摘 要: 本文綜述了污水泵站及污水廠臭氣生物處理技術的研究現狀,著重介紹了生物滴濾塔工藝的特點和影響其凈化效果的因素。文中指出,生物滴濾塔工藝具有構造簡單、中等投資、運行費用低、去除效率高、壓降低、工藝條件易于控制等優點,是處理污水廠臭氣的首選工藝。同時,也指出生物滴濾塔處理污水泵站及污水廠臭氣存在的問題和發展方向。
關鍵詞: 污水泵站;污水廠 ;臭氣;生物處理
Abstract: This article reviews the sewage pumping station and sewage plant odor biological treatment technology research present situation, emphatically introduced the biological trickling filter tower process characteristics and effect factors of the purification effect of.
Key words: sewage pumping station; sewage plant; ozone; biological treatment
隨著人居生活水平的提高和公眾環境意識的增強，污水泵站和污水處理廠的惡臭問題正引起越來越多的關注。為防止和避免污水泵站、污水處理廠惡臭氣體對周圍居民生活的影響，除臭問題不可避免的提到議事日程上來。各類污水提升泵站在運行過程中，無論其是合流制還是分流制，都會產生惡臭氣體，不僅對周圍環境產生影響，而且對人的身心健康產生危害，對產生臭氣的構筑物(進水池、格柵井)進行密封除臭。臭氣的主要成分多為揮發性的有機物(VOC)，成分復雜多變、有毒有害。因此,污水處理廠臭氣已被列入工業廢氣污染和防治的一個重要內容[1 ] 。生物脫臭法是20 世紀50 年刊發展起來的新工藝[2 ] ,它利用微生物分解含臭物質,所需設備簡單、不需要藥劑與燃料、能耗低、運轉費用低、不需再生和其他后續處理、管理維護方便,成為治理惡臭的一個重要發展方向,具有較為廣闊的發展前景。
一、 污水泵站及污水廠臭氣生物處理研究現狀
1. 1 臭氣的主要成分與特征
資料表明[3 ] ,污水泵站及污水處理廠的惡臭物質主要是氨、硫化氫、甲硫醚和甲硫醇等。從惡臭成分含量來看,氨氣最多,其次是硫化氫、甲硫醚和甲硫醇,四者的濃度分別約為4. 857 mg·m- 3 ,3. 643 mg·m- 3 ,0. 415mg·m- 3和0. 214 mg·m- 3 ,其比例約為24∶18∶2∶1。從臭氣強度來看甲硫醇和硫化氫較大,分別達到417級和415 級,其臭氣強度達到了強臭程度,不僅影響人的感官,而且有害健康。其次是甲硫醚和氨,其強度達3. 2 級。
1. 2 臭氣的主要來源
在服務面積較大的收集系統中,污水必須由排水泵站進行長途輸送。在各類泵站中,污水泵站和合流泵站較易產生惡臭氣體。污水泵站是指那些將污水輸送至污水廠的中途泵站,以及污水廠內的進水泵站。合流泵站是指那些具有雨污水混流輸送功能的泵站。泵站惡臭氣體產生的原因主要是排水管道內部易形成厭氧條件,此時污水中的含氮、硫有機物會分解成為惡臭物質,當泵站設備啟動、運行時會引起水流湍動,從而使原來產生并溶解于污水中的惡臭物質逸出進入大氣,從而形成惡臭污染。大多數污水泵站和合流泵站集水井設計均為敞開式,集水井內格柵除污機每天需要不間斷地清撈集水井內垃圾,在清撈過程中散發臭氣,另外,泵房內的泵機設備檢修期間在設備拆裝時也會瞬間從進水管道中溢出高濃度的有害氣體。一般來說,泵站惡臭污染物的散發量取決于水中惡臭組分的性質和濃度、水體溫度、湍動程度和水面及敞開源附近的氣象擴散條件。
污水廠臭氣主要來自有機物的分解物過程,在格柵間、沉砂池、初沉池、曝氣池、污泥濃縮池、消化池、脫水機房等地都有氨、硫化氫、甲硫醇等惡臭物質產生。例如,曝氣過程需充入并排出大量氣體;壓泥過程污泥被壓擠排氣,并與空氣接觸加快揮發,硫化氫和甲硫醇的濃度都較高。
二、臭氣生物處理技術的研究現狀
最早利用微生物處理惡臭的研究當屬1957 年Paneray 的發明專利———“利用土壤微生物處理H2S廢氣”[ 4 ] 。70 年代,發達國家開始在生物除臭領域開展廣泛的研究,其中日本、德國取得的成就最為顯著,其主要研究內容包括脫臭的原理和方法、脫臭裝置及操作工藝條件、能降解臭氣的微生物種群及其在填料表面形成生物膜的條件、生物吸收劑的成分等[5 ] 。80 年代以來,已有微生物除臭裝置和設備開始用于冶金、石油、化工、畜牧業和污水處理廠,并取得了明顯的效果。我國微生物除臭研究起步較晚,20 世紀80 年代末和90 年代初才開始相關的小試研
究,目前仍停留在這一水平上[6 , 7 , 8 ] 。
2. 1 生物法除臭的機理
惡臭氣體在生物處理中的吸附凈化一般要經歷以下幾個步驟:
1. 廢氣中的有機污染物首先與水接觸并溶解(或混合) 于水中,即由氣膜擴散進入液膜;
2. 溶解(或混合) 于液膜中的有機污染物在濃度差的推動下進一步擴散到生物膜內,進而被其中的微生物捕獲并吸收;
3. 進入微生物體內的有機污染物在其自身的代謝過程中作為能源和營養物質被分解,最終轉化為無害的小分子物質。微生物除臭是多種微生物共同作用的結果,這些微生物還可以產生無機酸,形成不利于腐敗微生物生活的酸性環境,并從根本上降解惡臭氣體成分。
2. 2 生物除臭工藝
氣態污染物的生物凈化工藝一般分為三類[9 ] :生物洗滌器、生物濾池、生物滴濾塔。
2. 2. 1 生物洗滌器
生物洗滌器是一個懸浮活性污泥處理系統,由一個吸收室和一個再生池構成。生物洗滌器的特點是:水相和生物相均循環流動,生物為懸浮狀態,洗滌器中有一定生物量和生物降解作用。其優點是反應條件易控制,壓降低,填料不易堵塞;但設備多,需外加營養物,成本較高,填料比表面積小,限制了微溶化合物的應用范圍。
2. 2. 2 生物濾池
生物濾池是最早被研究和使用的一種處理揮發性有機污染物和除臭的生物技術。生物濾池的特點是生物相和液相都是不流動的,而且只有一個反應器,氣- 液接觸面積大,不需外加營養物,運行和啟動容易,運行費用低。但反應條件控制較難,占地面積大,基質濃度高時,因生物量增長快而易堵塞濾料,影響傳質效果。
2. 2. 3 生物滴濾塔
生物滴濾塔與生物濾池的最大區別是填料上方噴淋循環液,設備內除傳質過程外還存在很強的生物降解作用。它要求水流連續地通過有孔的填料,這樣可以有效地防止填料干燥,精確地控制營養物濃度與pH 值。另外,生物滴濾塔底部要建有水池來實現水的循環運行。這就意味著:將有大量的污染物質溶解于液相中,從而提高了比去除率。因此,生物滴濾塔的反應器的尺寸可以比生物濾池的小。而且,生物滴濾塔的反應條件(如pH 值、溫度等) 易于控制(通過調節循環液的pH 值、溫度) ,而生物濾池的pH 控制則主要通過在裝填料時投配適當的固體緩沖劑來完成,一旦緩沖劑耗竭則需更新或再生濾料,溫度的調節則需外加強制措施來完成,故在處理鹵代烴、含硫、含氮等通過微生物降解會產生酸性代謝產物以及產能較大的污染物時,生物滴濾塔較生物濾池更有效。
三、 結論與建議
1. 在進行城市污水系統設計時,應從污水的收集、轉輸及處理全過程著眼,控制臭氣污染。
2. 市政污水行業產生的惡臭氣體組成復雜,其主要污染成份為氨、硫化氫、甲硫醇等。
3. 由于除臭裝置大都屬于非標設備,因此要因地制宜地慎重選用各類除臭方案。在新建除臭設施時,應充分考慮各類除臭設施的不同性能和特點。除臭生物濾池工藝較適合于市政污水行業惡臭氣體凈化,具有操作管理簡單、運行方式靈活、處理效果好等優點。
4. 在除臭濾池填料層內設置噴淋水系統、通過鼓風機將惡臭氣體先鼓入曝氣池等措施將改善整體處理效果,并可節能。
5. 在排水作業區內多選擇種植環保植物,形成合理的有層次的環境綠化,以吸附各類污染物,降低污染程度。[10]
參考文獻:
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