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洗涤+生物滤床过滤技术处理污水处理厂臭气方案

来源: http://www.huiguo.net.cn/    发表日期:2015-09-08    浏览:4113

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恶臭是污染环境、危害人体健康的重要公害之一,凭人的嗅觉即能感受到的恶臭物质有四千多种,从物质结构上大致分为5类:含硫化合物(硫化氢、二氧化硫、硫醇类、二甲基硫、硫醚类等)、含氮化合物(氨、胺类、酰胺类、腈类、吲哚类、硝基化合物等)、碳氢化合物(烷、烯、炔烃及芳香烃等)、碳氢氧化合物(酣、醛、酮、醚、醇、脂肪酸等)、卤素及其衍生物(氯化氢、氯、溴、商代烃、氯醛等)。其中对人体影响较大的八大恶臭物质是:硫化氢、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫。而我们通常所指的恶臭气体,是指在空气中扩散带有恶臭的气体,简称臭气。

恶臭气体的来源分布广泛,主要来自于固体垃圾处理场、以石油为原料的化工厂、污水泵站、污水处理厂、制药厂、饲料和肥料加工厂、畜牧产品农场、化纤厂、皮革厂、制浆厂、以及公厕、粪便转运站等场所。污水中的蛋白质、脂肪、碳水化合物的厌氧、好氧过程的产物或不完全产物产生了恶臭物质,这些恶臭物质对人的危害是多方面的,为了提高居民生活环境质量、杜绝空气污染隐患,恶臭源的控制及恶 臭气体处理已成为目前一些地区亟待解决的环境问题之一。

1 污水处理中常用除臭技术简介

恶臭气体处理传统技术包括物理法、化学法、生物法,新兴处理技术有等离子体分解法、光催化氧化法、微波催化氧化法、电化学氧化法、电晕法、联合法等。生物法具有技术先进成熟、处理效果稳定、资金节约等特点,使其更符合国情特色,在国内有着广泛的应用。

生物法是利用微生物细胞吸收恶臭物质(有机物),并在其代谢过程中将恶臭物质降解、转化而去除其原有的污染性质。

生物脱臭是目前最具前景的恶臭净化技术,由于其一次投资低、运行费用省、净化效果好、操作维护方便等特点,在欧美发达国家已被广泛用于低浓度恶臭气体治理。近年来,国内已经逐步开展了生物除臭技术研究和工业化应用实践。

该方法最突出的优点是处理成本低廉、基本无二次污染。相对于物理、化学法,生物处理法属于一种环保友好型的处理技术,更适用于浓度较低的恶臭污染物的去除。目前,污水处理厂常用的生物除臭法主要有生物过滤法、生物洗涤法以及生物滴滤法。

2 工程案例分析

某化工公司综合污水处理厂为二级污水处理厂,一期工程主要用于化工生产装置的工业废水处理、生活污水处理及公司事故应急处理、清污分流、 雨污分流的废水处理,建设规模为8000m3/d,处理工艺采用生物膜工艺,为引进挪威的卡能士浮动床专利技术(MBBR, Moving BedTMBio~film Reactor),污泥采用浓缩、脱水一体化带式压滤机过滤,泥饼外运填埋;二期工程建设总规模为15600m3/d,处理工艺采用兼氧+A/0工艺。

本项目处理的臭气主要来自综合污水处理厂中各类污水池、污泥脱水机房和危险品废渣库房等。根据进入综合污水处理厂的各类废水水质初步可以定性确认臭气中的主要成分为:硫化氢、氨、苯、苯胺、氯苯、硝基苯、非甲烷总烃、总挥发性有机物、臭气浓度等。

根据污水处理厂的废水的水质及污染因子的不同特点,对可能产生恶臭气体的点源进行分析,并进行了针对性的市场调研,采用技术先进、成熟可靠、 运行成本较低的生物法除臭,以确保污水厂外排恶臭气体稳定达标。根据臭气成分的特性及污水处理 厂的实际情况,该厂建成了一套以“洗涤一生物滤床过滤”为核心的联合除臭工艺,工艺流程如图1所示。

2.1 设计进、出口指标

臭气处理装置用于处理综合污水处理厂预处理系统和生化处理系统产生的恶臭气体,废气中含苯、苯胺、氯苯、硝基苯、非甲烷总烃、硫化氢、氨、臭气浓度等恶臭污染物,臭气经处理后达到国家标准GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》和GB 14554-93《恶臭污染物排放标准》相关要求后外排。

臭气处理装置进、出口污染物浓度范围、出口污染物排放标准浓度及速率要求见表1。


2.2 恶臭治理系统

2.2.1 臭气来源

预处理单元高浓度臭气处理装置主要处理来自均质池、事故池1、均质池1、物化污泥池、气浮系统、中和槽、危险品废渣库房、以及强氧化单元的污水缓冲罐及酸化中和罐的恶臭气体。

2.2.2 收集系统

污水处理构筑物均为敞开式结构,要解决废气污染和消除安全隐患,需加设玻璃钢罩,以解决臭气四溢的无组织排放问题,并在玻璃钢拱罩顶部设置玻璃钢排气管,排气管汇集到排气干管,然后通过离心风机抽风,再输入臭气治理设施。

2.2.3 处理系统

来自预处理单元高浓度臭气从气体收集系统排出经引风管抽吸,进入生物除臭主体设备,臭气中的污染物与生物除臭装置生物填料上微生物接触,被微生物捕获降解、氧化,使污染物分解为无害的C02和H20,通过风机抽送高烟自排放。在废气浓度很低时,营养液循环箱中的营养液由循环泵送到生物填料床顶部,均匀地喷淋在生物填料上,供微生物吸取营养物质,生长繁殖。

1.生物滴滤床装置

生物滴滤床装置是微生物降解气体有机污染物的场所,生物净化装置采用不锈钢外壳,内层玻璃钢防腐,夹层保温;壳体顶部留有人孔供维护检修用, 下部有进气口与进风管连接。内装有经特别筛选过的生物滤料,微生物附着、固定在惰性高效填料上。将筛选的微生物菌种固定在生物滤料上,生物滤料由耐腐蚀塑料格栅板承托,实现均匀布气。

当恶臭气体通过生物滤料时,滤料上的经筛选的高效菌种对臭气内的致臭成分进行生物氧化,净化后排入大气。臭气氧化分解中所产生的如硫酸、亚硝酸等其他代谢产物进入循环槽,最终和代谢产物一起排出。

此外,生物填料床工艺使用低浓度工业废水作为循环液,利用废水中的COD等有机物为微生物提供营养,节省专用营养液的使用费,并在降解气态污染物的同时分解氧化废水中的污染物,做到水相和气相污染物同步治理,治理中不产生二次污染。

2.生物填料

生物除臭装置所采用的生物滤料为聚丙烯人工滤料,经精心筛选加工而成。生物滤料结构坚韧,抗酸碱性强,滤料的表面积大,可提高生化反应效率,滤料之间空隙率较大,故生物除臭装置的压损较低。

3.生物菌种

恶臭物质的生物降解是新陈代谢过程的限速阶段,可见菌种的筛选、微生物的挂膜与驯化是生物除臭的核心技术。

针对恶臭气体的具体成分及种类,筛选出高效的脱臭菌,在实际运行中对筛选的菌种进行一定时期的驯化培养,以增强微生物对污染物的降解能力。 生物填料床内添加了真菌纤维素酶、碱性蛋白酶、过氧化物酶等多种酶制剂,通过酶产生的催化作用,降低了生化反应活化能,加快了微生物与VOCs之间的生化反应速率。微生物的活性得以提高,在恶劣的环境中也能较好地生长,提高了处理系统的稳定性和适应性。

生物填料床针对恶臭气体的组分接种了荧光假单胞菌、苯杆菌、硫杆菌等高效脱臭细菌,对芳烃类、杂环类等污染物分解能力强,具有独特的处理效果。

生物降解的反应式为:


微生物在环境条件变化后一部分会死亡,一部分能继续生存。生存下来的微生物经过短时间繁殖,能发展成为优势菌。因此,本装置能耐冲击负荷,当污染物的浓度上升后,短时间内处理效果下降,但是能很快恢复正常。

生物填料在使用前,需接种一定量的专性微生物菌种,菌种在出厂前已驯化。

微生物是以种群形式存在,多种微生物共居在一个环境中,微生物的特性既相似又相异,不同的污染物质在自然界都可以找到降解它的微生物。因此在一套装置里能同时处理净化多种污染物质。生物菌种将致臭污染物降解成二氧化碳和水,不产生二次污染。

4.保温系统

气态污染物的生物净化是一个扩散、吸附和生化反应的综合过程,温度的升高有利于生化过程的进行,生物除臭系统中微生物生长的最适宜温度为10 ~35 °C。

在本方案中,保温系统选用双层壳体,内填隔热材料,以保证微生物适宜的生长环境,使微生物始终处于最佳状态,从而达到对污染物去除的最佳效果。

2.3 运行条件控制

1.洗涤段循环水池设液位开关1台,并与洗涤段循环水泵连锁,当液位低于设定最低值时停泵。

2.生化段循环水池设液位开关1台,并与生化段循环水泵连锁,当液位低于设定最低值时停泵。

3.洗涤段循环水池设PH计1台,并与加药装置中的加碱泵A连锁。当洗涤段循环水PH值小于7时,加碱泵A起动向循环水池投加碱液。当洗涤段循环水pH值为9时,加碱泵A停泵。

4.生化段循环水池设PH计/温度计1台,并与加药装置中的加碱泵B连锁。当生化段循环水PH值小于7时,加碱泵B起动向循环水池投加碱液。当生化段循环水pH值为9时,加碱泵B停泵。

5.药装置溶液罐设置液位开关1台,并与加药装置中的加碱泵A/B连锁。当液位低于设定最低值时停泵。

2.4 运行效果

经“洗涤一生物滤床过滤”除臭工艺处理后,废气中各污染物含量有较大幅度降低,15m高排气筒出口污染物浓度均达到二级排放标准限值,除臭效果显著,该装置运行后厂区内空气质量有很大的改善。

2.5 经济指标



2.6 环保措施及回收利用

循环经济是按照生态规律利用自然资源和环境容量,实现经济活动的知识化转向。循环经济强调 “减量、再用、循环”,循环经济的前提和本质是清洁生产。本项目为“碧水蓝天项目”中臭气综合治理项目,采用源头治理、综合利用相结合方法,从根本上改变该污水处理厂恶臭污染现状,确保外排臭气达标,实现公司的可持续发展。

本装置有效利用了废水中的多种成分,在技术上可行,经济上合理,项目符合国家的环境保护与节能减排政策。

1.废气的治理

本装置为废气处理的环保装置,本身并无废气产生。臭气经本装置处理后由15m排气筒高空排放,排放量约为13500m3/h,废气中的硫化氢、氨、臭气浓度等指标均达到GB 14554-93《恶臭污染物排放标准》和GB 16297-1996《汰气污染物综合排放标准》国家排放标准要求。

2.废水处理

本装置产生少量的排污水,约2m3/d,主要含少量悬浮物(为脱落的微生物)和有机物,可返回污水处理系统进一步处理,不外排。

3.噪声

本项目中产生噪声的设备主要是搅拌机和泵类,设计中对这些设备采取了减震、消声措施,对环境不造成噪声危害。

噪声治理主要采取的措施如下:

(1)对其他高噪声设备,在设备定货时要求设备厂家产品噪声达到行业标准,同时附带必要的消声、隔声设施以降低噪声对环境的影响;

(2)对机泵噪声可采用软性接头或采取隔声处理,以降低噪声;

(3)采取多种隔声、消声、吸声措施,如设置隔声操作控制室,使工人与噪声接触的时间和强度均减少;

(4)合理配管,减少阀门和管道噪声;

(5)设计中尽可能合理布置,防止噪声叠加和干扰。

采取措施降噪后,在工作区域内距设备表面1m外噪声不超过85dB(A),基本满足SH/T 3146-2004《石油化工噪声控制设计规范》中的要求,即工作场所人员每天连续接触噪声8h时,噪声声级卫生限值85dB(A)。

根据以上分析,本项目产生的废气、废水及噪声均能回收利用或采取积极的治理措施,不会对当地环境造成影响,噪声源在厂界内,远离居民区,不会产生扰民现象。

3 结论

1.“洗涤一生物滴滤”工艺在化工污水处理除臭的工程实践取得了显著成效。恶臭气体通过装置净化后各项污染指标均大大降低,废气中的硫化氢、氨、臭气浓度等指标均达到国家排放标准GB 14554 -93徳臭污染物排放标准》和GB 16297-1996《大气污染物综合排放标准》的限值要求。

2.本装置有效利用了原废水中的多种成分,达到以废治废的目的,符合国家环境保护与节能减排政策。

3.该工艺属于国内同行业先进、成熟的工业化技术,实施废气源头治理,在技术上是可行的,经济上是合理的,项目实施后取得了巨大的社会效益。

4.该工艺可根据臭气成分的不同而调节微生物类型,可进一步推广。

5.臭气组分中的物质对微生物具有一定冲击,导致部分微生物死亡,对处理效果造成了一定影响,需进一步寻找具有更强适应性微生物是本技术的优化方向。

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