北塘污水處理廠防毒技術(shù)工程應(yīng)用

王長金　崔永利

摘要：天津市濱海新區(qū)北塘污水處理廠設(shè)計日處理量15萬噸每天，采用先進(jìn)的AAO+深床濾池工藝，有效地改變污泥脫水機(jī)房的環(huán)境，在受限空間作業(yè)時，采用先進(jìn)的檢測設(shè)備、作業(yè)防護(hù)工具，確保水廠無中毒事故。文章對北塘污水處理廠的防毒技術(shù)工程應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：硫化氫；氨；除臭；防毒；污水處理廠；AAO+深床濾池工藝 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：S611 文章編號：1009-2374（2015）06-0092-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0473

1 水廠工藝簡介

北塘污水處理廠日處理污水15萬噸每天，采用AAO+深床濾池工藝，污泥處理采用污泥直接濃縮脫水工藝。生物池設(shè)置厭氧池以提高生物除磷效果，缺氧區(qū)完成硝酸鹽反硝化即脫氮，好氧區(qū)完成生物脫碳及硝化。通過綜合、類比等分析，該廠涉毒的職業(yè)危害因素主要是硫化氫及微量氨，具體區(qū)域有進(jìn)水泵房及粗格柵、細(xì)格柵及沉砂池、初次沉淀池、生物池、污泥濃縮脫水機(jī)房設(shè)備間等。

2 污水工藝場所毒氣分析

該廠所涉及硫化氫、氨等危害因素，主要是市政生活、工業(yè)廢水在管道深井停留時由于厭氧細(xì)菌等作用釋放，所產(chǎn)生的惡臭氣體大致有魚腥臭[胺類CH3NH2，（CH3）3N]、氨臭（氨NH3-N）、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（CH3）2S]、糞臭（甲基吲哚C8H5NHCH3）以及某些生產(chǎn)廢水的特殊臭味。臭氣中的主要成分是硫化氫、氨和甲硫醇。從惡臭危害來看，硫化氫最嚴(yán)重（檢測濃度在10～50ppm之間），其次是氨、甲硫醇。而硫化氫、甲硫醇的惡臭強(qiáng)度最高。由于上游泵站供水量，居民、工業(yè)廢水性質(zhì)不宜控制等，所以該廠的防毒技術(shù)主要依靠新防毒除臭工藝技術(shù)的應(yīng)用而控制。

3 污泥處理工藝毒氣分析

該廠初沉池的污泥和二沉池的剩余污泥通過污泥泵將污泥送至污泥均質(zhì)池充分?jǐn)嚢杌旌?，再送入離心濃縮脫水機(jī)脫水，脫水后污泥通過外運(yùn)，污水回流至進(jìn)水泵房。該區(qū)域的惡臭毒氣主要來自初次沉淀池生污泥排放和二次沉淀池熟泥長時間停留厭氧產(chǎn)生，產(chǎn)生的量受生污泥的排量和熟污泥的停留時間決定，檢測濃度在20～100ppm之間，因而必須通過工藝控制、先進(jìn)的防毒除臭技術(shù)和新的污泥離心脫水工藝技術(shù)應(yīng)用而控制。

4 水廠主要毒氣控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分：化學(xué)有害因素》（GBZ2.1-2007），北塘污水處理廠除臭系統(tǒng)，排出的氨、硫化氫等污染物，需達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的二級標(biāo)準(zhǔn)。其中硫化氫在工作場所最高容許濃度為10mg/m3，廠界為0.06mg/L，氨的廠界控制濃度為1.5mg/L，時間加權(quán)平均容許濃度為20mg/m3，短時間接觸容許濃度為30mg/m3。

5 防毒技術(shù)簡介

該廠用于除臭的生物凈化系統(tǒng)可去除臭氣中的細(xì)菌、可吸入顆粒物等有害物質(zhì)，對硫化氫、氨同樣具有分解作用。防毒新工程技術(shù)措施主要有：（1）預(yù)處理區(qū)域及生物池厭氧、缺氧構(gòu)筑物應(yīng)用改良濾池除臭工藝；（2）污泥處理工藝采用處理過程幾乎完全封閉的污泥濃縮離心脫水機(jī)工藝和改良濾池除臭工藝；（3）為檢維修人員配置毒物實(shí)時監(jiān)測裝置和長管正壓式空氣呼吸器等技術(shù)措施。

5.1 預(yù)處理區(qū)除臭工藝應(yīng)用實(shí)踐

5.1.1 水廠除臭工藝簡介。水廠除臭工藝采用的是改良生物過濾法，在粗格柵、細(xì)格柵、進(jìn)水泵房等區(qū)域主要利用溝渠的特性和上覆玻璃鋼蓋板、玻璃鋼管道等構(gòu)成區(qū)域內(nèi)密閉的集氣與輸氣系統(tǒng)通關(guān)變頻風(fēng)機(jī)將臭毒氣引入1號箱式生物除臭系統(tǒng)；在面積較大的初次沉淀池、生物池厭氧及缺氧池則預(yù)制的水泥混凝土面封閉區(qū)域，預(yù)留必要的檢修孔也通過小型的玻璃鋼蓋板密閉，臭毒氣通過大型引風(fēng)機(jī)由玻璃鋼管道輸送至2號箱式生物除臭系統(tǒng)。

為了避免氣味源氣味擴(kuò)散，擴(kuò)散源進(jìn)行封閉，并使它處于負(fù)壓狀態(tài)。吸氣量的大小根據(jù)室內(nèi)是否進(jìn)人，按2～8次/小時換氣量計算；有人長時間工作的空間，空氣交換量為4～8次/小時。收集到的氣體被送到生物過濾池處理，為去除廢氣中的小顆粒、灰塵和油分，我們改良噴灑水霧系統(tǒng)，既增加空氣濕度，又起到凈化作用，運(yùn)行中根據(jù)風(fēng)壓變頻調(diào)節(jié)噴水量，維持洗滌器中氣體所要求達(dá)到的濕度。

5.1.2 除臭工藝原理。在適宜的條件下，箱式生物除臭系統(tǒng)內(nèi)，微生物長在木屑等固體濾料上，載體上生長的微生物承擔(dān)了物質(zhì)轉(zhuǎn)換的任務(wù)，臭毒氣先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，完成毒氣的除臭過程。箱式生物濾池可使微生物保持高的活性，并提供足夠的有機(jī)養(yǎng)分、適宜的濕度、pH值、氧氣含量、溫度和營養(yǎng)成分等。

除臭防毒過程大概有三個同時進(jìn)行的過程，首先臭毒氣進(jìn)入加濕區(qū)加濕，完成了對臭氣水的吸收、除塵及加濕的預(yù)處理，再者未清除的惡臭氣體進(jìn)入生物濾床過濾區(qū)，通過過濾層時，污染物從氣相中轉(zhuǎn)移到生物膜表面，進(jìn)入固相生物膜的惡臭成分被氧化分解去除，同時微生物把吸收的惡臭成分作為能量來源，用于進(jìn)一步的繁殖。

通過綜合生物鏡檢，發(fā)現(xiàn)固體載體上含有大量的綜合性復(fù)合細(xì)菌種群，其降解惡臭毒氣的效果隨著時間推移，效果越好。臭氣中的硫化氫在自養(yǎng)硫化細(xì)菌作用下被氧化分解成S、SO32-、SO42-，氨在消化細(xì)菌的作用下則被氧化分解成NH4+、NO2-、NO3-。在濾料上輔以的適宜溫度、濕度、酸堿度、氧以及營養(yǎng)物質(zhì)，使得起凈化作用的多種微生物能夠共同繁殖，同時達(dá)到處理多種臭氣污染物的目的。微生物代謝毒臭氣后大量生長繁殖，為原生動物提供大量養(yǎng)料，促進(jìn)了原生動物的生長繁殖，形成“細(xì)菌——藻類——原生動物”一條食物鏈，并保持了系統(tǒng)的良性循環(huán)。當(dāng)在菌膜中出現(xiàn)原生動物，如草履蟲、鞭毛蟲、變形蟲等，表明惡臭去除效果明顯。

5.2 除臭系統(tǒng)與離心式污泥濃縮脫水機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用

該廠脫水機(jī)采用的是離心式脫水機(jī)，污泥被輸送至離心濃縮脫水機(jī)，全過程幾乎封閉式運(yùn)行，脫水后廢液通過排水管道排走，無需另外增設(shè)封閉罩。該脫水車間設(shè)置除臭系統(tǒng)一套，空氣交換量為8次/小時，為24小時運(yùn)行；事故通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)一套，通過車間內(nèi)部的3臺在線硫化氫探測儀實(shí)行自動連鎖運(yùn)行，保證脫水機(jī)房發(fā)生毒氣泄露時自動啟用事故排風(fēng)，保證工作場所毒氣低于10mg/m3。

5.3 先進(jìn)的作業(yè)檢測等防護(hù)裝備及自動化應(yīng)用

為做好放空清理和維修，污水廠配備2臺復(fù)合型便攜式氣體檢測儀、2臺長管正壓式空氣呼吸器，在受限空間作業(yè)時按照有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行先審批再檢測后作業(yè)原則實(shí)施，一般進(jìn)行此操作維修時硫化氫含量控制在8mg/m3以下，設(shè)有監(jiān)護(hù)人、檢測人，佩戴正壓式防毒面具，同時佩戴保險繩等安全措施，通過該標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)程序，確保廠區(qū)施工維修人員不發(fā)生中毒事故。

該廠污水處理全過程采用PLC全自動控制系統(tǒng)控制，各在線監(jiān)測毒臭氣的探頭將實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳至中央控制室，若探頭檢測某種毒氣超標(biāo)時在現(xiàn)場的變送器發(fā)出“滴滴”警報聲，提示現(xiàn)場人員做好相關(guān)措施，同時中控室控制主機(jī)發(fā)出警報，由中央控制室調(diào)度實(shí)施生產(chǎn)調(diào)度，避免現(xiàn)場人員誤入有毒氣體環(huán)境。

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作者簡介：王長金（1982-），男，山東臨沂人，天津?yàn)I海新區(qū)環(huán)塘污水處理有限公司助理工程師，研究方向：污水處理廠安全管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）