一、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。
二、臭氣基礎(chǔ)參數(shù)及治理要求
臭氣 >
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。
三、臭氣治理工藝原理
3.1 治理系統(tǒng)工藝流程
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),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,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。
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。
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。
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。
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。
四、調(diào)試數(shù)據(jù)
系統(tǒng)調(diào)試過程中,采用便攜式FID檢測儀對(duì)系統(tǒng)治理效果進(jìn)行檢測。
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。
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。
五、治理效果
根據(jù)表7檢測結(jié)果,煙囪檢測口中: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%?;瘜W(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。
六、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 >
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