生活污水處理廠臭氣的治理方案應(yīng)用研究
——以廣德市新杭鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造工程項目為例

上海實力機電設(shè)備成套有限公司 龐欣陽

一、污水廠臭氣來源及主要成分

污水處理廠的臭氣主要有以下來源：預(yù)處理系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)、污泥濃縮和脫水系統(tǒng)。預(yù)處理系統(tǒng)，污水中的有機物，致使水中缺氧，伴隨著厭氧菌的生成，會產(chǎn)生大量的惡臭物質(zhì)，散發(fā)出惡臭氣體進入大氣中；生化處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般由厭氧處理和好氧處理組成，其中厭氧處理的過程中會散發(fā)大量難以入鼻的惡臭氣；污泥濃縮和脫水系統(tǒng)，在污泥脫水、過濾、分離、干燥的過程中亦會導(dǎo)致大量惡臭氣體的排出。污水處理廠產(chǎn)生的臭氣主要是由脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物等的微生物產(chǎn)生，一般分為三類：含硫化合物、含氮化合物及由碳、氫、氧或碳、氫組成的化合物。

二、廣德市新杭鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造工程項目簡介

污水處理廠地點：安徽廣德市。

污水處理廠未安裝除臭設(shè)備時：污水處理設(shè)施運行過程中會散發(fā)出的硫化氫（H2S）、氨（NH3）、甲硫醇等有毒有味物質(zhì)，不僅腐蝕機械設(shè)備，而且危害人們的健康甚至導(dǎo)致死亡。為降低污水廠設(shè)備運行過程中臭氣的濃度，需對產(chǎn)生臭氣的細格柵、粗格柵、提升泵房、沉砂池和曝氣池進行區(qū)域除臭處理，并且尾氣達標(biāo)排放。

三、各主流除臭工藝分析及效果評價

現(xiàn)階段用于污水廢氣處理的除臭工藝主要有以下幾種：生物除臭法、酸堿（或加藥）洗滌法、物理化學(xué)吸附法、植物液噴淋除臭法、光催化氧化法。

（一）生物除臭技術(shù)

生物除臭法除臭的原理是將廢氣中惡臭物質(zhì)作為微生物的養(yǎng)分（俗稱食物），通過自我繁殖將其凈化。

（二）酸堿（或加藥）洗滌法

用酸性堿性溶液分別對臭氣中的氨（NH3）和硫化氫（H2S）進行中和，為了達到更好的除臭效果，一般酸洗塔、堿洗塔進行串聯(lián)，同時使用。

（三）物理吸附法

我們一般用活性炭進行吸附廢氣中的惡臭物，利用吸附劑表面的分子引力或化學(xué)鍵力，將惡臭分子濃集并固定于吸附劑表面。

（四）植物液除臭技術(shù)

植物液除臭的工作液源自360 多種天然樹木、花草的提取液，天然無毒無害。該方法適用性廣，可根據(jù)不同臭氣進行差異化的調(diào)制。

植物液中多種成分具有很強的化學(xué)活性，可用霧化設(shè)備噴灑去除敞開或半敞開空間的臭氣，也可采用洗滌塔的方式集中收集處理。主要原理為通過吸附、吸收、分解、化合、催化氧化、聚合等一系列物理、化學(xué)反應(yīng)機制消除臭味。

各種除臭技術(shù)的比較分析如表1所示。

表1 各種除臭技術(shù)比較分析表

四、生物除臭法設(shè)備及工藝原理簡介

（一）生物除臭工藝流程

考慮該污水廠臭氣成分單一、可用場地相對空余且業(yè)主對運行成本、維護管理、運行穩(wěn)定性等方面比較敏感，采用：生物除臭的方式對收集的廢氣進行處理，臭氣經(jīng)臭氣收集管道收集后統(tǒng)一送往臭氣處理系統(tǒng)后達標(biāo)排放。雖然前期資金投入較大，但后續(xù)維護方便。

具體工藝流程如圖1：

圖1 工藝流程圖

（二）生物除臭濾池結(jié)構(gòu)特點

1.主體結(jié)構(gòu)及材質(zhì)

生物除臭箱采用玻璃鋼（FRP）+碳鋼骨架結(jié)構(gòu)，整個裝置的強度和剛度能夠得以保證。箱體外部配備進出口風(fēng)管接口、填料口、卸料口、檢修口、水箱接口、噴淋管路接口、爬梯等，內(nèi)部包含填料支架、氣體倒流板等。內(nèi)部一般分成兩級：前級為預(yù)洗池，后級為生物濾池。（如圖2）

圖2 生物濾池效果圖

2.預(yù)洗池

（1）預(yù)洗池從內(nèi)向外由玻璃鋼內(nèi)襯防腐層+碳鋼防腐層+玻璃鋼外襯防腐層三層組成。預(yù)洗池的作用是通過噴淋去除惡臭氣體中可溶于水的酸性、堿性氣體，同時洗去大部分不溶于水的粉塵，并且調(diào)節(jié)臭氣的濕度和溫度。

（2）預(yù)洗池側(cè)面設(shè)有人孔、裝料孔和卸料口。上層為噴淋層，布有水管及噴頭，噴頭均勻布置，保證各方向、空間的臭氣都能與水接觸。此處效率約高，后續(xù)生物濾池承受的臭氣濃度越低，從而更好地達標(biāo)排放。

（3）預(yù)洗段填料采用多面空心球，粒徑DN50。

3.生物濾池

（1）生物濾池從內(nèi)向外由玻璃鋼內(nèi)襯防腐層+碳鋼防腐層+玻璃鋼外襯防腐層三層組成。生物濾池的作用是將前級預(yù)洗池未能處理或未處理完的有機物、無機物進行補充處理，通過生物填料中的微生物復(fù)雜的新陳代謝，徹底去除惡臭物。

（2）生物濾池側(cè)面設(shè)有人孔、裝料孔和卸料口。上層為噴淋層，布有水管及噴頭，噴頭均勻布置，洗去生物濾料上的無用物質(zhì)，保證濾料的透氣度和微生物的活性。

（3）生物濾池內(nèi)部生物填料下方有導(dǎo)氣腔，解決配氣不均勻的問題，防止出現(xiàn)短流、溝流。生物填料上方的維修空間充足，以方便設(shè)備的維護。

（4）除臭裝置配有除霧器，能有效地將尾氣中大量水分回收至生物床水池內(nèi)。

（5）生物濾池內(nèi)臭氣停留時間不小于25秒，濾料壽命不小于10年，整套系統(tǒng)使用壽命不少于15年。

4.布氣支撐系統(tǒng)

填料支撐系統(tǒng)位于除臭裝置布氣系統(tǒng)部分，用于支撐濾料的運行重量，材質(zhì)玻璃鋼。

支撐板為玻璃鋼拉擠格柵板，為保證空氣均勻通過生物濾體系統(tǒng)，在格柵板上口徑較小的濾網(wǎng)，防止填料流失。

布氣層內(nèi)有用于能承載填料強度及耐腐蝕性的玻璃鋼格柵，并滿足填料在運行過程中由于微生物生長、噴淋濕重、自然壓降等情況的強度。為解決臭氣在生物箱體內(nèi)部均勻流動，提高處理效果，除臭設(shè)備配置配氣通道。

5.加濕循環(huán)及噴淋系統(tǒng)

生物除臭設(shè)備的噴淋系統(tǒng)含循環(huán)水泵、噴淋管道及噴嘴。噴嘴及循環(huán)水管采用耐腐蝕材料。噴嘴布置在生物濾池內(nèi)部。噴淋系統(tǒng)配有流量計、PH計、液位計、加熱器、溫度傳感器、電磁閥、過濾器等相關(guān)附件。

水 泵 電 源：380V/三 相50Hz，防護等級：IP55。帶液位控制開關(guān)，能通過液位控制水泵的開停。

水噴嘴布置在封閉的洗滌床內(nèi)部，通過檢修人孔可使操作人員在無須打開設(shè)備殼體的情況下完成更換、檢查等維修工作。

生物濾池的加濕通過間歇噴淋實現(xiàn)，功能是保持濕度，去除剩余污染物，主要包括加濕水泵、水供給系統(tǒng)等。

噴嘴采用耐腐蝕材料，噴嘴布置在封閉的生物濾床除臭設(shè)備頂部，通過檢修人孔可使操作人員在無需打開設(shè)備殼體的情況下完成更換、檢查等維修工作。

循環(huán)水管采用UPVC材質(zhì)，耐酸堿腐蝕、抗老化。

噴淋系統(tǒng)配有電磁閥、過濾器，流量開關(guān)及pH檢測儀等相關(guān)附件。

噴淋泵、循環(huán)泵過流部件材質(zhì)：SUS304材質(zhì)/氟合金/FRPP。

6.排放系統(tǒng)

在無其他污染源影響的正常工況下，臭氣經(jīng)處理后通過排氣筒高空排放。

我們選用的聯(lián)合除臭設(shè)備是全新的設(shè)備，具有可靠的工藝以及良好的設(shè)計，并能夠適應(yīng)現(xiàn)場氣候條件的高質(zhì)量和高等級的設(shè)備。

7.生物濾池除臭設(shè)備工藝原理

風(fēng)機抽風(fēng)，廢氣先進入預(yù)洗池，進行清水或化學(xué)藥液洗滌，在該區(qū)域?qū)α蚧瘹洌℉2S）、氨（NH3）和水溶性廢氣充分的吸收。剩余的惡臭氣體進入生物濾池，通過生物填料時，污染物被掛生物膜。

惡臭氣體與生物填料上水膜接觸并溶解，在微生物菌的作用下被降解。

微生物菌種把臭氣中的惡臭物質(zhì)作為養(yǎng)分，用于新陳代謝與自我繁殖。通過不斷的繁殖，達到去除惡臭物質(zhì)所需要的飽和狀態(tài)。

微生物分解過程的反應(yīng)化學(xué)方程式：

生物除臭注意事項：

（1）散水方式及時間

預(yù)洗池需24小時連續(xù)噴淋降低對后續(xù)生物濾池的負荷。

生物濾池需間隙散水，讓生物填料處于濕潤狀態(tài)但不宜過渡加濕。太干燥，微生物活性將降低，濕度太高，載體表面水膜加厚，堵塞氣體正常流通。因此菌種繁殖的條件是相對嚴苛的，需要在濕度與空氣流通效率之間找到最優(yōu)的平衡點。

（2）溫度控制

微生物的高活性溫度為10-50℃，最佳溫度在25-35℃左右。

（3）PH值控制

整個除臭過程中會產(chǎn)生大量酸性物質(zhì)，主要來自臭氣中的可溶性氣體硫化氫（H2S氨（NH3）及微生物新陳代謝留下來的硫化物。

含硫的臭氣會被氧化分解成各種硫酸根。在微生物的作用下轉(zhuǎn)變成硫黃化合物。當(dāng)臭氣中的H2S與自養(yǎng)型硫氧化菌相遇時，會將H2S氧化成硫酸根H2S+O2+自養(yǎng)硫化細菌+CO2→合成細胞物質(zhì)+SO42-+H2O CH3SH→CH4+H2S→CO2+H2O+SO42-

故整個系統(tǒng)PH值維持在4-6之間，如果PH值下降至3以下，需及時更換箱體循環(huán)水或加堿液，時刻讓菌種保持在弱酸環(huán)境下。

8.生物填料

生物填料采用無機質(zhì)惰性填料與植物性濾料相結(jié)合的組合式填料，選用火山巖、復(fù)合式濾料等，不使用樹皮等易腐爛、易堵塞的濾料。

生物填料的外形及布置，可增加氣體的接觸時間，足夠的停留時間是微生物對惡臭成分降解的必要條件。同時專門配置的酸堿平衡裝置將適合微生物生長的PH值調(diào)整至最佳狀態(tài)。另外還配備了生物填料的投入取出口、觀察視鏡等，將方便操作人員巡視和檢修。填料支撐采用玻璃鋼網(wǎng)格板。

生物濾料需具有化學(xué)穩(wěn)定性和抗腐蝕性，保證在長期使用之后不發(fā)生化學(xué)變化和物理變化。因不會自身腐爛，所以使用壽命可達10年以上。

填料應(yīng)具備抗壓性及穩(wěn)定性，填料層的壓力損失為800～1000Pa；填料使用壽命大于十年，十年內(nèi)不需要進行填料更換。

不含不透氣的部分，沒有粘連，不會因自身腐爛而產(chǎn)生厭氧生化反應(yīng)，因此不會產(chǎn)生討厭的臭味。

生物處理單元的濾池選用的填料與微生物相容性好，有利于多種微生物生長，并形成生物群，生物填料耐生物腐蝕能力強，使用壽命長。

生物處理單元中微生物應(yīng)為混合微生物，能處理含有多種成分的復(fù)雜臭氣。采用針對廚余、果蔬垃圾處理系統(tǒng)的專屬生物菌種，菌種經(jīng)一次掛膜成功后應(yīng)能保障長期有效進行除臭。

因此所應(yīng)用的上述生物填料具有不可比擬的優(yōu)越性能。

五、結(jié)論與建議

綜上所述，生活污水臭氣的處理可以用多種工藝進行治理，需結(jié)合用戶的實際現(xiàn)場情況、凈化要求來針對性選擇并確定。對后期維護費用較敏感的用戶，建議采用生物除臭法，對前期投入費用較敏感的用戶，可以采用酸堿洗滌、活性炭等需用藥劑或耗材的除臭工藝。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)要求選擇組合方案實施，發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢，提高治理效果。