)    

  2.1 土壤脫臭技術(shù)

  2.1.1土壤脫臭原理及特點(diǎn)

  土壤脫臭機(jī)理主要可分為物理吸附和生物分解兩類,惡臭氣體-如胺類、硫化氫、低級(jí)脂肪酸等水溶性臭氣類,被土壤中的水分吸收去除,而非溶性臭氣則被土壤表面物理吸附繼而被土壤中微生物分解。土壤脫臭法特點(diǎn):① 維護(hù)管理費(fèi)用低,效果與活性炭脫臭同等,② 處理1㎡的臭氣需2.5~3.3 ㎡土地;③ 但不適于降暴雨、下大雪地區(qū);對(duì)于高溫、高濕和水分、塵土、微塵等氣體須予處理。

  2.1.2 土壤和參數(shù)

  設(shè)計(jì)土壤脫臭時(shí)選擇的土壤指標(biāo)應(yīng)是:腐殖土為好,亞粘土等紅土需摻入雞糞、垃圾和污泥肥料進(jìn)行改良后使用;礦質(zhì)土和粘土不宜。土壤水分40~70%為宜。過于干燥的土壤需裝設(shè)水噴淋器。種植草坪土壤表面保持傾斜,作為防降暴雨的措施。

  日本經(jīng)驗(yàn)得出:

  臭氣通過土壤中速度:2mm ~17mm/s;

  設(shè)計(jì)一般選為5mm/s;

  有效土壤厚度為50 cm;

  臭氣與土壤接觸時(shí)間為1分40秒;

  臭氣通過活性炭速度:30cm~40cm/s;

  有效厚度為40cm;

  臭氣與活性碳接觸時(shí)間為1秒。

  2.1.3 工程范例

  (1)日本某處土壤脫臭床

  臭氣風(fēng)量:600m3/min

  臭氣與土壤接觸時(shí)間:2.7m3/㎡min

  需土壤面積:1580㎡

 ?。?)我國某處污泥脫水機(jī)房土壤脫臭床

  脫水機(jī)房容積:V=450m3

  設(shè)換氣周期:每小時(shí)3次(20min)

  換臭氣量:22.5m3/min(450m3/20min)

  脫臭負(fù)荷:設(shè)2.7m3(臭氣)/㎡(土)min

  需土壤面積(計(jì)算值):8.3㎡

  (設(shè)計(jì)值):25㎡

  結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(自土壤表層向下)   

數(shù) 結(jié)構(gòu) 參數(shù) 1 土壤植被 2%坡度 2 三維土工網(wǎng)墊 有效厚度>50cm 3 腐殖土 300 g/m2 4 土工布 1層 5 礫石層 中設(shè)臭氣輸入穿孔管,萬包200 g/m土工布 6 土工膜 1層 7 基土 原土層

 

  2.2 填料塔式生物活性炭吸附脫臭裝置

  2.2.1工作原理和填料

 ?。?)生物脫臭原理

  生物脫臭是在適宜條件下,利用載體填料比表面積上微生物的作用脫臭。臭氣物質(zhì)先被填料吸收,然后被填料上附著的微生物氧化分解,從而完成臭氣的除臭過程。為了使微生物保持高的活性,必須為之創(chuàng)造一個(gè)良好的生存環(huán)境,比如:適宜的濕度、pH值、氧氣含量、溫度和營養(yǎng)成分等。實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求,載體填料相對(duì)濕度保持在80~95%,所以經(jīng)常采用噴淋原污水或初沉池出水以提供水分和營養(yǎng)源。

 ?。?)填料選擇

  生物脫臭塔最主要部分是填料。一種好的載體填料必須滿足:容許生長的微生物種類豐富;為微生物提供棲息生長大的比表面積;營養(yǎng)成分合理(N、P、K和微量元素);有好的吸水性;自身無異味;吸附性好;結(jié)構(gòu)均勻孔隙率大;材料易得且價(jià)格便宜;耐老化;運(yùn)行、養(yǎng)護(hù)簡單。常用的填料有:塑料、半軟性塑料、干樹皮、干草、纖維性泥炭或其混合物。

  脫臭塔填料的堆放高度取決于所要求的停留時(shí)間和表面負(fù)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?xì)饩鶆颉⑴懦龤饬鞫搪返脑?,最低高度可以?.5 m。

  2.2.2 活性碳吸附脫臭

  原理:使惡臭物質(zhì)通過活性碳層,利用物理吸附去除;

  適用物質(zhì):硫化氫和硫醇(氨和胺)。

  2.2.3脫臭工藝流程及脫臭裝置

  臭氣 → 空氣凈化器 → 風(fēng)機(jī) → 生物脫臭裝置 → 活性炭脫裝置 →排放

  日本某公司生產(chǎn)的生物活性炭脫臭裝置規(guī)格和性能見表3所示:

表3 生物活性炭脫臭裝置規(guī)格和性能   

 

名稱

處理臭氣量(m3/h)

20~40

30~60

50~100

填料塔生物脫臭裝置

塔徑(mm)

外形尺寸(mm)

填料容積(m3)

填料高度(mm)

鋼板厚(mm)

凈重(kg)

1800

1800×5400

8

3500

6

2700

2000

2000×6000

12

4000

6

3200

2500

25000×6000

20

4000

6

4400

活性炭吸附脫臭裝置

塔徑(mm)

外形尺寸(mm)

填料容積(m3)

填料高度(mm)

鋼板厚(mm)

凈重(kg)

1100

1100×4300

2.64

2400

5

1270

1400

1400×5000

5.1

3200

5

1740

2000

2000×5500

11.2

4000

6

3000

鼓風(fēng)機(jī)

型號(hào)

風(fēng)量(m3/min)

靜壓力(mm水柱)

電動(dòng)機(jī)型號(hào)

電動(dòng)機(jī)功率(kw)

D3×28-20/2000

20

2000

JO271-6

12

D36×28-30/2000

30

2000

JO271-4

22

D36×28-30/2000

60

2000

JO271-6

40

污水泵

型號(hào)

流量(m3/h)

楊程(m)

配電動(dòng)機(jī)功率(kw)

21/2PW

36-72

11.0-8.5

5.5

21/2PW

36-72

11.0-8.5

5.5

21/2PW

36-72

11.0-8.5

5.5

 

  2.3 高能離子脫臭技術(shù)

  2.3.1 技術(shù)簡介及工作原理

  高能離子凈化系統(tǒng)是瑞典的高新技術(shù),它能有效地清除空氣中的細(xì)菌、可吸入顆粒物、硫化合物等有害物質(zhì)。使人的嗅覺感受到模擬自然的清新空氣。它的核心裝置是BENTAX離子空氣凈化系統(tǒng),其工作原理是置于室內(nèi)的離子發(fā)生裝置發(fā)射出高能正、負(fù)離子,它可以與室內(nèi)空氣當(dāng)中的有機(jī)揮發(fā)性氣體分子(VOC)接觸,打開VOC分子化學(xué)鍵,分解成二氧化碳和水;對(duì)硫化氫、氨同樣具有分解作用;離子發(fā)生裝置發(fā)射離子與空氣中塵埃粒子及固體顆粒碰撞,使顆粒荷電產(chǎn)生聚合作用,形成較大顆??孔陨碇亓Τ两迪聛?,達(dá)到凈化目的;發(fā)射離子還可以與室內(nèi)靜電、異味等相互發(fā)生作用,同時(shí)有效地破壞空氣中細(xì)菌生存的環(huán)境,降低室內(nèi)細(xì)菌濃度,并將其完全消除。最終的效果是使室內(nèi)空氣變得象雨后森林般的純凈。

  高能離子凈化系統(tǒng)在歐洲諸國應(yīng)用于醫(yī)院、辦公樓、公眾大廳等,以空氣凈化以致達(dá)到模擬自然森林空氣清新的效果。近些年逐步開發(fā)應(yīng)用于污水處理廠和污水提升泵房的脫臭方面,法國、英國、蘇格蘭、瑞典等國的應(yīng)用實(shí)例很多。

  2.3.2 天津市某污水廠試驗(yàn)效果

  (1)試驗(yàn)場地

  脫臭中試場地選擇在天津市某污水處理廠污泥處置實(shí)驗(yàn)室內(nèi),臭源是脫水污泥處置過程中產(chǎn)生的臭氣。

  (2)試驗(yàn)條件:

 ?、傥勰嘀性噷?shí)驗(yàn)室

  總?cè)莘e:30m3 (3×4×2.5m3) ;

  污泥發(fā)酵倉直徑φ600mm,長3m;

  臭氣測試點(diǎn)與發(fā)酵倉的水平距離為1m;

  高能離子凈化系統(tǒng)主機(jī)及通風(fēng)系統(tǒng)置于室內(nèi)。

  ②臭氣源

  260kg脫水污泥投入到回轉(zhuǎn)式污泥發(fā)酵倉中;

  為了加強(qiáng)臭氣強(qiáng)度,污泥采用了太陽能加熱。

  ③高能離子凈化系統(tǒng)

  離子機(jī)規(guī)格型號(hào):2—E—S氣流:0.42m3/s

  空氣處理量:1500m3/h 功率:22w

  為離子發(fā)射系統(tǒng)配套的通風(fēng)系統(tǒng);

 ?、?測試項(xiàng)目

  負(fù)離子濃度;VOC(有機(jī)污染)氣體總量;

  H2S、O2、CO、CH4濃度。

 ?、?試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及評(píng)價(jià)

  9小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,臭源VOC濃度周期性變化從25~100ppm,室內(nèi)則從15~16.7ppm逐漸衰減到0~1ppm;室內(nèi)測點(diǎn)離子濃度始終保持在160~170Ions/cm3;H2S氣體濃度也保持為0.

  試驗(yàn)結(jié)果變化曲線見圖1及2.

 ?、?試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)

  A試驗(yàn)所采用的VOC測定儀,離子檢測計(jì)和有毒有害氣體測定儀都是先進(jìn)的便攜式儀器,靈敏度很高,能保證數(shù)據(jù)的可靠性;

  B試運(yùn)行是污泥發(fā)酵倉及太陽能加熱后的污泥臭氣,臭氣強(qiáng)度高,通過BENTAX離子空氣凈化系統(tǒng)凈化,僅1小時(shí)后,VOC濃度降低至零,離子濃度升高,H2S氣體由4.0ppm減小到0,人員嗅覺感覺臭味明顯下降。負(fù)載試驗(yàn)是在脫水污泥處置臭源條件下進(jìn)行的,臭源VOC濃度從25~100ppm,室內(nèi)測點(diǎn)則從15~16.7ppm逐漸衰減到0~1ppm;離子濃度始終保持在160~170 Ions/cm3;H2S氣體濃度也保持為0。

  技術(shù)結(jié)論意見為:通過利用高能離子除臭,在上述試驗(yàn)條件下,除臭效果技術(shù)上是可行的。

  C 經(jīng)濟(jì)分析

  在本實(shí)驗(yàn)條件下,高能離子凈化系統(tǒng)對(duì)污水廠脫水污泥臭氣的凈化效果較顯著,運(yùn)行成本分析如下:

  24小時(shí)運(yùn)行耗電量僅為0.53kwh;

  單位空間耗電量為0.018 kwh/m3.d;

  按每度電0.45元計(jì)算

  凈化1立方米臭氣的成本約為0.0081元/m3.d;

  污泥脫水車間以1000 m3為計(jì);

  則運(yùn)行成本直接耗電費(fèi)用為8.1元/d。

發(fā)布:2007-07-29 12:43    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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