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污水处理厂除臭组合工艺研究

 摘要:结合某污水处理厂生物除臭工艺的设计及调试,介绍了生物除臭工艺的运行特点,总结规范了停留时间、吸收剂、温度、设备选型等工艺参数及控制方法。调试运行证明,在合理的设计范围内,其整体运行情况良好,系统的除臭效果达到国家环保要求。

关键词:生物除臭;温度控制;停留时间;pH值;化学吸收;喷淋量;参数控制

在现代化工业时代,工厂、垃圾厂、污水处理厂等都会产生臭味的环境问题,而臭气处理技术目前应用较为成熟的主要有吸附、化学吸收、催化燃烧、生物除臭、UV紫外和低温等离子技术的工艺方法,需针对气体的流量及性质,选择适合的工艺方法处理臭气。本文针对污水处理厂的臭气,介绍了除臭治理工艺。吸附法因后期维护、运行操作较麻烦及运行费用较高,而催化燃烧法的前期投资费用较高,UV紫外除臭适合小流量烟气,低温等离子存在安全隐患等问题,对于污水处理厂的臭气,选择生物除臭+化学吸收的结合工艺进行治理,该组合工艺拥有运行维修费用低、除臭效果明显等优点[1]。

1项目概况

汉宾五里镇污水处理厂为城镇生活污水的治理工厂,污水治理过程中,在粗格栅、提升泵站、细格栅、沉沙池、生物反应池、脱水机房、污泥储存房等处均产生臭气[2],臭气主要成分为挥发性碳氢化合物(VOCs)、硫化氢(H2S)、氨(NH3)、苯系物气体等,其感官体现为综合性恶臭异味[3]。根据密闭空间和换气参数确定各个地方产生的臭气流量,统计出该工程总的臭气流量为1.2万m3/h。根据业主提供的资料和工程经验,设计的进气致臭主要成分及浓度为:NH3为3~6mg/m3;H2S为5~10mg/m3;臭气浓度为800~1000(无量纲)。根据现场场地、投资运行、工况等经济及技术情况,采用化学吸收加生物除臭工艺方法除臭,现整体状况运行良好,除臭效率达到国家环保要求。经处理后的尾气应达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93),以及《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的大气污染物排放标准要求。该项目按二级标准要求执行。设计的排放浓度为(在厂界(防护带边缘)最高允许浓度):NH3为1.5mg/m3;H2S为0.06mg/m3;臭气浓度为20(无量纲);甲烷为1(厂区最高体积浓度,%)。

2除臭工艺流程

该污水处理厂除臭工艺流程为:通过加盖密闭空间、集气罩、烟道设备等将各个单元产生的臭气统一收集到核心处理装置,臭气经过化学酸碱吸收的前两期预处理后,进入生物除臭系统进行三级处理,并根据现场运行情况,预留了四级备用处理单元,最后烟气进行除雾脱水处理,经过治理后的干净气体,由风机抽至烟囱排放,此时大部分的臭气被净化[4]。

3关键参数及控制要点

[5]3.1pH值控制。该工程采用的吸收剂为硫酸溶液及氢氧化钠溶液,根据气体的理化性质,选择强酸碱中和,则化学反应快,治理效果显著,同时,也为后续的生物处理做了加湿、pH值调整的准备。酸碱吸收液调整在5%~10%的浓度范围,根据在线监测的H2S、NH3浓度,及时控制酸碱溶液的喷淋量,保证进入生物处理单元中维持生物所需pH值在7~8之间,该酸碱液的喷淋量通过变频调速器进行控制。3.2温度控制。前期的酸碱溶液处理,除了为生物处理做加湿准备,还有一个加温调整的准备,因为生物处理中的生物菌种,需要维持在一定的湿度及温度下才能保持良好的活性。在前期臭气处理中,温度根据当地的天气状况进行一定调整,维持在10℃~40℃,尤其是在北方的冬季,除了前期处理臭气的加热器需提升温度外,还需增加设备及管道的保温工程。3.3停留时间。臭气与吸收剂或生物制剂的停留时间过短,则达不到除臭的效果;若停留时间过长,则会增加工程设备投资及运行费用。所以,选择合适的停留时间相当重要。方程式①和方程式②为前期化学吸收的主要反应:NH3+H2SO4→(NH4)2SO4①H2S+NaOH→Na2S+H2O②在5%~10%酸碱溶液中,前期预处理的反应各停留1~2s即可。而在生物处理臭气中,需经过水溶渗透、生物吸收、生物氧化这三个主要过程,则停留时间考虑较长,针对该工程的臭气浓度及成分,选择停留时间在20s以上。3.4喷水量的控制。根据该工程的臭气组成成分,氨气、硫化氢和其他臭气成分是可溶于水的,选择适当的循环水量,对除臭能起到一定的治理效果。根据现场调试运行的效果来看,液气比在2~3之间较为优化。

4工艺特点

[6]该组合工艺与其他吸附、UV光解、低温等离子体、催化燃烧等工艺方法相比,具有以下优势:(1)该组合工艺的喷淋水,可以利用经污水站处理后的中水,且可循环利用,可不计水费问题,仅考虑少量化学吸收剂费用及电费,能耗小,故其总运行费用比UV光解、低温等离子体、催化燃烧工艺的低。(2)该组合工艺在生物菌种驯化后,能长期稳定运行,不需要繁琐地更换,可减少后期的维修费用。(3)由于化学吸收属于中和反应,生物处理没有如UV光解臭氧产生等问题,避免了二次污染。(4)对于中小型风量、成分较为单一的无机废气,此工艺较其他治理技术更为经济。(5)该组合工艺采用了一体化塔体,结构紧凑,应用灵活,且采用负压设计,减少了臭气的泄漏问题。

5运行结果

在汉宾污水处理厂除臭工程的调试中,系统运行稳定,除臭效果达到国家环保要求,水、电、化学剂耗量等各项经济指标也均在设计范围内。

参考文献:

[1]杨丽娟,张波,张宏,王卫.几种臭气处理技术的机理及特点[J].科技与企业,2012(18).

[2]姜应和,富立鹏,张少辉,魏明蓉.城市污水处理厂臭气治理技术评析[J].市政技术,2007,25(2):125-127.

[3]姚岚,王成端,徐灵.中小型污水处理厂除臭工艺初探[J].广西轻工业,2007(1).

[4]芮旭东,陈丹,龚文瑾.除臭工艺在城市污水处理厂中的应用和发展[J].中国给水排水,2012(6).

[5]睦光华,黄锦勇.生物滴滤床除臭系统净化污水处理厂臭气的研究[J].广东化工,2013,37(6):189-190.

[6]尚魏,王启山,郭静.生物过滤除臭技术在城市污水处理厂中的应用[J].天津城市建设学院学报,2006,7(2):121-123.

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