農(nóng)村地埋式污水處理裝置生化除臭的研究

胡 兵

（廣東新大禹環(huán)境科技股份有限公司，廣東 廣州 510663）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，生活污水的產(chǎn)生量持續(xù)增加。近年來，國家加大了農(nóng)村地區(qū)的環(huán)境整治力度，各個地方相繼建設(shè)了許多地埋式生活污水處理設(shè)施。這些污水處理設(shè)施在處理污水的同時，也產(chǎn)生了大量的臭氣，影響了周圍的大氣環(huán)境。如何控制這部分臭氣，保護農(nóng)村大氣環(huán)境，正成為當下污水處理行業(yè)亟待解決的問題。

1 惡臭氣體的危害

污水處理過程產(chǎn)生的惡臭氣體成分復雜，主要可分為含碳化合物、含氮化合物和含硫化合物三個大類，其中主要成分為氨氣、H2S及一些微量易揮發(fā)性有機物。惡臭氣體能夠?qū)θ梭w產(chǎn)生強烈的刺激作用，危害人體的神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等[1]，對人體生理健康造成巨大危害；臭氣中的H2S等物質(zhì)還會對污水處理設(shè)施等產(chǎn)生嚴重的腐蝕作用，影響到系統(tǒng)的正常運行[2]；我國于1994年頒布實施了《惡臭污染物排放標準》（GB14554－1993），2003年頒布實施了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918－2002），對污水處理設(shè)施產(chǎn)生的硫化氫、氨氣等8種惡臭氣體的排放濃度和排放量均作了嚴格的規(guī)定[3]。因此，無論是出于保護人類自身還是保護環(huán)境，對惡臭氣體的治理工作必將得到重視并實施。

2 臭氣處理的方法及原理

常見的臭氣處理方法可以分為物理法、化學法和生物法3大類[4]。物理法主要是通過吸附劑將臭氣中的臭氣分子吸收掉，比如通過活性炭等吸附劑進行吸附。化學法主要是通過一系列的化學反應，將惡臭物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無臭味物質(zhì)，比如催化氧化法、焚燒法等；生物法主要是利用微生物的作用，將惡臭物質(zhì)代謝掉。惡臭物質(zhì)一般經(jīng)過收集系統(tǒng)，通過長滿微生物的填料進行去除。氣體中的惡臭物質(zhì)，先從氣相擴散到填料中的附著水中，被填料所吸附；然后，填料表面的微生物通過新陳代謝作用，將惡臭物質(zhì)加以分解轉(zhuǎn)化，一部分被分解變成了無臭味的物質(zhì)，一部分變成微生物自身組成部分，從而使惡臭物質(zhì)降解或轉(zhuǎn)化為無害或低害類物質(zhì)。

生物除臭方法又可以細分為生物過濾法和生物洗滌法[5]。生物過濾法是將臭氣通過生長著微生物的填料中，利用填料上水膜的吸附，填料上微生物的生長代謝，將臭氣去除。生物洗滌法是直接將臭氣通過壓縮機通入活性污泥溶液中曝氣，或者是將活性污泥溶液通過類似于冷卻塔的裝置，使臭氣與活性污泥充分接觸，利用活性污泥中的微生物去除臭氣。

在幾種除臭方法中，生物除臭是最經(jīng)濟適用的處理方法。生物除臭，設(shè)施簡單，維護及投資成本低；微生物降解惡臭物質(zhì)后，可形成穩(wěn)定的產(chǎn)物，不會造成二次污染；生物除臭的效率高，速度快，范圍廣，可適用于不同類型污水的處理設(shè)施；生物除臭的過程中，無需使用化學藥劑，也不用補充太多的營養(yǎng)物質(zhì)，具有很低的運行成本；近年來，生物除臭技術(shù)已逐漸成為污水處理廠解決臭氣污染應用最廣泛的除臭技術(shù)。

3 農(nóng)村地埋式污水處理臭氣污染的特點

（1）農(nóng)村污水處理廠臭氣成分復雜，且不同污水廠的惡臭成分含量差異較大；除了常見的含硫化合物、含氮化合物含碳化合物外，還有含氧有機化合物和鹵素類衍生物等；（2）地埋式污水處理站，因整體埋設(shè)于地下，只有幾個加蓋的檢修口通至地表，導致整個設(shè)備處于封閉狀態(tài)，產(chǎn)生的臭氣得不到空氣的稀釋，臭氣濃度高，甚至有爆炸風險；

（3）惡臭氣體主要產(chǎn)生于調(diào)節(jié)池、污泥池。農(nóng)村污水，水質(zhì)水量變化系數(shù)大，早晚水量較大，夜晚水量小，甚至會出現(xiàn)斷流，從而使污水在調(diào)節(jié)池停留時間超長，導致污水發(fā)生厭氧反應，產(chǎn)生臭氣；污泥池因儲存的污泥停留時間本身就超長，也會產(chǎn)生惡臭物質(zhì)；

（4）農(nóng)村污水含有的較多的脂類等，厭氧分解后，產(chǎn)生H2S及氮類氣體，腐蝕性更強。

4 中試實驗

本研究結(jié)合臭氣污染特點，設(shè)計了一套簡易生化除臭裝置，見圖1。

圖1 生物除臭裝置安裝位置

生物除臭裝置位于地埋式一體化設(shè)備調(diào)節(jié)池區(qū)域上部。此一體化地埋式設(shè)備將污泥脫水裝置也設(shè)置在調(diào)節(jié)池上部，這樣的好處首先是含水污泥自然沉降的過濾水直接進入調(diào)節(jié)池，節(jié)省管道輸送等；其次，污泥脫水裝置和調(diào)節(jié)池都是產(chǎn)生大量惡臭氣體的重點區(qū)域，合并放置在一起有利于惡臭氣體的收集。厭氧區(qū)和缺氧區(qū)上部與生物除臭裝置底部聯(lián)通，產(chǎn)生的臭氣可以直接進入生物除臭裝置。生物除臭裝置上部設(shè)置噴水裝置，保持生物除臭裝置內(nèi)部填料的含濕率，為微生物生長的創(chuàng)造條件。

圖2 生物除臭裝置組成

生物除臭裝置組成見示意圖2。底部余水收集裝置收集多余的噴淋水，并引流至調(diào)節(jié)池，使其不影響下部的污泥脫水裝置；支撐墊層為海綿塊，承托生物填料，海綿塊的空隙，不既可以使多余的噴淋水滲透出去，也方便臭氣通過生物填料與微生物接觸。生物填料層厚250 mm，是微生物的載體。覆蓋層為海綿塊，不僅有均勻噴淋水的作用，還可以為生物填料保濕。整個框架上部設(shè)置提手，方便安裝及檢修。

每日通過導管抽取污泥脫水裝置上部和頂部經(jīng)過除臭裝置的氣體，用便攜式氣體檢測儀直接讀取氣體濃度。同時監(jiān)測硫化氫和氮氣濃度，兩者濃度差即為生物除臭單元的除臭量。

5 結(jié)論

對除臭裝置微生物培養(yǎng)一段時間后，硫化氫和氮氣的去除率如圖3。硫化氫的去除率均值達到了81%，氮氣的去除率達到了83%，說明生物除臭單元已經(jīng)開始發(fā)揮除臭作用。

圖3 生物除臭裝置的去除率

增加了生物除臭裝置以后，惡臭氣體濃度降低，最直觀的就是在地埋式污水設(shè)置附近，已經(jīng)覺察不到明顯的臭味了。

調(diào)試運行中還發(fā)現(xiàn)，直接采用調(diào)節(jié)池上清液進行噴淋，效果好于清水噴淋，分析認為，生活污水的調(diào)節(jié)池中本身含有一定量的微生物，且對臭氣有一定的吸收降解作用。直接使用調(diào)節(jié)池的上清液相當于接種增加了微生物量，且這部分微生物量能很快的發(fā)揮除臭作用。但調(diào)節(jié)池上清液不能含有過多的雜物，會堵塞噴淋的噴頭，還會堵塞生物裝置的填料間隙，影響臭氣的通過。

6 結(jié)論

生物除臭方式，前期投入小，維護簡單，運行成本低，值得大力推廣，但是生物除臭技術(shù)也存在不少亟待解決的問題，比如如何提高去除效率減少設(shè)備體積，如果培養(yǎng)高效的去除菌種，如何快速馴化微生物減少調(diào)試時間等，需要廣大環(huán)保設(shè)計人員進一步的研究提高。