污水處理廠惡臭氣體脫除試驗(yàn)研究

王立紅

摘 要：本文從生物脫臭技術(shù)的機(jī)理出發(fā)，介紹了生物脫臭技術(shù)的溶解、吸附和降解過(guò)程。然后介紹了再化工污水的脫臭處理試驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)試驗(yàn)分析了影響生物脫臭效果的因素。

關(guān)鍵詞：生物脫臭；機(jī)理；試驗(yàn)；影響因素

惡臭是各種各類能夠?qū)θ梭w覺器官造成不愉悅的氣體物質(zhì)。惡臭源可以使污水中各種有機(jī)物，在腐敗后釋放大量的惡臭氣體。在自然界中惡臭源有動(dòng)物與植物死亡后，遺體在微生物作用下腐敗產(chǎn)生的大量惡臭氣體，這些構(gòu)成了天然惡臭氣體的來(lái)源。人類的生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的廢氣，構(gòu)成了人工惡臭氣體的主要來(lái)源。一般惡臭氣體的濃度較低，由于其對(duì)嗅覺刺激閾值極低，危害性也極大，因此排放限制非常嚴(yán)格，同時(shí)也增加了惡臭氣體污染的治理難度。

1 生物除臭技術(shù)概述

1.1 生物除臭機(jī)理

生物除臭技術(shù)基于有機(jī)生物降解過(guò)程，通過(guò)建設(shè)特定的除臭設(shè)施，以適當(dāng)?shù)奶盍蠟檩d體，對(duì)微生物群落進(jìn)行馴化培養(yǎng)后，利用微生物的降解功能對(duì)導(dǎo)致惡臭氣味產(chǎn)生的混合氣體（臭氣）進(jìn)行凈化脫臭處理。其主要過(guò)程是將微生物以污泥的形式固定附著在多孔性填料介質(zhì)表面。當(dāng)臭氣通至填料床層中后，生物將惡臭氣體進(jìn)行分解吸收處理，將揮發(fā)性有機(jī)物等污染物留在孔隙表面。其中，污染物被孔隙中的微生物通過(guò)新陳代謝所耗用，從而將混合氣體（臭氣）中的復(fù)雜有機(jī)物等轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的無(wú)機(jī)物及細(xì)胞質(zhì)，最終降解成為沒(méi)有污染的C02、H2O和中性鹽類等物質(zhì)。

1.2 生物除臭過(guò)程

生物氧化反應(yīng)處理廢氣主要包括污染物的溶解、吸附和生物降解。水溶液中污染成分被微生物吸附、吸收，污染成分從水中轉(zhuǎn)移至微生物體內(nèi)。有機(jī)物在生物體內(nèi)通過(guò)微生物胞外酶對(duì)不溶性和膠體狀有機(jī)物的溶解作用，經(jīng)過(guò)生物轉(zhuǎn)化被微生物攝入體內(nèi)。微生物對(duì)養(yǎng)料和養(yǎng)分進(jìn)行氧化分解以H2O和CO2等穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物質(zhì)的形式排放出來(lái)。

2 惡臭氣體脫除試驗(yàn)

2.1 濾料預(yù)馴化

通過(guò)對(duì)污水樣液進(jìn)行恒溫加熱的方法來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)氣源揮發(fā)，通過(guò)真空風(fēng)機(jī)將模擬樣氣持續(xù)通入生物氧化裝置內(nèi)，其間通過(guò)調(diào)節(jié)新鮮水量，控制罐體內(nèi)的溫度、pH值、電導(dǎo)率為合適的細(xì)菌生長(zhǎng)環(huán)境以后，對(duì)罐體內(nèi)的填料微生物進(jìn)行馴化。然后釆用人工覺辨別的方法，定時(shí)對(duì)裝置進(jìn)氣口、出氣口采樣點(diǎn)的氣味進(jìn)行分辨檢測(cè)，取初期和后期濾料樣品做掃描電鏡觀察。

2.2 停留時(shí)間的確定

采用同一濃度試驗(yàn)氣體分別通過(guò)生物滴濾和生物氧化來(lái)確定合理的停留時(shí)間，以便為后續(xù)試驗(yàn)參數(shù)的確定提供依據(jù)。用空氣將裝置中的氣體置換出來(lái)，直到便攜式氣體檢測(cè)儀表檢測(cè)滴濾塔出氣口和氧化塔出氣口的氣體VOCs濃度指示恒定降為0。最后通入污染氣體時(shí)秒表開始計(jì)時(shí)，通過(guò)便攜式氣體檢測(cè)儀表分別測(cè)試滴濾塔出氣口和氧化塔出氣口的氣體濃度變化，直到濃度不增長(zhǎng)，記下所用的時(shí)間即為有效的停留時(shí)間。

2.3 生物濾料穩(wěn)定優(yōu)化試驗(yàn)

在滴濾單元增加可用于去除水溶性污染物成分的生物滴濾填料，在生物氧化單元增加少量可去除苯系物等污染物的生物氧化填料0.01m3（生物氧化單元的濾料共計(jì)0.04m3），以進(jìn)一步提高去除效率。此外，可以將滴濾噴淋部分的噴嘴更換為噴淋角度為120°的大流量噴頭，同時(shí)配備大功率水菜運(yùn)轉(zhuǎn)，提高噴淋效果，同時(shí)進(jìn)行兩段式噴淋，以提高對(duì)沖擊的影響。

2.4 臭氣揮發(fā)量試驗(yàn)

為了給設(shè)計(jì)工業(yè)化管道等裝置的污染氣量計(jì)算提供依據(jù)，在完成了啟動(dòng)穩(wěn)定、強(qiáng)化馴化、生物濾料穩(wěn)定優(yōu)化和沖擊負(fù)荷試驗(yàn)后設(shè)計(jì)臭氣揮發(fā)量試驗(yàn)，以測(cè)量進(jìn)氣釆氣點(diǎn)相應(yīng)的濃度變化趨勢(shì)。用小型密閉罩將污水集水池密閉后，一口與抽氣風(fēng)機(jī)相連，另一口引出至池外上風(fēng)口處，通過(guò)調(diào)整不同的抽氣流量，然后使用插值法得出池內(nèi)污水的臭氣近似揮發(fā)量。

3 生物脫臭影響因素研究

3.1 生物膜結(jié)構(gòu)的影響

污染物的降解作用發(fā)生在整個(gè)生物膜中，不是僅僅發(fā)生在生物膜表面，生物膜的降解作用是在三維立體的生物膜結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的。生物膜表面有一個(gè)約占整個(gè)厚度20%左右呈口袋結(jié)構(gòu)的薄層，主要由一些自由細(xì)胞組成，細(xì)菌為外膜。外模接著有一個(gè)存在較多線蟲的無(wú)口袋狀的自由的細(xì)胞薄層，菌絲體較多，被稱之為中間區(qū)域，最內(nèi)層主要由菌絲體組成。

3.2 基質(zhì)性質(zhì)的影響

基質(zhì)對(duì)生物脫臭的影響，主要表現(xiàn)為對(duì)污染物由氣相向液相轉(zhuǎn)移的影響，也就是研究污染物亨利系數(shù)對(duì)去除效率的影響。在生物過(guò)濾和滴濾反應(yīng)器中，存在一定的非潤(rùn)濕區(qū)域，污染物可以直接從氣相向生物膜轉(zhuǎn)移，能大大降低氣液傳質(zhì)對(duì)生物降解作用的限制。另外，亨利系數(shù)大的有機(jī)物不利于從氣相向液相轉(zhuǎn)移，從而使得生物膜相中有機(jī)物的濃度比較小，影響了惡臭成分的去除率，也就是說(shuō)在整個(gè)微生物脫除惡臭氣體的過(guò)程中惡臭成分的氣液傳質(zhì)過(guò)程控制了整個(gè)生物脫臭的效率。

4 結(jié)語(yǔ)

相比于物理化學(xué)的惡臭處理，生物處理惡臭技術(shù)無(wú)論是硫系、碳系、氮系，還是有機(jī)惡臭污染物，經(jīng)過(guò)微生物的降解轉(zhuǎn)化作用，其最終都將成為C02等無(wú)二次污染的物質(zhì)，具有很重要的試驗(yàn)開發(fā)價(jià)值和商業(yè)運(yùn)用價(jià)值。

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