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污水处理厂除臭工艺的选择

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随着太原市城市建设的南移西进,目前运行的6座生活污水处理厂附近已有郊区变为市区,而污水处理厂在运行中产生的臭气污染已经成为急需解决的环境问题,为避免臭气对周边环境和居民产生不利影响,已经建成运行的太原市杨家堡污水处理厂、河西北中部污水处理厂,升级改造时都增加了除臭设备,新建的城南污水处理厂和目前在建的太原市晋阳污水处理厂一期工程除臭工艺的选择和建设更是污水处理厂建设和运行的重点。

1污水厂臭气来源

污水处理厂的臭气主要来源于进水端、预处理区和污泥处理工艺,主要分布在进水提升泵、粗细格栅、沉砂池和污泥脱水机房,污水在处理过程中由于进水中含有大量的有机污染物容易产生臭气,并在处理过程中生物池混合液随空气的搅拌和充氧也会产生臭气;污泥中的臭气主要产生于污泥脱水、堆放和外运过程,臭气中含有氨、硫化氢、甲硫醇等有害有毒气体,这些气体不进行处理会对人体、环境及设备造成危害。

2除臭标准

污水处理厂设计恶臭排放标准执行GB18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准中厂界(防护带边缘)废气排放二级标准。标准如表2所示。

3除臭工艺

污水厂设计的除臭处理设施,主要收集和处理污水、污泥、处理构筑物内的臭气,目前城市污水处理厂除臭较多的方法有化学法、活性炭吸附法、生物滤池法、离子除臭法及HBR除臭法等。

3.1化学法化学药液与臭污水厂臭气发生不可逆的化学反应生成新的无臭物质从而达到脱臭的目的即为化学除臭法。该方法主要针对性质不同的恶臭气体,根据不同性质的臭气使用相应的化学药剂以提高药剂的利用率,将药液通过洗涤塔与恶臭气体相接触,从而发生反应,去除恶臭物质。此法对臭气成分的针对性很强,化学药剂成本较高,目前使用的较少。

3.2活性炭吸附法根据活性炭的强吸附性,将恶臭气体大量被表面活性物质吸收,对臭气进行吸附处理,从而达到降低臭气浓度的目的。活性炭吸附法采用吸附塔的形式,内装表面积大、吸附性能好的活性炭。该方法需要定期更换活性炭,以保持除臭的效果。此方法管理麻烦,目前使用很少。

3.3离子除臭法该方法中包括离子发生装置和净化系统。通过离子发生装置,将空气中的氧气分子分解成带正电或负电的正负氧离子,利用其较强的活性,使得正负氧离子与恶臭气体分子接触,打开恶臭气体分子的化学链,生成H2O和氧化物。借助通风管路系统将含有可控浓度的正负氧离子空气送入散发恶臭气体和臭气的空间,在短时间内让正负氧离子与气体污染物分子发生反应,达到抑制气体污染物的扩散和降低室内臭气浓度。河西北中部污水处理厂采用的除臭设备即为离子除臭装备,该工艺占地面积小,无二次污染,运行费用低。但在近几年的使用过程中发现该方法的臭气去除率低,对于臭气浓度较高的场所去除效果不明显,并且发生故障率较高,后期维护较为困难。

3.4全过程除臭工艺该工艺包括微生物培养系统和除臭污泥投加系统,是将含有组合生物填料的培养箱安装于污水处理厂生物池内,活性污泥混合液经过培养箱,其中的生物填料对除臭微生物的生长、增殖产生诱导和促进作用,增强除臭微生物的生长,使得该除臭微生物在活性污泥中占有一定的数量,保证系统除臭效果的实现。在生物培养箱中形成的含有除臭微生物的除臭污泥与活性污泥一起在二沉池实现沉淀。为了保证预处理系统的除臭效果,将二沉池排出的、含有除臭微生物的部分活性污泥回流至污水厂进水端,使得除臭微生物与水中的恶臭物质发生吸附、凝聚和生物转化降解等作用,从而实现污水厂预处理构筑物的除臭效果;生物池的除臭由污泥回流的除臭微生物完成。由于剩余污泥中含有除臭微生物,在污水预处理系统、生物处理系统中除臭微生物已经生物降解原污水中的除臭污染物,从而污泥中不含有产生恶臭的污染物。因此实现了污水处理厂去除臭气的目的。与其他除臭工艺相比,该工艺具有以下的特点:1)无需增加单独的处理系统;工艺中在生物池内增加微生物培养箱,利用污水处理系统的微生物培养除臭微生物;2)设备系统简单;3)该系统仅需要微生物培养箱和污泥回流泵以及少量空气;4)无需设置构筑物臭气收集和臭气输送系统;这是该工艺的突出优点。根据该工艺的原理,污水处理构筑物无需实施密封处理、无需设置臭气输送管道、无需设置离心风机、无需单独设置除臭系统;减少设备腐蚀;其他常规除臭工艺需要设置封闭设施,由于封闭设施腐蚀性臭气的存在,可能会对污水处理设备产生腐蚀。

3.5生物滤池法生物滤池除臭法主要包括污染场所密封系统、臭气收集及输送系统和生物除臭滤池三个部分。工作原理是采用滤料作为微生物生存的载体,用微生物吞噬空气中的臭气成分(主要是H2S和有机气体)。该方法采用普通滤池结构,让收集的臭气通过鼓风机鼓入滤板下,由滤板均匀分布扩散至滤池,臭气通过多孔、湿润和充满微生物的滤料,与滤料上除臭微生物充分接触,被微生物氧化分解,降解为CO2,H2O,H2SO4,HNO3等简单的有机物,实现降低臭气浓度的目的。在这个过程中首先将收集的气体加湿,湿度达90%以上,然后通过生物滤池。生物处理的过程主要分三步:第一步,将污染物吸附在滤料上。吸附程度是由滤料的优良吸附性能决定的。其涂层的疏水性增强了吸附难溶性有机污染物的能力。这一吸附过程保证了最大限度的对污染物进行降解,同时也使得生物滤池在系统运行的一开始就具有相当好的处理效果。此外吸附作用可以保证滤池抵抗较高的冲击负荷能力,对于流量和污染物浓度波动大的臭气也能够达到良好的处理效果。第二步,污染物从滤料上进入附着在滤料表面的生物膜内。第三步,还原硫化物在微生物的作用下被氧化生成H2O,CO2和H2SO4,HNO3等物质。硫酸的产生会造成滤床pH值的降低,不利于对还原硫化物的处理,所以在过滤系统中采取以下措施来控制pH值:1)通过涂层中的pH中和剂。首先产生的酸总量并不是很高,在涂层中添加的pH中和剂可中和高达数百PPM还原硫化物氧化所产生的酸,这个浓度远高于一般的臭气浓度。2)滤床的灌溉系统会将一部分硫酸冲洗排出,其体积浓度低于排出液的1%。在极个别的情况下,也可以在灌溉系统预留的添加剂接口处加入碱液进行中和。太原市杨家堡污水处理厂、城南污水处理厂和正在建设的太原市晋阳污水处理厂一期工程均采用的是生物滤池除臭工艺,在运行管理中便于管理,除臭效果好,主要体现为:1)是一种固定床生物膜反应器,可将恶臭污染物完全彻底的降解为H2O,CO2。2)滤料比表面积大、停留时间短、占地面积小、不易老化板结。3)由于滤料处理负荷高,因此滤池占地面积省。4)压降小,鼓风机扬程低,因此日常运行费用低。

4除臭效果

通过对污水厂臭气浓度高的污泥处理车间空气进行抽检,指标均达到国家要求标准浓度以下,见表3。

5结语

污水处理厂的除臭已经成为污水处理厂运行中污水达标排放、污泥减量化稳定化处理处置后又一个受人们重视的环境问题,在污水处理厂增加除臭设备后不仅改善了周边居民的生活和居住条件,同时也很大程度的减弱了臭气对污水厂设备设施的腐蚀程度。虽然在污水处理厂除臭目前还存在着后期运行维护困难,运行效果差的问题,但随着除臭技术的发展和改革,经验将会越来越丰富,处理效果也会越来越好。

作者:任锦荣 单位:太原市排水管理处

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