溫州中心污水處理廠的生物除臭設(shè)計(jì)及應(yīng)用

葉天明，李珊珊

（浙江富春紫光環(huán)保股份有限公司，杭州 310012）

1 工程概況

溫州市中心片區(qū)污水處理廠廢水處理總規(guī)模為40 萬m3/d，污水處理廠按40 萬m3/d 規(guī)模一次建成，采取全封閉半地埋式建設(shè)。構(gòu)筑物主要包括粗格柵渠、提升泵站、細(xì)格柵渠、曝氣沉砂池、A2/O 生化池、雙層沉淀池、高效沉淀池、纖維濾池、紫外消毒渠等污水和污泥處理系統(tǒng)，還包括鼓風(fēng)機(jī)房、脫水機(jī)房、配電室等生產(chǎn)附屬設(shè)施。污水處理廠尾水排放水質(zhì)可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

本工程因?yàn)檎麄€(gè)廠區(qū)處于全封閉狀態(tài)，部分區(qū)域空氣中含有少量惡臭氣體，因此無法采用稀釋法、植物液噴灑法、生物土壤法和高能離子法，考慮到運(yùn)營成本，擬采用生物過濾除臭技術(shù)。該技術(shù)操作便捷，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行方式穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi)用低，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性，在城鎮(zhèn)污水處理廠得到廣泛應(yīng)用。

2 工程設(shè)計(jì)

溫州市中心片區(qū)污水處理廠的臭氣主要產(chǎn)生于粗格柵及提升泵房、細(xì)格柵及曝氣沉砂池、A2/O 池、污泥池、污泥脫水機(jī)房、污泥料斗等，根據(jù)各構(gòu)筑物的現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)位置，將臭氣源分為5 個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行臭氣的收集與處理。系統(tǒng)1 負(fù)責(zé)粗格柵及提升泵房、細(xì)格柵及曝氣沉砂池、儲(chǔ)泥池、污泥脫水機(jī)房、污泥料斗；系統(tǒng)2 負(fù)責(zé)第1 組A2/O 池；系統(tǒng)3 負(fù)責(zé)第2 組A2/O池；系統(tǒng)4 負(fù)責(zé)第3 組A2/O 池；系統(tǒng)5 負(fù)責(zé)第4 組A2/O 池。

2.1 臭氣量計(jì)算

《城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣處理技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T 243—2016）規(guī)定：（1）進(jìn)水泵吸水井、沉砂池由于水面交換較為頻繁，臭氣風(fēng)量按10m3/（m2·h）計(jì)算，上部密封空間，按增加1—2 次/h 的空間換氣量計(jì)算。（2）初沉池、濃縮池、厭（缺）氧池、儲(chǔ)泥池等構(gòu)筑物由于水面交換頻率相對(duì)較低，臭氣風(fēng)量按3m3/（m2·h）計(jì)算，上部密封空間，按增加1—2 次/h 的空間換氣量計(jì)算。（3）曝氣池構(gòu)筑物加蓋除臭時(shí)，考慮加蓋設(shè)備會(huì)發(fā)生泄漏，泄漏量按氣量的10%計(jì)。（4）脫水機(jī)房、污泥堆棚、污泥處理處置車間等構(gòu)筑物宜將設(shè)備分隔除臭。難以分隔時(shí)，工作人員需要進(jìn)入處理構(gòu)（建）筑物的抽氣量宜按換氣次數(shù)不少于8 次/h 計(jì)，經(jīng)常進(jìn)入工作人員的且要求較高的場(chǎng)合換氣次數(shù)可按12 次/h 計(jì)，貯泥料倉等一般工作人員不進(jìn)入的空間的換氣次數(shù)按2 次/h 計(jì)算。

本工程臭氣量具體計(jì)算見表1。

表1 臭氣量計(jì)算結(jié)果

2.2 臭氣密封系統(tǒng)

對(duì)于污水處理廠而言，應(yīng)該采取密閉回收、集中處理的治理方法，故污水處理廠存在各構(gòu)筑物密封處理的問題[1]。一個(gè)項(xiàng)目的密封系統(tǒng)要考慮以下幾個(gè)方面:（1）方便污水處理廠運(yùn)行的日常巡檢和設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作。（2）加罩后要盡量少增加額外的密封空間。（3）密封材料具有良好的耐腐蝕性與強(qiáng)度，使用壽命長。（4）充分利用原有的構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)，節(jié)約投資費(fèi)用。例如，格柵機(jī)、柵渣壓榨機(jī)采用設(shè)備所處的墻體及不銹鋼骨架陽光房進(jìn)行密封，陽光房部分可拆卸，便于設(shè)備檢修和維護(hù)；提升泵房采用廠區(qū)已有的鋼格柵蓋板密封；曝氣沉砂池采用不銹鋼+陽光板，兼具抗腐蝕和方便拆卸的特點(diǎn)；A2/O 池、污泥池、污泥料斗采用混凝土+已有的鋼蓋板密封；污泥脫水機(jī)房利用污泥脫水設(shè)備的自身密封條件，可減少投資費(fèi)用。

2.3 臭氣收集系統(tǒng)

污水處理廠的惡臭氣體主要是硫化氫、氨氣、硫醚類、吲哚類[2]，這些污染物具有較強(qiáng)的腐蝕性，同時(shí)所處的環(huán)境也很潮濕，這對(duì)于管道的使用壽命有很大的影響。因此，在實(shí)際工程中通風(fēng)管道較多采用玻璃鋼風(fēng)管，其具有強(qiáng)度高、抗腐蝕、耐老化等特點(diǎn)[3]。本工程臭氣收集風(fēng)管和管件也采用玻璃鋼材質(zhì)，外模手糊工藝，表面熱熔抗紫外線膠衣層，在保證滿足材料強(qiáng)度、抗腐蝕和耐老化的基本要求下，考慮了風(fēng)管和管件的光滑度、美觀度。風(fēng)管支架采用304 不銹鋼，耐腐蝕的同時(shí)免去其防銹處理工作。風(fēng)管管徑計(jì)算如下：

其中：

D——圓形風(fēng)管管徑，m；Q——臭氣風(fēng)量，m3/h；V——管內(nèi)風(fēng)速，m/s；a——鉅形風(fēng)管截面長邊，m；b——矩形風(fēng)管截面短邊，m。

根據(jù)一般工業(yè)建筑的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速，取非金屬風(fēng)管主管風(fēng)速為12m/s、支管風(fēng)速為8m/s、各吸風(fēng)口風(fēng)速為2m/s。再根據(jù)表1 計(jì)算出的各單體構(gòu)筑物風(fēng)量及總風(fēng)量，可計(jì)算出各支管管徑及主管管徑。

2.4 除臭工藝設(shè)計(jì)

2.4.1 除臭工藝設(shè)計(jì)說明

本工程采用生物過濾除臭系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體工藝流程見下圖。

除臭系統(tǒng)工藝流程圖

生物除臭就是利用微生物體內(nèi)酶的催化作用對(duì)臭氣進(jìn)行氧化分解，最終轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機(jī)物，從而達(dá)到凈化的目的[4]。各除臭單體密封的臭氣經(jīng)玻璃鋼風(fēng)管收集由玻璃鋼風(fēng)機(jī)正壓送入生物箱體。箱體前段為預(yù)洗滌段，該段填充了用于增加接觸面積的多面空心球，能將大顆粒及溶于水的物質(zhì)先噴洗下來，然后臭氣進(jìn)入生物濾池，該段填充了多層天然填料，用于微生物的生存附著。臭氣通過濕潤、多孔和充滿活性微生物的濾層，利用各種微生物對(duì)特定惡臭物質(zhì)的吸附、吸收和降解功能，將惡臭物質(zhì)吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等簡(jiǎn)單無機(jī)物，不可揮發(fā)的無機(jī)成分經(jīng)過間歇的水泵噴淋隨著循環(huán)液進(jìn)入下方水池收集，排放至污水處理廠前端；微量可揮發(fā)的成分經(jīng)本段無害化處理后，隨尾氣從污水處理廠廠區(qū)的集合總排放井達(dá)標(biāo)排放。

2.4.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

生物濾池除臭工藝主要設(shè)備有生物濾池除臭主體裝置、離心風(fēng)機(jī)、排氣筒及電控制柜。廠區(qū)根據(jù)區(qū)域分為5 套系統(tǒng)。

（1）1#生物濾池（預(yù)處理區(qū)域、污泥處理區(qū)域）

處理能力：60 000m3/h；外形尺寸：20.0m×12.0m×3.0m；表面負(fù)荷：250m3/（m2·h）；填料層有效停留時(shí)間：18.72s；循環(huán)（補(bǔ)充）水箱尺寸：1.4m×1.4m×0.8m（高）；濾池壓損：1200Pa；預(yù)洗滌床尺寸：4.0m×12.0m×3.0m（高），液氣比：1.5L/m3，填料高度：1.3m，接觸時(shí)間：3.74s；生物過濾床尺寸：16.0m×12.0m×3.0m（高），液氣比：1.0L/m3，填料層高：1.3m，接觸時(shí)間：14.98s。

（2）2#、3#、4#、5#生物濾池（第1、2、3、4組A2/O 生化池區(qū)域）

處理能力：40 000m3/h；外形尺寸：15.0m×11.0m×3.0m；表面負(fù)荷：242.42m3/（m2·h）；填料層有效停留時(shí)間：19.3s；循環(huán)（補(bǔ)充）水箱尺寸：1.2m×1.2m×0.8m（高）；濾池壓損：1200Pa；預(yù)洗滌床尺寸：3.0m×11.0m×3.0m（高），液氣比：1.5L/m，填料高度：1.3m，接觸時(shí)間：3.86s；生物過濾床尺寸：12.0m×11.0m×3.0m（高），液氣比：1.0L/m3，填料層高：1.3m，接觸時(shí)間：15.44s。

2.4.3 設(shè)備選型

根據(jù)各系統(tǒng)的風(fēng)量、管道的風(fēng)壓選配符合要求的玻璃鋼防腐離心風(fēng)機(jī)作為收集系統(tǒng)的動(dòng)力裝置，根據(jù)氣液比選配符合要求的不銹鋼水泵作為水循環(huán)的動(dòng)力裝置。

根據(jù)表1 計(jì)算出的總風(fēng)量選擇除臭設(shè)備：1#生物濾池處理風(fēng)量為60 000m3/h，配套風(fēng)機(jī)3 臺(tái)（2用1 備），每臺(tái)離心風(fēng)機(jī)風(fēng)量為30 000m3/h，風(fēng)壓為2400Pa，功率為37kW；配備循環(huán)水泵2 臺(tái)（1用1 備），流量為140m3/h，揚(yáng)程為30m，功率為18.5kW；配備補(bǔ)充水泵1 臺(tái)，流量為90m3/h，揚(yáng)程為28m，功率為11kW。

2#、3#、4#、5#生物濾池處理風(fēng)量為40 000m3/h，配套風(fēng)機(jī)2 臺(tái)（1 用1 備），每臺(tái)離心風(fēng)機(jī)風(fēng)量為40 000m3/h，風(fēng)壓為2000Pa，功率為37kW；配備循環(huán)水泵2 臺(tái)（1 用1 備），流量為80m3/h，揚(yáng)程為30m，功率為11kW；配備補(bǔ)充水泵1 臺(tái)，流量為50m3/h，揚(yáng)程為27m，功率為5.5kW。

3 處理效果

本項(xiàng)目于2018 年8 月底完成安裝并調(diào)試，2018 年9 月中旬委托第三方現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)，具體檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 臭氣處理效果

由檢測(cè)結(jié)果可知，處理效果達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 14554—93）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

溫州市中心片區(qū)污水處理廠通過設(shè)置生物濾池處理臭氣，成功解決了污水處理廠廠區(qū)臭氣四處逸散的問題。正式運(yùn)行一段時(shí)間后證實(shí)，生物除臭濾池具有去除率高、不存在二次污染、運(yùn)行成本低、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，該工程為我國半地埋式污水處理廠惡臭氣體的控制提供了良好的借鑒。