生物滴濾塔在造紙污水處理廠臭氣治理中的應(yīng)用

尹成彬(普羅生物技術(shù)(上海)有限公司，上海 200949)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，人口的日益增長(zhǎng)，城鎮(zhèn)化進(jìn)程也在不斷加快，一些原本遠(yuǎn)離居民區(qū)的工廠、畜牧農(nóng)場(chǎng)和市政設(shè)施與居民區(qū)的距離不斷壓縮，迅速發(fā)展的同時(shí)也伴隨著一系列環(huán)境污染問(wèn)題，其中惡臭氣體污染范圍最為廣泛[1]。造紙和紙漿行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)排放大量有特殊氣味的揮發(fā)性有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物，比如：氨、硫化氫、胺類(lèi)、二甲硫醚、甲硫醇和二甲基二硫等[2]，以上具有多種成分混合且對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用的惡臭氣體需采取有效的處理措施，以達(dá)到污水處理站區(qū)以及周邊環(huán)境居民生活區(qū)的宜居的空氣質(zhì)量。

在廣東某造紙廢水收集和處理操作中，含有硫和氮的有機(jī)物通過(guò)微生物厭氧分解產(chǎn)生帶有刺鼻的污染物。在許多情況下，可通過(guò)經(jīng)常清洗廢水處理設(shè)施，除去過(guò)量的浮渣和污泥，并優(yōu)化的日常運(yùn)行管理，可大大降低污水管道以及污水處理構(gòu)筑物所產(chǎn)生的異味。但實(shí)際情況惡臭氣體排放濃度太高，不能達(dá)到當(dāng)?shù)丶皣?guó)家環(huán)保部門(mén)所規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重危害現(xiàn)場(chǎng)工作人員以及周邊居民生活環(huán)境[3]。在這樣的情況下，造紙污水處理廠的構(gòu)筑物必須進(jìn)行加蓋收集，氣體中污染物必須通過(guò)廢氣凈化處理后進(jìn)行排放。為此，文章采用除臭工藝流程為臭氣收集系統(tǒng)+預(yù)處理+生物滴濾塔+活性炭吸附+風(fēng)機(jī)+15 m煙筒排放，以確保處理后的臭氣的排放達(dá)到要求。

1 主要污染物設(shè)計(jì)負(fù)荷及分析方法

1.1 廢氣設(shè)計(jì)負(fù)荷

根據(jù)業(yè)主提供的生物滴濾塔相關(guān)設(shè)計(jì)資料及實(shí)際運(yùn)行檢測(cè)情況可知，現(xiàn)場(chǎng)污水處理構(gòu)筑物產(chǎn)生的廢氣主要為H2S、NH3等惡臭氣體且成分較為復(fù)雜。主要臭氣成分濃度如表1所示。

表1臭氣成分濃度一覽表

1.2 主要污染物分析方法

取樣位置在生物滴濾池進(jìn)出口，檢測(cè)頻率每天一次，H2S的測(cè)定用亞甲基藍(lán)分光光度法(空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法第4版)，NH3的測(cè)定用納氏試劑分光光度法(GB/T 14679—1993 《空氣質(zhì)量氨的測(cè)定次氯酸鈉-水楊酸分光光度法》)。

2 菌種類(lèi)型及降解污染物質(zhì)

如表2所示，生物滴濾塔生物掛膜所采用的微生物菌種包括分別針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)污水處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的臭氣成份的功能性菌類(lèi)，均為特別分離或富集篩選獲得。已經(jīng)用于除臭工程的菌種類(lèi)型包括：硫化細(xì)菌、氨氧化細(xì)菌、芽孢菌、假單胞菌等20余種。

表2 微生物類(lèi)型及降解污染物質(zhì)

3 結(jié)果與分析

當(dāng)生物滴濾塔進(jìn)氣量平均為30 000 m3/h(對(duì)應(yīng)氣體空床停留時(shí)間為25 s)時(shí)，考察了生物滴濾塔除臭系統(tǒng)成功掛膜后持續(xù)跟蹤30 d時(shí)間內(nèi)，硫化氫和氨的進(jìn)、出氣質(zhì)量濃度及其去除率的變化結(jié)果分別如圖1和圖2所示。

3.1 生物滴濾池對(duì)硫化氫去除效果

由圖1可見(jiàn)，生物滴濾塔中填料掛膜運(yùn)行期間進(jìn)口的硫化氫質(zhì)量濃度為80～100 mg/m3范圍內(nèi)波動(dòng)，偶有除臭系統(tǒng)進(jìn)口硫化氫質(zhì)量濃度達(dá)到160 mg/m3，遠(yuǎn)超過(guò)生物滴濾塔設(shè)計(jì)負(fù)荷為100 mg/m3。生物滴濾塔掛膜前期硫化氫去除率相對(duì)較低(36.2%～56.7%)并存在較大幅度的波動(dòng)，出口硫化氫的質(zhì)量濃度完全隨著進(jìn)口的濃度呈正相關(guān)波動(dòng)。硫化氫存在一定的去除率主要是由于生物滴濾塔中無(wú)機(jī)填料的吸附及連續(xù)噴淋的營(yíng)養(yǎng)液的吸收作用。隨著生物滴濾塔中填料成功掛膜后，在具有活性的微生物降解作用下，硫化氫的去除率逐漸升高。經(jīng)過(guò)一個(gè)月左右時(shí)間的填料掛膜以及菌種馴化期，生物滴濾塔對(duì)硫化氫表現(xiàn)出了良好的去除性能，硫化氫平均去除率高達(dá)94%，在持續(xù)跟蹤檢測(cè)一個(gè)月數(shù)據(jù)出口硫化氫濃度較低且較為平穩(wěn)，在大部分時(shí)間硫化氫去除率均保持在96%以上，生物滴濾塔出口硫化氫的質(zhì)量濃度大部分為0～3 mg/m3。

圖1 生物滴濾塔對(duì)H2S去除效果

3.2 生物滴濾池對(duì)氨氣去除效果

由圖2可知，生物滴濾塔生物掛膜運(yùn)行期間，除臭系統(tǒng)氨的進(jìn)氣質(zhì)量濃度為40～50 mg/m3。在生物滴濾塔掛膜的前期，氨去除率維持在較低水平(50%以下)。生物滴濾塔進(jìn)行菌種培養(yǎng)成功掛膜后，生物滴濾塔填料上微生物進(jìn)行大量繁殖，隨著填料上微生物固定化除臭生物滴濾塔對(duì)氨的去除率也明顯逐漸升高。在生物滴濾塔進(jìn)口氨在設(shè)計(jì)負(fù)荷的條件下，生物滴濾塔對(duì)氨的去除率基本穩(wěn)定在90%以上，且除臭系統(tǒng)生物滴濾塔出口檢測(cè)到的氨濃度很穩(wěn)定在0～2 mg/m3。降解硫化氫的微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型主要以化能或光能自養(yǎng)型的硫化桿菌為主。其中降解氨的兩類(lèi)微生物對(duì)pH和溫度等參數(shù)的變化較為敏感，故適應(yīng)環(huán)境能力需較長(zhǎng)時(shí)間。生物滴濾塔經(jīng)過(guò)一個(gè)月左右時(shí)間的填料掛膜以及菌種馴化期，生物滴濾塔對(duì)氨表現(xiàn)出了良好的去除性能，氨的平均去除率高達(dá)90%，在持續(xù)跟蹤檢測(cè)一個(gè)月數(shù)據(jù)出口氨的質(zhì)量濃度較低且較為平穩(wěn)，在大部分時(shí)間氨的去除率均保持在92%以上，生物滴濾塔出口氨的質(zhì)量濃度大部分為0～2 mg/m3。在生物滴濾塔進(jìn)口氨的質(zhì)量濃度偶爾波動(dòng)幅度較大，但出口氨的質(zhì)量濃度維持穩(wěn)定。

圖2 生物滴濾塔對(duì)NH3去除效果

4 結(jié)語(yǔ)

(1)在除臭生物滴濾塔進(jìn)氣量30 000 m3/h、氣體空床停留時(shí)間為25 s、硫化氫和氨進(jìn)氣質(zhì)量濃度分別為80～100 mg/m3、40～50 mg/m3的條件下，生物滴濾塔穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，硫化氫和氨平均去除率分別達(dá)95%和90%以上，而且除臭系統(tǒng)生物滴濾塔成功掛膜后對(duì)于進(jìn)氣負(fù)荷具有較強(qiáng)的抗沖擊能力。

(2)采用一體化生物滴濾塔生物除臭裝置+活性炭吸附聯(lián)合除臭工藝能夠達(dá)到 GB 14554—1993的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，有效減少了臭氣對(duì)污水處理廠內(nèi)部及周?chē)h(huán)境的影響。

(3)在可能產(chǎn)生H2S的場(chǎng)所使用的設(shè)備和電器要選擇耐腐蝕的材質(zhì)，防止人身體安全造成傷害，同時(shí)避免設(shè)備維修。