生物滴濾與化學(xué)洗滌工藝在工業(yè)污水廠臭氣治理中的應(yīng)用

(上海嘉園環(huán)保科技有限公司，上海，200333)

1 前言

工業(yè)污水廠在污水處理過程中，由于污水輸送、微生物厭氧發(fā)酵、曝氣和污泥濃縮脫水等因素，產(chǎn)生的廢氣主要有硫化物、醇醛酯和非甲烷總烴等，臭氣的特點(diǎn)為組分種類多且臭氣濃度較高，對(duì)周邊環(huán)境及人的健康造成較大危害。若直接采用活性炭吸附運(yùn)行成本較高，同時(shí)部分臭氣濃度高的物質(zhì)如硫化氫、甲硫醇和甲硫醚等處理效果較差，難以達(dá)到治理效果；若直接采用焚燒工藝，運(yùn)行成本過高；由于含有酸性物質(zhì)，也不適用于沸石轉(zhuǎn)輪濃縮技術(shù)。本文以某化工區(qū)污水廠臭氣治理項(xiàng)目為例，詳細(xì)描述了采用生物滴濾與化學(xué)洗滌組合工藝的原理及其治理效果。

2 臭氣基礎(chǔ)參數(shù)及治理要求

臭氣來源于調(diào)節(jié)池、事故池、均化池、污泥緩存池和離心機(jī)房等，基礎(chǔ)參數(shù)見表1。

表1 廢氣基礎(chǔ)參數(shù)

臭氣經(jīng)過治理后需達(dá)到上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/982-2016)和上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/933-2015)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如表2和表3。

表2 上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (DB31/982-2016)

*注：當(dāng)凈化設(shè)施的臭氣濃度去除效率不低于90%時(shí)，等同于臭氣濃度滿足最高允許排放濃度限值要求。

表3 上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 (DB31/933-2015)

*注：非甲烷總烴污染物控制設(shè)施總?cè)コ省?0%時(shí)，等同于滿足最高允許排放速率限值要求。

3 臭氣治理工藝原理

3.1 治理系統(tǒng)工藝流程

1-生物滴濾塔；2-滴濾循環(huán)水泵；3-營(yíng)養(yǎng)液添加系統(tǒng)；4-化學(xué)洗滌塔；5-洗滌循環(huán)水泵；6-化學(xué)藥劑添加系統(tǒng)；7-排風(fēng)機(jī)；8-排放煙囪。

污水站各需要進(jìn)行惡臭處理的構(gòu)建物經(jīng)加蓋密封后，由風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力經(jīng)管道輸送至生物滴濾塔進(jìn)行治理，臭氣在氣液接觸中，通過吸附、平流等綜合作用，被微生物菌群捕捉，成為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)微生物反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化成為無害的無機(jī)物質(zhì)[1]，生物滴濾對(duì)非甲烷總烴治理效率達(dá)60%以上、臭氣濃度治理效率達(dá)80%以上。經(jīng)過處理后的廢氣，進(jìn)入含有氫氧化鈉+次氯酸鈉溶劑的化學(xué)洗滌塔，次氯酸鈉在堿性條件下，具有較強(qiáng)的氧化性，臭氣組分同化學(xué)洗滌塔中的液膜接觸時(shí)，被次氯酸鈉氧化和氫氧化鈉中和，從而大大降低臭氣中非甲烷總烴濃度及酸性物質(zhì)濃度，同時(shí)采用鮑爾環(huán)等多面球填料，可增加氣液接觸面積，化學(xué)洗滌塔對(duì)污水廠產(chǎn)生的臭氣有很好的治理效果[2]，在進(jìn)一步去除非甲烷總烴及臭氣濃度后，最終進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放。

3.2 設(shè)備及設(shè)計(jì)參數(shù)

3.2.1 生物滴濾塔

生物滴濾塔的原理是利用寄居在填料上的微生物，在氣液接觸中，將非甲烷總烴及臭味物質(zhì)捕捉，成為自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，最終將臭氣中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)為無害的物質(zhì)，無害物質(zhì)及老化的菌群被噴淋液及時(shí)轉(zhuǎn)移至循環(huán)液中，最終排放回污水廠調(diào)節(jié)池。微生物除臭機(jī)理過程為：

氣相中的臭氣成分通過氣液交換轉(zhuǎn)移至液相膜；

臭氣被微生物捕捉作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；

經(jīng)微生物反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化成為無害的無機(jī)物質(zhì)。

以上三個(gè)過程同時(shí)進(jìn)行。

填料表面的除臭原理，見圖2。

圖2 填料表面除臭原理圖

微生物分解惡臭成分化學(xué)反應(yīng)式如下：

通過以上方程式可以看出，臭氣經(jīng)微生物反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化成為無害的無機(jī)物質(zhì)，無害物質(zhì)及老化的菌群被噴淋液及時(shí)轉(zhuǎn)移至循環(huán)液中。不同菌種可降解不同的廢氣成分，具體見表4[3]。

表4 常見菌種及其主要降解物

生物載體采用以火山巖為主的組合填料，火山巖(圖3)是一種輕質(zhì)多孔硅酸鹽無機(jī)材料，擁有較高的比表面積，具有一定的吸附性能，微生物容易附著，本身具備有較好的吸附臭氣污染物能力，吸附工作瞬間完成，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于生物除臭設(shè)計(jì)的停留時(shí)間，因此，可確保整個(gè)除臭系統(tǒng)在負(fù)荷大幅度變動(dòng)的狀態(tài)下穩(wěn)定高效運(yùn)行。同理，根據(jù)該特性，生物除臭系統(tǒng)可間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，再次啟動(dòng)即可達(dá)到處理效果。需特別注意，在除臭系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)需繼續(xù)加濕，以保持生物媒的濕潤(rùn)。

圖3 火山巖

加濕泵采用一用一備、間歇噴淋，有助于維持填料一定的濕度，為微生物創(chuàng)造良好的生存條件；采用分組方式能夠減小加濕泵配置功率，合理投資。噴淋加濕水回流至儲(chǔ)水箱，通過pH值控制外排，能夠有效減少用水量。生物滴濾塔運(yùn)行參數(shù)見表5。

3.2.2 化學(xué)洗滌塔

經(jīng)生物滴濾塔去除大部分非甲烷總烴及臭氣物質(zhì)后，經(jīng)過處理后的廢氣，進(jìn)入含有氫氧化鈉+次氯酸鈉溶劑的化學(xué)洗滌塔，次氯酸鈉在堿性條件下，具有較強(qiáng)的氧化性，臭氣組分同化學(xué)洗滌塔中的液膜接觸時(shí)，被次氯酸鈉氧化和氫氧化鈉中和，從而大大降低臭氣中非甲烷總烴濃度及酸性物質(zhì)濃度，同時(shí)采用鮑爾環(huán)等多面球填料，可增加氣液接觸面積，化學(xué)洗滌塔對(duì)污水廠產(chǎn)生的臭氣有很好的治理效果。

表5 生物滴濾塔運(yùn)行參數(shù)

化學(xué)洗滌塔采用玻璃鋼夾芯板制作，內(nèi)表層接觸面采用耐酸堿腐蝕的乙烯基樹脂+不飽和樹脂為結(jié)構(gòu)層；化學(xué)洗滌塔內(nèi)填充空心多面球，提供氣液接觸的比表面積，對(duì)氣流不造成過大的阻力，化學(xué)洗滌塔配備加藥桶、加藥泵、Cl-離子分析儀等?；瘜W(xué)洗滌塔包含了循環(huán)液層、填料層、除霧層、視窗等?；瘜W(xué)洗滌塔運(yùn)行參數(shù)見表6。

表6 化學(xué)洗滌塔運(yùn)行參數(shù)

4 調(diào)試數(shù)據(jù)

系統(tǒng)調(diào)試過程中，采用便攜式FID檢測(cè)儀對(duì)系統(tǒng)治理效果進(jìn)行檢測(cè)。

4.1 生物滴濾塔

生物滴濾塔進(jìn)氣非甲烷總烴濃度在50～150mg/m3，經(jīng)調(diào)試約30天后設(shè)備達(dá)到設(shè)計(jì)治理效率要求的60%以上，pH值控制在6～8之間，調(diào)試曲線見圖4。

圖4 生物滴濾塔調(diào)試曲線

4.2 化學(xué)洗滌塔

化學(xué)洗滌塔進(jìn)氣非甲烷總烴濃度在20～120mg/m3，經(jīng)調(diào)試約30天后設(shè)備達(dá)到設(shè)計(jì)凈化效率要求的35%以上，pH值控制在8～10之間，OPR值控制在300～600mV之間，調(diào)試曲線見圖5?；瘜W(xué)洗滌塔相較于生物滴濾塔，可快速投入使用(由于為化學(xué)反應(yīng))，在生物滴濾塔處于調(diào)試期間時(shí)，起到緩沖作用，使系統(tǒng)廢氣達(dá)標(biāo)排放，當(dāng)生物滴濾塔效率上升后，藥品消耗速率將減小，運(yùn)行成本得以降低。

圖5 化學(xué)洗滌塔調(diào)試曲線

5 治理效果

根據(jù)表7檢測(cè)結(jié)果，煙囪檢測(cè)口中：氨平均濃度為0.15mg/m3、硫化氫低于檢出限、非甲烷總烴平均濃度為15.8mg/m3、臭氣濃度低于600、熱態(tài)排氣量達(dá)到20000m3/h，達(dá)到了該項(xiàng)目的治理要求。同時(shí)可知生物滴濾塔對(duì)非甲烷總烴凈化效率達(dá)64.6%，臭氣濃度凈化效率達(dá)82.3%；化學(xué)洗滌塔對(duì)非甲烷總烴凈化效率達(dá)46%，臭氣濃度凈化效率達(dá)57.6%，達(dá)到了設(shè)計(jì)凈化效率。檢測(cè)結(jié)果表明，系統(tǒng)整體達(dá)到了處理要求，取得了良好的效果。

6 結(jié)語

工業(yè)污水產(chǎn)生的臭氣，成分復(fù)雜且臭氣濃度高，但由于臭氣來源于污水中的微生物活動(dòng)及有機(jī)物的揮發(fā)，可生化性好，采用生物滴濾處理是行之有效且投資運(yùn)行都較為經(jīng)濟(jì)的工藝。在生物滴濾末端增加化學(xué)洗滌工藝，可將微生物活動(dòng)中經(jīng)過初步分解及未能降解的物質(zhì)進(jìn)一步處理，從而提高整體凈化效率和降低臭氣濃度，同時(shí)化學(xué)洗滌還可在生物滴濾培養(yǎng)初期，對(duì)系統(tǒng)起到緩沖的作用，確保在調(diào)試期間也可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。綜上，采用生物滴濾與化學(xué)洗滌的組合工藝治理工業(yè)污水廠臭氣，可達(dá)到治理要求。

表7 檢測(cè)結(jié)果