生物除臭工艺设计

污水厂生物除臭设计

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H2S、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H2S、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。

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、脱水问等)是除臭的重点。

2生物过滤除臭原理

Ottengraf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Ottengraf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20×104m3／d，采用改良A2／O工艺。

3．1 恶臭物质浓度及排放标准

①主要恶臭物质浓度设计值

H2S浓度为0．75～1．50 mg/m3，NH3浓度为0．50～2．83 mg/m。，臭气浓度(气味值)为250～4 000。H2S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：H2S≤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／m。，二甲二硫≤0．06 mg／m3．臭气浓度(气味值)≤20。

3．2恶臭收集与输送

3．2．1 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。

3．2．2风量计算

本工程的风量根据臭气空问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。

本设计根据臭气空问，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。

3．3 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。

3．3。1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。

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176．8m3／(m。．h)；停留时间为50．9 s；填料高度为0．8m；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。

3．3．2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ф25 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。

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，H2S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