污水厂生物过滤除臭工艺及工程设计

污水厂生物过滤除臭 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 及工程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 王明健 , 　李　歆 (广东森海环保装备工程有限公司 , 广东 广州 510500) 　　摘 　要 : 　随着对污水厂周边环境要求的提高 ,污水厂除臭处理已成为业界关注的焦点。介绍 了污水处理厂恶臭物质的成分、来源及生物除臭的原理 ,并以某污水处理厂除臭工程为例 ,介绍了 生物过滤除臭工艺气体收集、处理系统的设计参数及生化反应条件的控制方法 ,可为类似工程提供 借鉴。 　　关键词 : 　污水处理厂 ; 　恶臭气体 ; 　生物除臭 ; 　生物过滤工艺 中图分类号 : X703. 1　　文献标识码 : C　　文章编号 : 1000 - 4602 (2009) 16 - 0032 - 04 B iof iltra tion D eodor iza tion Process and Project D esign in W a stewa ter Trea tm en t Plan t WANG M ing2jian, 　L I Xin (Guangdong ENV ITEK E. P. Inc. , Guangzhou 510500, Ch ina) 　　Abstract:　A long with the increase in requirement for surrounding environment of wastewater treat2 ment p lant (WW TP) , the deodorization treatment performed in WW TP has become the focus of the in2 dustry concern. The components and source of odors and the p rincip le of biodeodorization are introduced. Taking the deodorization p roject of a WW TP for examp le, the collection of odors, the design parameters and the control of biological reaction conditions are p resented, which p rovides a reference for the sim ilar p rojects. 　　Key words:　wastewater treatment p lant; 　odorous gas; 　biodeodorization; 　biofiltration p rocess 　　近年来 ,生物脱臭技术 (尤其是生物过滤除臭 技术 )以其工艺相对成熟、基建费用低、操作维护简 单、污染物净化彻底且处理效果好等特点而在实际 应用中逐渐推广 [ 1～3 ] ,已成功应用于治理污水厂、公 共区域的恶臭以及对 VOC和有毒气体排放物的去 除 ,已成为城市污水处理中臭气处理的主流工 艺 [ 4 ]。 1　污水厂臭气成分及来源 污水处理厂的臭气成分分为三类 : ①含硫化合 物 ,如 H2 S、硫醇、硫醚类 ; ②含氮化合物 ,如氨、胺 类、酰胺、吲哚等 ; ③含氧有机物 ,如醇、酚、醛、酮、有 机酸等。其中 H2 S、NH3 是臭味的主要组成成分 [ 5 ]。 经德国工程师协会调查 ,各处理工段产生的臭气与 气味值如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1所示。 表 1　臭气来源及气味值 Tab. 1　Source of odors and odor data 处理工段 气味值 波动范围 进水井 45 25～80 格栅井、泵站集水池 85 32～136 沉砂池 60 30～90 一般负荷曝气池 50 21～101 延时曝气法曝气池 30 10～43 二沉池 30 12～50 二沉污泥提升泵站 45 26～82 污泥存放 200 30～800 消化污泥存放 80 35～240 机械污泥脱水间 400 50～770 污泥脱水滤液 3 300～95 500 热预处理污泥 7 100 (浓缩池内侧 ) ·23· 第 25卷 　第 16期 2009年 8月 　　　　　　　　　　　　 中 国 给 水 排 水 CH INA WATER &WASTEWATER 　　　　　　　　　　　　　Vol. 25 No. 16 Aug. 2009 　　在采用二级生物处理工艺的污水处理厂中 ,一 般包括粗格栅、提升泵站、细格栅及沉砂池、生物反 应池、二沉池、消毒池等构筑物 ,其产生的污泥一般 在厂区内贮存、浓缩、脱水 ,有的还要进行消化稳定 处理。 从表 1可以看出 ,污水前处理部分 (格栅井、提 升泵房集水池及沉砂池 )和生物反应池中的厌氧段 和污泥处理部分 (贮泥池、脱水间等 )是除臭的重 点。 2　生物过滤除臭原理 O ttengraf等提出了生物膜理论 ,并建立了模型 来描述低浓度有机废气的净化过程。孙石等较早地 在国内介绍了 O ttengraf模型 ,并认为恶臭气体在生 物滤池中的吸附净化一般要经历以下几个步骤 [ 6 ] : ①废气中的有机污染物首先同水接触并溶解 (或混 合 )于水中 ,即由气膜扩散进入液膜 ; ②溶解 (或混 合 )于液膜中的有机污染物在浓度差的推动下进一 步扩散到生物膜内 ,进而被其中的微生物捕获并吸 收 ; ③进入微生物体内的有机污染物在其自身的代 谢过程中作为能源和营养物质被分解 ,最终转化为 无害的化合物。 在净化过程中 ,总吸收速率主要取决于气、液两 相中的有机污染物扩散速率 (气膜扩散、液膜扩散 ) 和生化反应速率。 3　生物过滤除臭设计 以某污水处理厂一期生化池加盖除臭工程为 例 ,介绍污水处理厂恶臭气体的生物过滤工艺设计。 该污水处理厂一期设计规模为 20 ×104 m3 / d,采用 改良 A2 /O工艺。 311　恶臭物质浓度及排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ①　主要恶臭物质浓度设计值 H2 S浓度为 0. 75～1. 50 mg/m3 , NH3 浓度为 0. 50～2. 83 mg/m3 ,臭气浓度 (气味值 )为 250 ～ 4 000。H2 S原始设计浓度为 1. 50 mg/m3 , NH3 原始 设计浓度为 2. 83 mg/m3。 ②　除臭排放标准 由于该污水厂位于城市商业、交通、居民混合 区 ,属环境空气质量功能二类区 ,根据《环境空气质 量标准 》( GB 3095—1996)的规定 ,其环境空气质量 执行二级标准。 臭气处理后排放根据《城镇污水处理厂污染物 排放标准 》( GB 18918—2002)、《恶臭污染物排放标 准》( GB 14554—93)、《工作场所有害因素职业接触 限值 》( GBZ 2. 1—2007)的要求 ,按照从严的原则确 定除臭排放标准如下 : H2 S≤0. 06 mg/m3 , NH3 ≤ 1. 50 mg/m3 , CH4 ≤1 mg/m3 ,甲硫醇 ≤0. 007 mg/m3 , 甲硫醚 ≤0. 07 mg/m3 ,二甲二硫 ≤0. 06 mg/m3 ,臭 气浓度 (气味值 ) ≤20。 312　恶臭收集与输送 31211　加盖设计 除臭工艺的第一个重点是建立臭气收集系统 , 理想的臭气收集系统是对臭气污染源在最小的范围 内进行封闭和直接收集。为了减少臭气对周围环境 的影响 ,设计中对产生臭气的改良 A2 /O生物处理 池等构筑物采取了加盖封闭措施。具体做法是在构 筑物水面上加一个高度 ≤1 m的盖 ,将污水水面罩 住。 加盖材料有多种 ,在综合考虑投资、耐腐蚀性、 可靠性和美观性的基础上 ,加盖材料采用进口玻璃 钢。 31212　风量计算 污水厂臭气量的计算基本上有下列几种方法 : ①根据水面积确定臭气量 ; ②对构筑物整体加盖 ,根 据臭气空间容积确定脱臭气量 ; ③对水池局部加盖 , 根据开口面积和风速确定脱臭气量 ; ④根据设备台 数确定脱臭气量。 本工程的风量根据臭气空间容积和换气次数确 定 ,换气次数根据室内是否进人确定取值范围 :不进 人或一般不进人的地方 ,换气次数约为 2～3次 / h; 有人进入 ,但工作时间不长的 ,换气次数约为 2～ 3. 5次 / h;有人长时间工作的空间 ,换气次数为 4～8 次 / h。 本设计根据臭气空间 ,按换气次数为 2次 / h再 叠加曝气量确定臭气量。该污水厂 A2 /O生化池加 盖后臭气空间为 17 500 m3 ,曝气量为 35 000 m3 / h, 则生化池处理气量按 70 000 m3 / h来考虑。 313　生物过滤除臭设计 生物除臭滤池由臭气收集系统、加湿系统、生物 填料系统、原水输送、滤液排放等几部分构成。 31311　设计参数的确定 为了保证设备的正常运行和对恶臭物质的高效 去除率 ,工艺参数的选择和确定是极为重要的。 一般生物除臭滤池的主要设计参数如表 2所 示。 ·33· www. watergasheat. com 王明健 ,等 :污水厂生物过滤除臭工艺及工程设计 第 25卷 　第 16期 表 2　主要工艺参数 Tab. 2　Main technique parameters 参数 设计运行范围 风管风速 / (m·s- 1 ) ≤12 停留时间 / s 15～100 压力损失 / Pa 70～120 填料高度 /m 0. 5～1. 5 温度 /℃ 10～35 参数 设计运行范围 表面负荷 / (m3 ·m - 2 ·h - 1 ) 50～200 有机负荷 / ( g·m - 3 ·h - 1 ) 10～160 臭气湿度 /% ≥90 臭气去除率 /% 95～99 pH值 6～9 　　根据污水处理厂生化池臭气量及臭气处理设施 的建设情况 ,本工程设置 2套生物滤池除臭装置 ,每 套处理臭气能力为 35 000 m3 / h。具体设计参数如 下 : 生物滤池高度为 2. 5 m;滤池表面负荷为 176. 8 m 3 / (m2 ·h) ;停留时间为 50. 9 s;填料高度为 0. 8 m;生物滤池尺寸为 18. 0 m ×11. 0 m ×2. 5 m;风机 Q = 20 000 m3 / h, H = 2 kPa, N = 15 kW , 2台。 31312　填料选择 生物滤池的最主要组成部分是填料 ,微生物在 恶臭气体处理实际工程中应用效果的优劣 ,与所用 填料有密切关系 ,不同的填料具有不同的特性 ,适用 于不同的场合。目前 ,废气生物处理的填料主要为 有机和无机两大类。无机填料主要有沙子、碳酸盐 类、各种玻璃材料、沸石类、陶瓷、活性炭等 ,有机填 料多为土壤、堆肥、碎木屑、树皮、树叶、聚丙烯小球、 塑料环等。 若选择填料不合理 ,则不仅不能达到既定的使 用目标 ,甚至可使整个生物处理过程失败 ,会导致不 必要的损失。选择填料有以下要求 : ①应具有一定 的结构强度及耐腐蚀性 ; ②具有较大的比表面积 ,可 给微生物提供充分的附着及与污染气体接触的面 积 ; ③应具有较好的表面性质 ,要有亲水性 ,便于微 生物和水附着 ; ④应具有足够的孔隙率供微生物生 长 ,确保供氧充足 ; ⑤无毒 ,化学性质稳定。 本工程选用聚丙烯鲍尔环作为微生物附着生长 的填料 ,规格为 ª25 mm ×25 mm ×1. 2 mm,堆叠高 度在 800 mm左右。这种填料具有机械强度高、密 度小、比表面积大 ( > 175 m2 /m3 )、孔隙率高、透气 性好、压力损失小、没有异味、耐腐蚀等优点 ,而且填 料环上衰老的微生物膜易脱落 ,微生物更新速度快 ; 填料环的内表面容易被液体润湿 ,保水性强 ,便于控 制湿度和减少喷淋水的用量。 314　其他设计 31411　温度 生物滤池的操作温度为 25～35 ℃ (微生物生 长的最佳温度为 25～35 ℃) ,一般而言 ,在适宜的 生长范围内 ,温度每下降或升高 10 ℃,微生物的生 长速率将降低或提高 1～2倍 ,则其对恶臭物质的去 除效率也将相应地降低或提高 ,为保证良好的处理 效果 ,对生物滤床进行了保温 ,以保证滤床和微生物 的热量不散发出去 ,同时对进气进行电加热升温 ,根 据进气量 ,配备合适的电加热功率 ,以确保空气温度 维持在 10 ℃以上 ,保证微生物的良好生长。 31412　湿度 水分不仅是微生物生命活动的必要成分 ,而且 也是吸收废气进而被微生物利用的溶剂 ,因此要求 臭气有一定的湿度。生物滤池湿度太低则水溶性恶 臭物质难以及时进入液相 ,且填料易干燥 ,降低床内 生物活性 ,既影响了整体除臭效率 ,又使得代谢产物 不易排出滤池。但是生物滤池的湿度过高又会使得 传质效率受到影响 ,且会导致气体穿过阻力增大 ,甚 至还可能造成局部厌氧而影响除臭效率。本工程在 生物滤池内设计有喷雾加湿区 ,使臭气进入生物氧 化区前相对湿度达到 90%以上 ,完全满足生物滤池 的需要。另外在生物滤床上方也增设散水装置 ,便 于填料接种时将菌种均匀投加到填料上。 31413　pH值 生物滤池中的大部分微生物在接近中性的环境 下生物活性高 ,恶臭的去除效率也高。在一些情况 下 ,处理含 H2 S气体时会产生酸性副产品 (如 H2 SO4 ) ,则生物滤池内 pH值会下降 ,滤池内微生物 的活性受到影响 ,从而降低恶臭物质的去除率。故 在滤池内设置 pH值控制器监控 pH,通过生物滤池 上方的散水装置添加碱液以调整 pH值为 6～8。 31414　营养成分 微生物新陈代谢过程中除了碳元素外 ,还需要 氮、磷、钾和痕量元素。当恶臭气体不能提供足够的 养分时还需要投加营养成分来满足微生物的生长。 设置在滤池上方的散水装置在滤池内营养成分不足 时也可为滤池提供营养成分。为了使对污染物质的 去除能力达到最大化 ,营养物质的供应在种类与数 量上应能保证微生物的活性 ,其具体的添加数量与 频率可参考恶臭气体中的碳含量并结合实际运行情 况来确定。Acuňa等的试验表明 ,较高的营养水平 ·43· 第 25卷 　第 16期 　　　　　　　　　　　　　　中 国 给 水 排 水　　　　　　　　　　 　　www. watergasheat. com 可以使滤池快速启动 ,并能提高其在稳定阶段的去 除能力 [ 7 ]。Gribbins和 Loehr认为 ,只有当氮碳比 ≥ 0. 01时生物滤池才能达到最佳的去除效果 [ 8 ]。 4　运行效果 该污水处理厂生物滤池除臭工程已建成并投入 运行 ,现设备运转正常 ,在污水厂周边基本上闻不到 臭味 ,对生物滤池排放气体进行了多次监测 , H2 S的 浓度为 0. 04 mg/m3 , NH3 浓度为 1. 0 mg/m3 ,厂区边 界臭气浓度为 10,达到了国家二级排放标准。由于 对滤池采用了保温措施 ,即使在冬季 , H2 S和 NH3 浓度也分别维持在 0. 05～0. 06 mg/m3 和 1. 20～ 1. 30 mg/m3 ,厂区边界臭气浓度 < 20,也同样达到 了国家排放标准。 5　结语 污水厂运行实践表明 ,生物除臭滤池具有去除 率高、不存在二次污染、运行成本低、管理方便等优 点 ,该工程为国内城市污水处理厂恶臭气体的控制 提供了良好的借鉴。 参考文献 : [ 1 ]　Pagans Estela, Font Xavier, Sanchez Antoni. 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