洗滌—生物濾床在除臭中的應(yīng)用

茍少康

（中國(guó)神華煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司新疆烏魯木齊830000）

洗滌—生物濾床在除臭中的應(yīng)用

茍少康

（中國(guó)神華煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司新疆烏魯木齊830000）

污水處理過(guò)程中在污水及構(gòu)筑物中產(chǎn)生難聞的惡臭氣體，對(duì)人體健康有害及影響了工作生活環(huán)境。在介紹洗滌-生物濾床工藝原理的基礎(chǔ)上，論述了洗滌-生物濾床去除惡臭污染影響，同時(shí)進(jìn)一步美化了工作生活環(huán)境。

洗滌—生物濾床；污水處理；惡臭

1　臭氣特點(diǎn)

臭氣是指在空氣中擴(kuò)散并帶有惡臭的污染氣體，對(duì)人體健康有極大的危害，污水處理過(guò)程中散發(fā)的惡臭可劃分為含氮類(lèi)化合物、含硫化合物、和碳?xì)漕?lèi)化合物等類(lèi)型。

作為一種揮發(fā)性有害氣體，臭氣不僅會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害，對(duì)污水處理機(jī)械設(shè)備會(huì)產(chǎn)生腐蝕，降低工作環(huán)境和生活環(huán)境質(zhì)量。污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的臭氣濃度對(duì)周?chē)髿赓|(zhì)量和設(shè)備壽命有較大的負(fù)面影響，為了降低污水處理過(guò)程中的臭氣濃度，改善污水處理廠周?chē)拇髿赓|(zhì)量和員工的工作環(huán)境，要封閉污水和污泥防止臭氣擴(kuò)散，設(shè)置集氣罩或集氣房密閉處理，并用臭氣收集風(fēng)管系統(tǒng)將臭氣引入除臭設(shè)備中進(jìn)行過(guò)濾除臭，處理后的氣體經(jīng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)后才能排放。

2　臭氣源和成分的確定

污水廠臭氣的主要來(lái)源：污水和污泥處理設(shè)施。根據(jù)對(duì)類(lèi)似的污水處理廠的調(diào)查概括，污水處理廠的臭氣種類(lèi)可以劃分為五類(lèi)。（1）含硫化合物如硫醇、硫醚和硫化氫；（2）含氮化合物如酰胺、胺類(lèi)；（3）鹵素及衍生物類(lèi)如氯氣；（4）含氧有機(jī)物如醇、酮、有機(jī)酸；（5）烴類(lèi)如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴。

3　工藝確定

根據(jù)資料及以往工程經(jīng)驗(yàn)采用生物法除臭工藝，其中從填料壽命、除臭效率、運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備占地等方面綜合考慮，尤其以洗滌-生物濾床除臭工藝為最佳的首選。

為此，除臭工程擬采用洗滌-生物濾床除臭工藝。即在確保功能可靠，工藝成熟的前提下，綜合考慮一次性投資與運(yùn)行成本之間的關(guān)系，采用洗滌-生物濾床過(guò)濾聯(lián)合除臭設(shè)備。

洗滌-生物濾床過(guò)濾聯(lián)合除臭工藝是一種安全可靠的除臭處理方法。其原理是采用以生物載體吸附、吸收、降解法的處理工藝，其處理原理是利用除臭微生物載體即生物填料吸附法進(jìn)行臭氣處理，先通過(guò)堿洗或者水洗之后增加臭氣的濕度，在經(jīng)過(guò)填料層進(jìn)行氣體過(guò)濾，填料層具有濕潤(rùn)、多孔且富含微生物的特點(diǎn)，微生物細(xì)胞可以降解臭氣中的惡臭物質(zhì)，將惡臭物質(zhì)分解成二氧化碳分解成二氧化碳和水等無(wú)害物質(zhì)，消滅臭氣中的有害物質(zhì)氣體凈化之后排放到大氣中。臭氣處理工藝流程如圖1所示。

圖1　臭氣處理工藝流程

4　除臭原理

4.1散水處理

收集臭氣后要在洗滌區(qū)進(jìn)行連續(xù)循環(huán)散水處理，對(duì)收集的臭氣進(jìn)行預(yù)處理，在生物濾床過(guò)濾區(qū)進(jìn)行間歇式的散水處理，保證散水量在塔體容量的1/8到1/2范圍內(nèi)，保持氣體濕潤(rùn)是為了保證生物活性，但濕度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致水膜加厚增加氣體流動(dòng)的阻力，因此在散水處理時(shí)要保證處理濕度在合理范圍內(nèi)，既要考慮到濕度和生物活性之間的關(guān)系，還要考慮到空氣溶解接觸效率的問(wèn)題。微生物菌種培植期間要通過(guò)連續(xù)散水促進(jìn)菌種生長(zhǎng)。

設(shè)計(jì)散水處理時(shí)間和散水量時(shí)，要考慮生物填料層內(nèi)微生物的生長(zhǎng)環(huán)境、污染物吸收效率和除臭設(shè)備壓損問(wèn)題，首先要微生物填料層內(nèi)的微生物提供合適的濕度環(huán)境，防止微生物產(chǎn)生的弱硝酸和弱硫酸堆積，保證微生物生長(zhǎng)環(huán)境；增加水溶性污染物的吸收效率；防止除臭設(shè)備壓損問(wèn)題，一般散水周期應(yīng)在一天2～24次，散水周期根據(jù)臭氣處理對(duì)象做出合理的調(diào)整。

4.2除臭溫度控制

臭氣處理過(guò)程中的要根據(jù)脫臭微生物的生產(chǎn)溫度確定除臭溫度，一般除臭微生物的存活溫度為10℃～15℃，微生物活動(dòng)最佳溫度為35℃，因此保證將溫度控制在合理范圍內(nèi)，保證微生物活性。

4.3酸堿度控制

臭氣處理時(shí)要根據(jù)其體內(nèi)的不同成分選擇相應(yīng)的微生物菌類(lèi)，含硫類(lèi)的臭氣經(jīng)過(guò)氧化分解后會(huì)產(chǎn)生S、SO32-、SO42-等物質(zhì)，需要用硫黃氧化菌清除硫化氫、甲硫醇等硫磺化合物；含氮類(lèi)的臭氣氧化分解為NH4+、NO2-、NO3-等，利用氮化菌可以清除臭氣中氨成分；專(zhuān)性自養(yǎng)型硫氧化菌在一定條件下可以將H2S轉(zhuǎn)變成硫酸根，惡臭氣體中的甲硫醇等有機(jī)硫可通過(guò)異養(yǎng)型微生物將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為H2S，在利用自養(yǎng)型微生物將H2S轉(zhuǎn)變成硫酸根，

臭氣中含有NH3時(shí)，其中的氨和水反應(yīng)成氨水，經(jīng)過(guò)亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌在有氧環(huán)境下將氨水轉(zhuǎn)化成硝酸，兼性欠氧環(huán)境下可以將硝酸鹽還原成氮?dú)狻?/p>

所以污水處理系統(tǒng)中應(yīng)該將pH值控制在6～8之間，菌群被破壞會(huì)導(dǎo)致pH值下降，說(shuō)明需要加堿將pH值提高至中性。

4.4添加營(yíng)養(yǎng)成分

臭氣成分中的氮元素過(guò)量而碳元素較低，需要根據(jù)處理情況添加相應(yīng)的元素，添加磷酸鹽可以幫助去除氨類(lèi)物質(zhì)，添加Fe3+能夠促進(jìn)含硫臭氣的氧化分解作用，臭氣中的惡臭物質(zhì)被氧化分解后生成弱硫酸和弱硝酸，此時(shí)要通過(guò)灑水將弱硫酸和弱硝酸沖洗干凈，噴水的同時(shí)還可以將微生物尸體和生物膜一起排出，保證微生物的生長(zhǎng)環(huán)境。

5　工藝描述

通過(guò)臭氣收集系統(tǒng)收集惡臭氣體之后，要利用離心式風(fēng)機(jī)將臭氣平流導(dǎo)入洗滌區(qū)，通過(guò)洗滌床可以吸附臭氣中的水溶性和酸性物質(zhì)，除去氣體中的灰塵并進(jìn)行加濕和pH處理，之后再進(jìn)入過(guò)濾區(qū)通過(guò)過(guò)濾床層的微生物細(xì)菌將污染物吸附到生物膜表面，除去臭氣中的有害物質(zhì)，臭氣通過(guò)加濕處理，和生物填料上的水膜接觸、溶解，惡臭物質(zhì)進(jìn)入生物膜時(shí)被填料中的微生物吸附、分解，同時(shí)微生物可以將吸附的惡臭物質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，吸收惡臭物質(zhì)進(jìn)一步繁殖微生物。進(jìn)入生物膜的惡臭成分在生物填料中微生物的吸收分解下被清除。

微生物分解臭氣中的惡臭成分的公式如下所示。

硫化氫；H2S+2O2→H2SO4

甲硫醇；2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O

甲基化硫；(CH3)2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2O

二甲二硫；2(CH3)2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2O

氨；NH3+2O2→NHO3+H2O

朱芳圃：“按商，星名也?！蹲髠鳌は骞拍辍罚骸仗剖现鹫懖由糖穑氪蠡?，而火紀(jì)時(shí)焉。相土因之，故商主大火’《公羊傳·昭公十七年》：‘大辰者何？大火也?！巫ⅲ骸蠡鹬^心星?！窒?置 上， ，物之按也，亦謂之堤，《淮南子·詮言訓(xùn)》：‘瓶甌有堤’，高注：‘堤，瓶甌下安也?！袼字^之底座。蓋商人祭祀時(shí)，設(shè)燭薪于 上，以象征大火之星，或增，象星形，意尤明顯。又增，附加之形符也。考心宿三星為東方七宿之一，在房宿之東，尾宿之西，中有一等大星，其色極紅，故謂之大火，商人主之，始以名其部族，繼以名其國(guó)邑及朝代?！?/p>

三甲胺；2(CH3)3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O

6　參數(shù)確定

6.1前級(jí)洗滌床：通過(guò)洗滌吸收或者中水洗滌，對(duì)惡臭氣體進(jìn)行加濕、除塵和水溶性廢棄吸收等預(yù)處理。

有效容積：為總?cè)莘e的10%～15%

平均流速：≤1.0 m/s

接觸時(shí)間：≤5 s

氣液比：0.5～1.5

6.2生物濾床：通過(guò)分解硫化氫和VOC等揮發(fā)性氣體進(jìn)行微生物降解處理。

有效容積：為總?cè)莘e的75%～85%

平均流速：≤0.2 m/s

接觸時(shí)間：≤15 s

散水頻率：2～24次/天

延續(xù)時(shí)間：5min～15min

水量：15%～30%有效容積

壓損：80～100mmAQ

6.3QF強(qiáng)化處理段：采用專(zhuān)用的QF除臭酶制劑間隙或連續(xù)噴霧，對(duì)有機(jī)溶劑揮發(fā)性成份深入凈化，使達(dá)到或優(yōu)于排放要求。

有效容積：為總?cè)莘e的6%～10%

平均流速：≤2.0m/s

接觸時(shí)間：≤2 s

散水頻率：間歇或連續(xù)

7　控制

洗滌-生物濾床除臭設(shè)備可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在無(wú)人操作下除臭設(shè)備能夠24h自動(dòng)化持續(xù)運(yùn)行，除臭設(shè)備具有自動(dòng)控制和保護(hù)功能，在無(wú)人操作時(shí)能夠保證設(shè)備運(yùn)行的有效性和安全性，同時(shí)通過(guò)電控柜的聯(lián)動(dòng)連鎖可以保證設(shè)備單獨(dú)或聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。

自動(dòng)控制中的除臭設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的各單體電氣設(shè)備、儀表的供電、電氣保護(hù)、控制及顯示功能，可達(dá)到滿(mǎn)足手動(dòng)控制及上級(jí)控制系統(tǒng)的監(jiān)控和自動(dòng)運(yùn)行。

8　運(yùn)行情況

在初期運(yùn)行過(guò)程中，首先要進(jìn)行掛膜，掛膜時(shí)控制溫度、pH、流量、濃度因素的影響。溫度在30℃掛膜效果最好，在5～7天形成生物膜，生物膜中的有效菌種活性最高；溫度低掛膜時(shí)間長(zhǎng)，溫度高于35℃度，掛膜時(shí)間短，隨著溫度的增長(zhǎng)，生物膜中的有效菌種活性出現(xiàn)降低趨勢(shì)，溫度達(dá)到50℃活性最低。pH為6時(shí)，除去效率為50%，隨著pH增長(zhǎng)，除去效率隨著增長(zhǎng)，當(dāng)pH增長(zhǎng)到8.5時(shí)，除去率達(dá)到90%，隨著pH進(jìn)一步增長(zhǎng)，除去率開(kāi)始下降。流量在開(kāi)始運(yùn)行時(shí)以設(shè)計(jì)流量的30%進(jìn)氣，運(yùn)行5天開(kāi)始逐步提高氣量達(dá)到設(shè)計(jì)流量，氣量太小浪費(fèi)設(shè)備利用率及生物膜里的微生物不利于生長(zhǎng)，流量過(guò)大造成生物膜的脫落導(dǎo)致微生物死亡，除去率極低。濃度不能過(guò)大，初期生物膜還在形成初期，生物菌種系統(tǒng)尚未健全，濃度過(guò)大抑制部分微生物的生長(zhǎng)。當(dāng)生物膜形成穩(wěn)定后，濃度超過(guò)設(shè)計(jì)最大濃度10%時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)偶爾不達(dá)標(biāo)，濃度超過(guò)設(shè)計(jì)最大濃度20%時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中極其不穩(wěn)定，惡臭氣體經(jīng)系統(tǒng)處理后偶爾出現(xiàn)達(dá)標(biāo)。系統(tǒng)運(yùn)行60天后停止系統(tǒng)運(yùn)行3天后再運(yùn)行，除去率略低于系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)除去率，運(yùn)行2天后除去率恢復(fù)到系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)的除去率。

9　結(jié)語(yǔ)

（1）達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)洗滌—生物濾床除臭經(jīng)濟(jì)費(fèi)用最低。（2）該處理工藝簡(jiǎn)單，操作方便同時(shí)美化了工作環(huán)境。為污水處理廠的文明發(fā)展創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益。（3）洗滌—生物濾床占地面積相對(duì)較大，寒冷地區(qū)需要對(duì)其采取保溫措施，否則會(huì)嚴(yán)重影響除臭效果甚至?xí)?dǎo)致洗滌-生物濾床系統(tǒng)凍裂。

[1]李志強(qiáng),劉旭宗,王建利.中國(guó)給水排水,1999(9).

[2]鄭平,馮孝善.廢物生物處理(研究生教學(xué)用書(shū))(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]徐曉軍,宮磊,楊虹.惡臭氣體生物凈化理論與技術(shù)(第1版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[4]惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB14554-93[S].