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污水厂/堆肥污泥厂废气除臭工艺选择

日期:2019-07-30 11:19浏览次数:10

       除臭工艺选择
       一、各种除臭方法介绍
       废水处理站的恶臭气体主要产生在污水预处理过程以及污泥处理过程。不同的处理设施及过程会产生各种不同浓度的恶臭气体。在污水和污泥处理的过程中,所散发的恶臭污染物是各种污染物的综合体。
       按气体味道,臭味大致可分为:鱼腥臭[胺类CH3NH2,(CH33N],氨臭[氨NH3],腐肉臭[二元胺类NH2(CH2)4NH2],腐蛋臭(硫化氢H2S),腐甘蓝臭[有机硫化物(CH32S],粪臭[甲基吲哚C8H5NHCH3]以及某些生产废水中特殊有机物所具有的特征臭味。
表1 一些物质的特征气味
       恶臭物质种类繁多,来源广泛,对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都可能会造成不同程度的损害。污水厂的除臭技术在国外已经有几十年的运营经验,随着国内经济水平的提高和环保意识的加强,在国内也正开始兴起并呈走向蓬勃的趋势。
       臭气的处理方法有很多,主要分为生物除臭法、吸收吸附法、离子法和燃烧法三大类。
       生物法除臭法原理是利用微生物降解氨、硫化物等恶臭物质,使之成为稳定的氧化产物,从而达到无臭化、无害化的一种工艺方法。这种方法能够将恶臭污染物溶解吸收,同时能结合微生物的降解作用进行处理。被降解的硫化氢等恶臭物质首先溶解于水中,再转移到微生物体内,通过微生物的代谢活动而被降解。单纯的生物法除臭不需要使用药剂;利用微生物分解臭气也不需要太多的外补能量;生物繁殖、排泄维持其自身生存和活力。生物法除臭是近年发展起来的新型除臭技术,它可有效地去除废气中的H2S等臭气物质,去除率高,运转费用低,操作管理简单,是解决恶臭污染进而保护大气环境的适用范围较广的净化技术。
       目前在国际上成熟的生物吸附法为生物过滤法,根据其使用的填料不同又分为松树皮、竹炭(有机填料)生物滤池、无机填料生物滤池和复合型填料生物滤池。
       离子除臭法的原理是使用中频、高压电场,采用分子共振原理,在常温下可将污水中异味的有机碳氢化合物分子、及无机化合物如H2S  NH3电离,变成H+、C4+ 、S4+ 、N3+ 等离子体。H+ 、C4+  、S4+、N3+等离子体进入催化剂反应罐,被氧化成为水和二氧化碳。
       吸附法主要是利用活性炭对臭气成分进行吸附。但是这样的工艺都存在一个缺点,就是一定时间之后,填料会失效,需要定期更换,除了需要填料更换的费用,更换期间臭气问题也是一个问题。当臭气风量小,并且臭气浓度很低的工况下,建议采用这种方法。
       燃烧法由于其投资高、系统复杂,需要热源,因此一般常用于臭气浓度很高的场合。在企业需要一定的锅炉补风,且需要的风量大于臭气风量的情况,可以采用燃烧的方式。但是由于臭气被氧化后具有一定的腐蚀性(如硫化氢燃烧后产生二氧化硫),因此所采用的锅炉和烟道应充分考虑防腐,并需要对二次污染物考虑必要的处置。
       吸收法中主要又分化学洗涤法和生物吸收法,其中化学洗涤法是利用酸、碱与硫化氢等恶臭物质发生化学反应,达到去除异味。处理效果主要取决于酸、碱液的使用量。运行成本较高,该方法在市政污水处理厂内一般不作为首选方法。
       从国外的污水、污泥处理除臭业绩来看,大致可分为以下的几种除臭方法。
生物除臭法-生物法
生物除臭法优缺点
生物除臭法原理
废气除臭方法比较
表2 几种除臭方法的比较
       二、除臭方法工艺选择
       1)生物除臭工艺是一种安全可靠的臭气处理方法,除臭效率大于90%。其原理是臭气通过湿润、多孔和充满活性微生物的滤层,利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能,微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点,将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无机物。
       2)微生物除臭过程分为三步:
              (1)臭气中所含的有机物同水接触并溶解到水中;
              (2)水溶液中的恶臭成分被水体中的微生物吸附、吸收,恶臭成分从水中转移至微生物体内;
              (3)进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解、利用,从而使污染物得以去除。
       3)微生物分解恶臭成分的化学反应式
              a. 硫化氢             H2S+202→H2SO4
              b. 甲硫醇             2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O
              c. 硫化醇             (CH3)2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2O
              d. 二甲二硫         2(CH3)2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2O
              e. 氨                    NH3+2O2→HNO3+H2O
              f. 三甲胺              2(CH3)3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O
       从以上的反应所示,臭气成分会分解成二氧化碳,水和硫酸、硝酸等酸性物质,适当的散水能冲掉这些酸性物质,以保持适当的微生物生长的环境。
       生物除臭是利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能,对臭气进行处理的一种工艺。
       三、生物除臭填料选择
       对生物除臭而言,要确保生物除臭系统稳定、高效运行的一个关键因素就是填料的选择。简单说,需要选择的这种填料在单位的体积内可以生长更多细菌,从而可以提高系统的处理能力,并在保证处理效果的前提下可以有效的缩小设施的体积。鉴于除臭微生物的生长特性,对填料的性能要求相对较高。
       具体而言,作为生物除臭的填料,有以下几个方面作为先决条件:
       (1)比表面积大:填料一般选用比表面积大、开孔孔隙率高的多孔惰性填料,这种填料有利于微生物的接触挂膜和生长,保持较多的微生物量;有利于微生物新陈代谢过程中所需氧化和营养物以及代谢产生的废物的传质过程;
       (2)表面电性和亲水性:微生物一般带有负电荷,而且亲水,因此填料表面带有正电荷有利于微生物的固着生长,填料表面的亲水性同样有利于微生物的附着。并且亲水的表面导致填料具有较好的持水性,可以使系统间歇喷水从而节省风机的功率。
       (3)机械强度高:一般来说,生物填料必须具有在不同强度的水力剪切作用以及填料之间摩擦碰撞过程中破损率低的机械强度要求。较好的硬度能使填料在使用多年之后仍保持其原有的大小和形状;
       (4)耐腐蚀性强:由于臭气本身具有一定的腐蚀性,因此填料必须具有较高的耐腐蚀性,才能在多年使用之后不减少、不塌堆、不变形。
       (5)孔隙率及表面粗糙度:要求填料具有一定的孔隙率及粗糙度,有利于微生物的附着、生长;
       (6)生物、化学稳定性好:除臭微生物在新陈代谢过程中会产生多种代谢产物,大多代谢产物会对填料产生腐蚀作用,因此生物填料必须有一定的化学稳定性和抗腐蚀性,同时需参与生物膜的化学反应,且其本身是不可降解的。