一種新型的組合式生物除臭方法
1.概述
污水處理設(shè)施經(jīng)常排放出含有惡臭污染物的有害，已經(jīng)成為較大的惡臭污染源，其中污水處理廠提升泵站也是產(chǎn)生惡臭的主要場所之一。在污水提升輸送過程中產(chǎn)生大量的惡臭氣體及有毒有害氣體，主要含有硫化氫、氨、甲烷、揮發(fā)性脂肪酸(VAFS)等惡臭成分，成為一種公害。隨著國家各項環(huán)保法規(guī)的完善和落實，惡臭污染物的排放開始受到嚴格的限制，目前污水處理廠及站除臭已經(jīng)逐漸受到人們的重視。通途路泵站地處寧波市江東區(qū)通途路院士路交匯路口，是寧波市污水處理系統(tǒng)中不可缺少的一部分。通途路泵站主要是將污水和寧波楓林開發(fā)有限的垃圾滲濾液輸送到寧波市江東北區(qū)污水處理廠。在污水提升過程中產(chǎn)生的惡臭氣體嚴重影響了寧波市的外部形象，危害了泵站操作人員和周圍群眾的身心；谏鲜鲈颍ㄍ韭繁谜镜母脑旃こ虩o論是從環(huán)保的角度還是關(guān)系到對外形象，改善投資環(huán)境，適應(yīng)社會發(fā)展，都顯得極為重要。
2.生物處理工藝選擇
隨著寧波環(huán)保模范的創(chuàng)立及市民對環(huán)境需求的不斷提高，環(huán)保工作的要求也越來越高，相應(yīng)的在環(huán)保處理工藝上越來越先進、高效。在空氣凈化方面，目前的在和工藝多種多樣。生物除臭法是近年來應(yīng)用最廣泛的工藝之一，其中典型的處理工藝包括生物滴濾床(池)、生物濾池、生物洗滌塔等。生物滴濾床(池)是一種高效的凈化裝置，它用惰性填料作為填料，在運行前期馴化、篩選一定量的微生物菌種在填料表面生長繁殖并形成生物膜，循環(huán)液從上方噴淋而下，給生物膜提供營養(yǎng)，同時還起到調(diào)節(jié)pH的作用，惡臭氣體被輸送到生物膜界面后，被吸收進入生物膜內(nèi)，一部分作為微生物的營養(yǎng)源和，另一部分被氧化分解成二氧化碳和水等簡單物質(zhì)。(生物滴濾床(池)處理工藝流程如下圖)
生物滴濾床(池)因為其具有環(huán)境條件易于控制，毒性新陳代謝物質(zhì)經(jīng)營養(yǎng)液循環(huán)流動可以及時排出，具有更低的壓降、pH值和營養(yǎng)控制及低運營成本等優(yōu)點，因此在本次除臭技術(shù)選擇時考慮采用高效率的生物滴濾床(池)裝置。
3.組合式生物除臭工藝機理簡介：
組合式除臭技術(shù)是一種將生物滴濾床法和生物濾池法的優(yōu)點充分、合理的結(jié)合的生物除臭工藝。其特征是：設(shè)置二級裝有生物填料層的濾室，前一級濾室的出氣口與后一級濾室的進氣口相通，至少有一級濾室中設(shè)有噴淋裝置，噴淋裝置與設(shè)于濾室下方的循環(huán)液箱組成循環(huán)回路。兩級濾室所配的填料不同，在一級濾室采用惰性填料，該填料具有表面積大，孔隙率高，質(zhì)量輕，風(fēng)阻小、不堵塞、菌種易附著等優(yōu)點，在二級濾室中采用特殊天然有機填料，該天然自帶微生物菌，無需加入其他營養(yǎng)物質(zhì)，能高效的氧化降解惡臭氣體中惡臭成分，兩種填料的混和配比，使得生物濾層具有一定的填料一定的強度且受壓不變形，有著較好的通氣能力和適度的持水能力，且具有緩沖性，構(gòu)成了適合各種微生物生長的良好環(huán)境，建立了一個多模塊、多單元的組合式生物處理系統(tǒng)(包括生物處理單元，布水、布氣單元，自動控制單元、濾體單元等)具有良好的除臭效果。
生物降解H2S的過程可以歸納為以下幾個步驟進行：
(1)H2S氣體與水接觸，溶于水，由氣相轉(zhuǎn)移至液相，此階段反應(yīng)遵循亨利定律。
(2)溶于水的H2S被微生物吸附或吸收在生物體內(nèi)，當(dāng)溶液流經(jīng)填料表面時，溶解在水中的H2S被棲息在填料上的生物所吸附，由液相轉(zhuǎn)移到生物相，此階段遵循一般生物化學(xué)反應(yīng)。
(3)H2S被微生物氧化分解，在轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生能量，為微生物的生長與繁殖提供了，使H2S轉(zhuǎn)化持續(xù)進行。其中，H2S部分轉(zhuǎn)化成為硫磺顆粒，另一部分轉(zhuǎn)化為硫酸鹽溶解于噴淋水中，此過程遵循能量守恒定律。
上述第一步中，H2S溶于水，H2S在水中的溶解遵循亨利定律。當(dāng)氣相壓力大時，H2S的溶解度增大，溫度升高時，溶解度減小。
同時溶于水的H2S發(fā)生電離，存在下列離解平衡：
H2S=HS-+H+ k=5.7×10-8 (1.1)
HS-=H++S2- k=1.2×10-15 (1.2)
在水溶液中，H2S、HS-、S2-的含量與溶液的pH值、氣體溫度、壓力等有關(guān)。在生物器中，水沿著被生物膜包裹著的填料自上而下流動，含H2S氣體自下而上流動。在反應(yīng)器內(nèi)氣液接觸，使H2S盡可能多的溶于水中。
在第二步中，水中溶解的H2S、HS-等離子逆水流方向，從下向上流動。在濾床內(nèi)被微生物吸附，從而從液相中被除去。這一步是由于生物膜表面附著水，即依靠液膜傳遞來完成的。生物膜具有很強的吸附能力，表面總有一層附著水，附著水中的H2S被生物膜吸附、吸收，使水中的H2S濃度減低，同時流動水中的H2S又不斷地向水膜傳遞，而水相中的H2S減少，又使氣相中的H2S不斷溶解。
在第三步中，被微生物吸附的H2S被生物氧化分解。
4.除臭系統(tǒng)設(shè)計
本著“安全生產(chǎn)、以人為本”的原則，為了徹底消除有毒有害氣體對環(huán)境造成污染和對人身造成傷害等這個安全隱患，我們泵站運營分對通途路泵站實施了惡臭氣體生物除臭改造工程。
生物除臭改造工程一共分為五個部分：生物除臭系統(tǒng)、有毒有害氣體報警系統(tǒng)、超聲波液位報警系統(tǒng)、螺旋輸送系統(tǒng)和機械通風(fēng)系統(tǒng)。
4.1.處理風(fēng)量
惡臭源主要有：進水閥門井、格柵房：換氣次數(shù)為無人操作場所4次，有人操作場所12次。總除臭氣量：6000 m3/h。
4.2.氣體收集系統(tǒng)
在集水井收集密封時加設(shè)陽光玻璃板結(jié)構(gòu)，由于進水井設(shè)有螺旋輸送機，收集罩采用活動板，方便工人進出、運輸殘渣。由于進水井下部設(shè)有操作臺，為保證操作人員及維修工人的人身安全。因此在設(shè)計時配置機械通風(fēng)裝置，風(fēng)量10000 m3/h。在有工人進入集水井維修時，開啟送風(fēng)機，對系統(tǒng)送風(fēng)。
4.3生物處理系統(tǒng)
(1)臭氣輸送管道.
氣體經(jīng)收集口收集后，再用風(fēng)管(Ф315)集中送至抽風(fēng)機，風(fēng)管控制流速：8～10m/s。管材采用UPVC管。
(2)風(fēng)機。
風(fēng)機采用臺灣知名品牌臺灣頂裕高性能玻璃鋼風(fēng)機。
型號：TF-181，風(fēng)壓：2000Pa，功率：5.5Kw;
噪音：<70dB(A) 防護等級： IP55 數(shù)量：一臺
(3)生物滴濾床裝置：
型號：SW-6000 外形尺寸：4600*2200*3400
生物滴濾床工藝采用組合式除臭工藝，包含有三個部分，預(yù)處理段、生物一級、二級濾室。
生物滴濾床裝置為一體化成套裝置，外殼采用具有保溫功能的雙層不銹鋼材質(zhì)，生物滴濾床由下往上依次是配氣空間，填料支撐托架、填料，填料為混和填料(有機生物填料和惰性填料)填料支撐采用具有良好通透性的塑料格柵板，生物滴濾床過濾面積：10.12m2，填料層高度：1.8m，生物滴濾床壓力損失小于400Pa。
生物滴濾床裝置直接安裝在30mm后的鋼筋混凝土澆注的基礎(chǔ)上。
(4)電氣控制系統(tǒng)
根據(jù)工藝特點配備高性能、高可靠性的西門子S7系列PLC控制系統(tǒng)進行全自動實時監(jiān)測和控制，并能實現(xiàn)運行歷史數(shù)據(jù)、工藝曲線的歸檔和查詢功能。電氣控制系統(tǒng)采用觸摸屏，人機互動界面。主要檢測功能有：各設(shè)備的運行狀態(tài)和故障的檢測;液位、溫度、pH值、硫化氫濃度等參數(shù)的監(jiān)測，以及相關(guān)的電氣自動控制。
5.設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)
通途路泵站生物除臭系統(tǒng)已運行一年多時間，設(shè)備處理后的尾氣排放經(jīng)寧波市監(jiān)測中心站監(jiān)測達到(GB/T14554-1993)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表1惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值新擴改二級標(biāo)準(zhǔn)，符合設(shè)計要求。附監(jiān)測報告
本項目中，因為生物在酸性條件下對除硫效率仍很高，故不需要投加藥劑。
通過項目的研究，從硫細菌的培養(yǎng)、掛膜、馴化到運行條件等多方面對硫化氫氣體的好氧生物處理進行了初步的探討，研究得到了如下幾點結(jié)論：
1.采用脫臭菌劑馴化獲得成功。利用該掛膜具有速度快、效果好的特點。生物膜培養(yǎng)馴化期短，培養(yǎng)出高選擇性生物桿菌，并觀察到菌體結(jié)構(gòu)，效率達到95%，操作方便。
2.本項目選用的生物除臭設(shè)備，價格低廉，在中低負荷條件下，性能優(yōu)良，具有開發(fā)價值。在10-30℃自然條件下進行試驗，獲得了滿意的效果。
3.微生物填料塔運行中，將產(chǎn)生H2SO4，使容器的pH值下降、SO42-濃度增多，但通過試驗觀察到SO42-對濾池除臭效率影響比較小。濾池在強酸性條件下，能使H2S去除率保持在91%以上。而且不需要投加試劑來調(diào)節(jié) pH 值，使操作系統(tǒng)管理方便。
4.應(yīng)用微生物填料塔處理H2S系統(tǒng)具有較強的抗擊沖擊負荷的能力，在供氣間斷、濃度不穩(wěn)定的條件下進行時，微生物填料塔具有較好的自我恢復(fù)與調(diào)力，兩三天內(nèi)能夠恢復(fù)正常的處理性能。
5.生物除臭系統(tǒng)的應(yīng)用的現(xiàn)狀和展望
隨著人們對各類生物除臭系統(tǒng)這一經(jīng)濟有效工藝認識的加深，以及對氣體凈化要求的提高，原來認為操作要求較高而應(yīng)用不多的生物滴濾床工藝因其處理能力大，工況易調(diào)節(jié)、運營成本低等特點被越來越多的污染單位所青睞，隨著生物技術(shù)的發(fā)展主要是細胞固定化技術(shù)、生物菌種篩選技術(shù)的研發(fā)，大大增加了單位體積微生物的濃度，為高負荷、多系統(tǒng)處理提供了可能。在生物滴濾床基礎(chǔ)上發(fā)展的起來的組合式生物除臭工藝將成為生物凈化污水廠、泵站等氣態(tài)污染物的趨勢。
生物除臭系統(tǒng)的推廣應(yīng)用前景：
1、由于可徹底改善環(huán)境，避免二次污染，改善了我國居民居住環(huán)境和質(zhì)量，為我國的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。
2、完備的生物菌種的培養(yǎng)和研究體系的成立，為我國的生物環(huán)境治理提供規(guī)范化、程序化的生物固定化技術(shù)。
3、替代進口產(chǎn)品，同時還可出口，可為國家創(chuàng)匯和節(jié)匯。
生物除臭系統(tǒng)在泵站運營分的應(yīng)用案例：
由于市政排水泵站分布在城市的各個角落，其中很大一部分坐落在居民區(qū)內(nèi)，為了改善泵站周圍的環(huán)境、保護泵站操作人員和附近居民的身心，排水公司花了大量的財力和精力，本著“安全生產(chǎn)、以人為本”的原則，為了徹底消除這一安全隱患，今年在民安路、盛家橋、機場路、徐家漕等四座泵站安裝了生物除臭系統(tǒng)，處理效果良好，符合設(shè)計要求。
長期以來，由于資金、認識等方面的限制，我國污水處理廠、泵站及其相關(guān)設(shè)施的建設(shè)極少考慮臭氣的處理問題。但隨著近年公眾環(huán)保意識的逐步提高以及城市的飛速發(fā)展，有關(guān)污水處理設(shè)施臭氣影響市民質(zhì)量和健康的投訴案例屢見報端，且呈上升的趨勢。在保護水環(huán)境的同時，做好惡臭氣體的治理工作,是每個環(huán)保工作者應(yīng)盡的義務(wù)。
以上僅為的一點心得，還望同行有類似經(jīng)驗的單位相互切磋，共同尋求解決泵站惡臭的的最佳方法。
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