一、污水除臭治理工藝流程圖
1、各種除臭方法介紹
廢水處理站的惡臭氣體主要產(chǎn)生在污水預(yù)處理過程以及污泥處理過程。不同的處理設(shè)施及過程會(huì)產(chǎn)生各種不同濃度的惡臭氣體。在污水和污泥處理的過程中,所散發(fā)的惡臭污染物是各種污染物的綜合體。
按氣體味道,臭味大致可分為:魚腥臭[胺類CH3NH2,(CH3)3N],氨臭[氨NH3],腐肉臭[二元胺類NH2(CH2)4NH2],腐蛋臭(硫化氫H2S),腐甘藍(lán)臭[有機(jī)硫化物(CH3)2S],糞臭[甲基吲哚C8H5NHCH3]以及某些生產(chǎn)廢水中特殊有機(jī)物所具有的特征臭味。
表4-1 一些物質(zhì)的特征氣味
惡臭物質(zhì)種類繁多,來源廣泛,對(duì)人體呼吸、消化、心血管、內(nèi)分泌及神經(jīng)系統(tǒng)都可能會(huì)造成不同程度的損害。污水廠的除臭技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)有幾十年的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的提高和環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),在國(guó)內(nèi)也正開始興起并呈走向蓬勃的趨勢(shì)。
臭氣的處理方法有很多,主要分為吸收吸附法、離子法和燃燒法三大類。
離子除臭法的原理是使用中頻、高壓電場(chǎng),采用分子共振原理,在常溫下可將污水中異味的有機(jī)碳?xì)浠衔锓肿?、及無(wú)機(jī)化合物如H2S NH3電離,變成H+、C4+ 、S4+ 、N3+ 等離子體。H+、C4+ 、S4+、N3+等離子體進(jìn)入催化劑反應(yīng)罐,被氧化成為水和二氧化碳。
吸附法主要是利用活性炭對(duì)臭氣成分進(jìn)行吸附,今年來也出現(xiàn)廠家在活性炭上加載堿性/酸性/氧化性成分,以和臭氣成分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。但是這樣的工藝都存在一個(gè)缺點(diǎn),就是一定時(shí)間之后,填料會(huì)失效,需要定期更換,除了需要填料更換的費(fèi)用,更換期間臭氣問題也是一個(gè)問題。當(dāng)臭氣風(fēng)量小,并且臭氣濃度很低的工況下,建議采用這種方法。
燃燒法由于其投資高、系統(tǒng)復(fù)雜,需要熱源,因此一般常用于臭氣濃度很高的場(chǎng)合。在企業(yè)需要一定的鍋爐補(bǔ)風(fēng),且需要的風(fēng)量大于臭氣風(fēng)量的情況,可以采用燃燒的方式。但是由于臭氣被氧化后具有一定的腐蝕性(如硫化氫燃燒后產(chǎn)生二氧化硫),因此所采用的鍋爐和煙道應(yīng)充分考慮防腐,并需要對(duì)二次污染物考慮必要的處置。
吸收法中主要又分化學(xué)洗滌法和生物吸收法,其中化學(xué)洗滌法是利用酸、堿與硫化氫等惡臭物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),達(dá)到去除異味。處理效果主要取決于酸、堿液的使用量。運(yùn)行成本較高,該方法在市政污水處理廠內(nèi)一般不作為首選方法。
生物法除臭法原理是利用微生物降解氨、硫化氫、硫醇、硫醚等惡臭物質(zhì),使之成為穩(wěn)定的氧化產(chǎn)物,從而達(dá)到無(wú)臭化、無(wú)害化的一種工藝方法。這種方法能夠?qū)撼粑廴疚锶芙馕?,同時(shí)能結(jié)合微生物的降解作用進(jìn)行處理。被降解的硫化氫等惡臭物質(zhì)首先溶解于水中,再轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi),通過微生物的代謝活動(dòng)而被降解。單純的生物法除臭不需要使用藥劑;利用微生物分解臭氣也不需要太多的外補(bǔ)能量;生物繁殖、排泄維持其自身生存和活力。生物法除臭是近年發(fā)展起來的新型除臭技術(shù),它可有效地去除廢氣中的H2S等臭氣物質(zhì),去除率高,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低,操作管理簡(jiǎn)單,是解決惡臭污染進(jìn)而保護(hù)大氣環(huán)境的適用范圍較廣的凈化技術(shù)。
目前在國(guó)際上成熟的生物吸附法為生物過濾法,根據(jù)其使用的濾料不同又分為土壤或樹皮(有機(jī)濾池)生物濾池、無(wú)機(jī)濾料生物濾池和復(fù)合型濾料生物濾池。
從國(guó)外的污水、污泥處理除臭業(yè)績(jī)來看,大致可分為以下的幾種除臭方法:燃燒法、生物法、化學(xué)藥液洗滌法、臭氧氧化除臭法、消臭劑除臭法和活性炭吸附法。
本工程除臭方法工藝選擇
1)生物除臭工藝是一種安全可靠的臭氣處理方法,除臭效率大于90%。其原理是臭氣通過濕潤(rùn)、多孔和充滿活性微生物的濾層,利用微生物細(xì)胞對(duì)惡臭物質(zhì)的吸附、吸收和降解功能,微生物的細(xì)胞個(gè)體小、表面積大、吸附性強(qiáng)、代謝類型多樣的特點(diǎn),將惡臭物質(zhì)吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物。
2)微生物除臭過程分為三步:
(1)臭氣中所含的有機(jī)物同水接觸并溶解到水中;
(2)水溶液中的惡臭成分被水體中的微生物吸附、吸收,惡臭成分從水中轉(zhuǎn)移至微生物體內(nèi);
(3)進(jìn)入微生物細(xì)胞的惡臭成分作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為微生物所分解、利用,從而使污染物得以去除。
3)微生物分解惡臭成分的化學(xué)反應(yīng)式
a. 硫化氫
H2S+202→H2SO4
b. 甲硫醇
2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O
c. 硫化醇
(CH3)2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2O
d. 二甲二硫
2(CH3)2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2O
e. 氨
NH3+2O2→HNO3+H2O
f. 三甲胺
2(CH3)3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O
從以上的反應(yīng)所示,臭氣成分會(huì)分解成二氧化碳,水和硫酸、硝酸等酸性物質(zhì),適當(dāng)?shù)纳⑺軟_掉這些酸性物質(zhì),以保持適當(dāng)?shù)奈⑸锷L(zhǎng)的環(huán)境。
生物除臭是利用微生物細(xì)胞對(duì)惡臭物質(zhì)的吸附、吸收和降解功能,對(duì)臭氣進(jìn)行處理的一種工藝。
4.4生物除臭填料選擇
對(duì)生物除臭而言,要確保生物除臭系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵因素就是填料的選擇。簡(jiǎn)單說,需要選擇的這種填料在單位的體積內(nèi)可以生長(zhǎng)更多細(xì)菌,從而可以提高系統(tǒng)的處理能力,并在保證處理效果的前提下可以有效的縮小設(shè)施的體積。鑒于除臭微生物的生長(zhǎng)特性,對(duì)填料的性能要求相對(duì)較高。
具體而言,作為生物除臭的填料,有以下幾個(gè)方面作為先決條件:
(1)比表面積大:填料一般選用比表面積大、開孔孔隙率高的多孔惰性濾料,這種濾料有利于微生物的接觸掛膜和生長(zhǎng),保持較多的微生物量;有利于微生物新陳代謝過程中所需氧化和營(yíng)養(yǎng)物以及代謝產(chǎn)生的廢物的傳質(zhì)過程;
(2)表面電性和親水性:微生物一般帶有負(fù)電荷,而且親水,因此濾料表面帶有正電荷有利于微生物的固著生長(zhǎng),濾料表面的親水性同樣有利于微生物的附著。并且親水的表面導(dǎo)致濾料具有較好的持水性,可以使系統(tǒng)間歇灑水從而節(jié)省風(fēng)機(jī)的功率。
(3)機(jī)械強(qiáng)度高:根據(jù)填料以及塔體的加工方式的不同,各個(gè)廠家也在分別研發(fā)不同的工藝。一般來說,生物填料必須具有在不同強(qiáng)度的水力剪切作用以及濾料之間摩擦碰撞過程中破損率低的機(jī)械強(qiáng)度要求。較好的硬度能使濾料在使用多年之后仍保持其原有的大小和形狀;
(4)耐腐蝕性強(qiáng):由于臭氣本身具有一定的腐蝕性,因此填料必須具有較高的耐腐蝕性,才能在多年使用之后不減少、不塌堆、不變形。
(5)孔隙率及表面粗糙度:要求濾料具有一定的孔隙率及粗糙度,有利于微生物的附著、生長(zhǎng);
(6)生物、化學(xué)穩(wěn)定性好:除臭微生物在新陳代謝過程中會(huì)產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物,大多代謝產(chǎn)物會(huì)對(duì)濾料產(chǎn)生腐蝕作用,因此生物濾料必須有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和抗腐蝕性,同時(shí)需參與生物膜的化學(xué)反應(yīng),且其本身是不可降解的。
(7)過風(fēng)效力高:松樹皮、炭粒等填料使用一段時(shí)間后,會(huì)因?yàn)楸旧砀癄€、摩擦、擠壓造成填料層通風(fēng)不暢通,過風(fēng)面積縮小引起風(fēng)機(jī)風(fēng)壓增高,影響風(fēng)機(jī)壽命。所以我公司經(jīng)過幾年生物除臭設(shè)備運(yùn)行得出的經(jīng)念,開發(fā)了組合式混合填料,(專利號(hào)ZL201320453428.2)把生物吸附、掛膜、碳源等材料混合裝球,繼提高了過風(fēng)效率又增加了細(xì)菌生長(zhǎng)的載體面積而且使用壽命比其它生物填料壽命可多三年以上。
生物除臭技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代末期,期間嘗試了各種各樣的填料作為生物除臭系統(tǒng)的載體,各種填料的主要優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)單介紹如下:
土壤。土壤是最早被利用作為除臭的填料之一,因?yàn)橥寥谰哂休^大的比表面積,可以容納大量的微生物。但是其缺點(diǎn)是由于土壤的阻力較大,難以將填料堆做高,因此所需要的占地面積就較大。并且,對(duì)于含有硫系列的臭氣的去除效果不是很好,且容易使填料層酸化板結(jié)。不過土壤法對(duì)于氨氣(濃度不是很高)的去除往往較好,因?yàn)橥寥郎厦嫔L(zhǎng)的植物可以將氨根利用。土壤除臭還有一個(gè)缺點(diǎn)就是受季節(jié)的影響較大。
陶粒。燒制的陶粒具有較大的比表面積,也是被用作除臭工藝的微生物載體的選擇之一,至今有一些工程也在使用。一般來說,陶粒表面具有較好的親水性,如果燒制得當(dāng),本身惰性程度較高,在使用過程中可以維持相當(dāng)?shù)奈炊ㄐ汀R话銇碚f,采用陶粒(粒徑5-15mm不等)作為生物除臭的生物載體,在市政污水處理廠的場(chǎng)合,停留時(shí)間應(yīng)不小于30s。并且,如果陶化程度不夠的話,會(huì)在使用過程中被酸性的環(huán)境所腐蝕,從而填料出現(xiàn)風(fēng)化,強(qiáng)度下降粉碎等狀況。因此,在后續(xù)的建設(shè)中已經(jīng)很少被選用。
火山巖:火山巖生物濾料抗壓強(qiáng)度高,比表面積大,空隙率發(fā)達(dá),含有大量適合各類微生物生長(zhǎng)繁殖的微量元素,表面粗糙多微孔,易掛膜,在其表面能快速形成穩(wěn)定的,高活性的生物膜。對(duì)氣流阻力小,不易堵塞。
2、火山巖生物濾料具有抗腐蝕,惰性,在環(huán)境中不參與生物膜的生物化學(xué)反應(yīng),長(zhǎng)期浸泡不會(huì)向水體釋放任何物質(zhì),無(wú)二次污染。。
3、 呼吸功能
火山巖的天然孔洞,使其具備獨(dú)特的呼吸功能,在廢氣濃度不穩(wěn)定時(shí)可以利用孔洞將惡臭氣體吸足,再慢慢讓生物菌種消化。
生物(植物)炭。植物炭采用多年生果木或者多年生毛竹在高溫下燒制而成。燒制過程中通過對(duì)原材料的選擇以及對(duì)燒制溫度和時(shí)間的控制,嚴(yán)格控制產(chǎn)品的炭化比例,確保成品的比表面積。一般來說,產(chǎn)品的比表面積不小于260m2/g。通過不同粒徑填料的比較試驗(yàn)而得:過小的粒徑會(huì)增加整個(gè)填料層的阻力,但是對(duì)于除臭效果并沒有更多的影響。過大的粒徑一方面影響氣液的接觸效果而導(dǎo)致除臭效果會(huì)下降,另一方面也會(huì)降低產(chǎn)品的成品率。通過必選認(rèn)為最合適的粒徑范圍是5-10mm,最大不超過20mm。
組合(混合)生物填料;混合生物填料是把耐腐蝕、表比面積大、多孔材料、生物膜易生易落、耐生物降解、保濕性能好、空隙率高、壓損小的各種填料組合在一起裝入球體,既可以吸附氣體,又可以掛膜,而且空隙率高,通風(fēng)效率高,且可以填料自己可提供營(yíng)養(yǎng)源,保證今后微生物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)份,而且填料的使用壽命長(zhǎng)。
來源:環(huán)保人