生物過(guò)濾除臭技能處理污水
因?yàn)槌鞘薪ㄔ斓牟粩嚅_(kāi)展,可利用土地的不斷削減,致使城市污水處理廠的方位越來(lái)越挨近居民日子區(qū)。很多***家本來(lái)建在市郊的污水廠,跟著城市的膨脹如今卻坐落市中心,因而污水處理進(jìn)程中排放的惡臭氣體不可防止地影響了周?chē)用竦恼H兆?。惡臭?duì)人的生理和心理都會(huì)發(fā)作影響。跟著人們?nèi)兆铀降倪M(jìn)步以及對(duì)日子質(zhì)量、質(zhì)量要求的不斷進(jìn)步,對(duì)惡臭的辦理日益得到注重。歐美、日本等***從70年代便開(kāi)端研討脫臭技能,并用于工程實(shí)習(xí)。1992年在土耳其舉行的有關(guān)工農(nóng)業(yè)廢棄物辦理疑問(wèn)的世界研討會(huì)上,專家們共同呼吁,必須辦理惡臭,人類的日子。
近十幾年來(lái),脫臭技能,尤其是生物過(guò)濾除臭技能得到了敏捷的開(kāi)展,在和荷蘭的一些出產(chǎn)性實(shí)習(xí)中,這一技能成功地處理了很多來(lái)自污水廠、公共區(qū)域的惡臭、VOC和有毒氣體排放物,去掉率可超過(guò)90%。低價(jià)的運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)、低能耗、防止污染物搬運(yùn)等***色使該項(xiàng)技能較其它廢氣處理技能更具***勢(shì)。
城市污水處理廠的惡臭***要來(lái)歷于污水處理構(gòu)筑物和污泥處理構(gòu)筑物,在污水處理期間,污水經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的管網(wǎng)運(yùn)輸,進(jìn)入泵站、粗格柵、細(xì)格柵等構(gòu)筑物,因?yàn)樗魍膭?dòng)劇烈,常會(huì)有帶氣味的氣體從污水中散逸。這些氣體富含H2S、NH3等,因而是惡臭源。當(dāng)污水進(jìn)入沉積單元時(shí),惡臭在初沉池的進(jìn)水廊道、出水廊道等水流湍動(dòng)處也會(huì)發(fā)作。因?yàn)槌醭脸氐乃髦黧w是相當(dāng)平穩(wěn)的,僅有少數(shù)的惡臭排放,但污水處理廠常常在低于規(guī)劃流量下運(yùn)轉(zhuǎn),污水在初沉池停留時(shí)間較長(zhǎng)致使硫化物的發(fā)作而影響其它處理單元。生化處理單元的曝氣進(jìn)程常常伴跟著惡臭疑問(wèn),這一期間發(fā)作的惡臭強(qiáng)度盡管比前兩期間弱,但假如曝氣缺乏在流量過(guò)高時(shí)就會(huì)呈現(xiàn)厭氧區(qū)而發(fā)作H2S、NH2、乙酸、硫醇等惡臭氣體。
在污泥處理期間,因?yàn)槲勰嘀形廴疚餄舛?**,因而發(fā)作的惡臭強(qiáng)度也非常***。進(jìn)行污泥濃縮、脫水處置時(shí),運(yùn)用壓濾和化學(xué)絮凝劑都也許致使湍動(dòng)并開(kāi)釋惡臭氣體,運(yùn)用帶式壓濾機(jī)和重力壓濾機(jī)時(shí)尤為突出。假如***終進(jìn)行污泥堆肥處置,在開(kāi)始的1~5d中會(huì)開(kāi)釋很多的無(wú)機(jī)硫化物、有機(jī)硫化物和氨等氣體。
早在1923年的有關(guān)文獻(xiàn)中就提出用生物過(guò)濾處理惡臭氣體。到了50~60年代,一些發(fā)達(dá)***家開(kāi)端將這一辦法使用到實(shí)習(xí)中。美***的Pomerroy在California安裝出一個(gè)老練的土壤床設(shè)備用于處理H2S氣體,并于1957年獲得了專利,這是***早的生物濾池的雛形。1959年原西德Nurembery的一個(gè)城市污水處理廠也安裝了土壤床,以去掉來(lái)自污水干管的惡臭。隨后日本人用土壤脫臭法處理化工廠的臭氣,原惡臭氣體中NH3、H2S的濃度分別為0。04mmol/kg和0。00018mmol/kg,處理后均未檢出兩種惡臭物質(zhì)。在隨后的20年中,很多美***學(xué)者,如HinrichBohn進(jìn)一步地研討了土壤脫臭的原理,并在出產(chǎn)實(shí)習(xí)中推廣使用。
盡管土壤床可以有效地去掉必定類型的惡臭和揮發(fā)性有機(jī)物(VOC),并且本錢(qián)和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低價(jià),可是它的使用卻因其生物降解容量較低,占地面積較***有所約束。這些年跟著研討的深化,逐漸開(kāi)發(fā)出生物吸收設(shè)備和生物過(guò)濾設(shè)備。前者是將惡臭氣體與生物懸浮液(富含活性污泥)逆流經(jīng)過(guò)吸收器,惡臭物質(zhì)被懸浮液中活性污泥吸收,凈化了氣體由***端排出,其脫臭原理與活性污泥處理污水的原理相同。該設(shè)備關(guān)于去掉含氨、酚、乙醛等惡臭氣體效果較***,但處理含硫的惡臭物質(zhì)效果不明顯。生物過(guò)濾設(shè)備即生物濾池,其內(nèi)部裝有固體填料,為微生物成長(zhǎng)提供了巨***的外表積并附著了很多的生物膜,經(jīng)過(guò)加濕的惡臭氣體流經(jīng)生物膜并構(gòu)成一層液膜,液膜吸附氣體中惡臭污染物,了微生物進(jìn)行分化。這種設(shè)備基質(zhì)利用率高,抗沖擊負(fù)荷,處理含硫惡臭氣體如H2S的處理效果杰出。現(xiàn)在都在研討開(kāi)發(fā)新型反響器及填料,生物過(guò)濾除臭技能正在以較快的速度開(kāi)展。
在使用的一起,理論的研討也不斷開(kāi)展,當(dāng)時(shí)對(duì)比的是Ottengraf的生物膜-雙膜理論。依照Ottengraf的模型,生物濾池的模型分成了微觀動(dòng)力學(xué)和微觀動(dòng)力學(xué)兩進(jìn)程。他的微觀根本模型是固體顆粒濾床,顆粒外表被一層具有生物活性的水膜包裹,即所謂的“生物膜”,生物膜的概念常常用來(lái)解說(shuō)水系中的降解進(jìn)程。氣體中的污染物(底物)經(jīng)過(guò)濾池時(shí),經(jīng)過(guò)相界面搬運(yùn)分散到膜內(nèi),供應(yīng)膜內(nèi)微生物氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。每一種污染物質(zhì)的氣相和液相濃度在相界面老是平衡的,并且遵從亨利規(guī)律。另外,還假定在生物膜內(nèi)發(fā)作生物降解的微觀動(dòng)力學(xué)遵從米-門(mén)公式;氣體以活塞流辦法流過(guò)濾池,一個(gè)開(kāi)始的,生物膜-雙膜模型如圖1所示。
假如氣體是單組分,當(dāng)該物質(zhì)氣相濃度Cg高于其臨界濃度Ccrit(圖1曲線)時(shí),Ottengraf假定生物膜內(nèi)分化反響遵從零級(jí)反響,即分化速率與底物濃度無(wú)關(guān),則使用上述辦得到下面的:該物質(zhì)在膜內(nèi)到達(dá)飽滿,污染物的去掉只遭到膜內(nèi)生物活性的約束。
在這種情況下,該模型猜測(cè)了濾床中污染物濃度會(huì)線性削減。而當(dāng)Cg低于Ccrit(圖1曲線)時(shí),分化速率與底物濃度呈線形聯(lián)系,生物膜中的分散活動(dòng)將會(huì)變成污染物去掉的約束,生物膜不再飽滿,去掉速率隨氣體中污染物濃度的下降而下降。
該模型的有效性可由很多實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。如在去掉甲醇、苯類等揮發(fā)性有機(jī)物時(shí),其氣相濃度較高時(shí)去掉率與濃度無(wú)關(guān),只與濾池的高度呈線性聯(lián)系,當(dāng)濃度低于Ccrit時(shí),因?yàn)樵獾椒稚⒌募s束,去掉速率隨濃度的下降而下降。
Ottengraf的模型描繪了生物過(guò)濾的根本技能,并提出了處理單元素氣體時(shí)生物濾池的規(guī)劃參數(shù)。但是,關(guān)于多組份氣體,因?yàn)閿?shù)學(xué)上的復(fù)雜性和氣體中各成分相互影響,約束了該模型的使用,而排放源排放的氣體通常富含很多成分,因而,用較小的濾池進(jìn)行了小規(guī)劃的出產(chǎn)性實(shí)驗(yàn),通??梢垣@得正式出產(chǎn)時(shí)的濾池構(gòu)造尺度。
各處理構(gòu)筑物發(fā)作的惡臭,其排放量和濃度各不相同,其詳細(xì)的核算也有所不一樣。一種辦法是利用水外表所散逸的水蒸氣速率來(lái)核算;另一種辦法是在惡臭排放源的下風(fēng)向按必定格局采樣,經(jīng)過(guò)丈量采樣點(diǎn)的風(fēng)速和樣品中方針污染物濃度,可繪制污染物濃度和風(fēng)速曲線,依據(jù)該曲線可核算出惡臭排放量。
生物濾池中的***多數(shù)微生物在挨近中性的物活性較高,惡臭的去掉率也較高。因而關(guān)于堆肥濾池pH在7~8之間適合細(xì)菌和放線菌成長(zhǎng)。在一些情況下,處理富含H2S氣體時(shí)會(huì)發(fā)作酸性副產(chǎn)品,如H2SO4,假如長(zhǎng)期較高的H2S負(fù)荷則會(huì)堆積很多的酸性物質(zhì),致使pH的下降損壞現(xiàn)有的菌種,假如未及時(shí)掃除還會(huì)下降濾池的降解能力,在這種情況下,應(yīng)增加化學(xué)緩沖劑如石灰等。詳細(xì)拜見(jiàn)
維持濾料的***濕度關(guān)于生物濾池來(lái)說(shuō)是***要的運(yùn)轉(zhuǎn)要求。水分不僅關(guān)于微生物的成長(zhǎng)和推陳出新是必不可少的,并且有助于濾料緩沖能力。不適合的濕度會(huì)致使濾料嚴(yán)密,氣體處理不完全,構(gòu)成厭氧區(qū)而開(kāi)釋有氣味的物質(zhì)。通常情況下,土壤濾池水分在10%~25%,堆肥濾池水分在20%~50%。
因?yàn)闉V料品種和所在理氣體的不一樣,則反響器內(nèi)的吸收/吸附速率和生物降解速率不一樣,停留時(shí)間也就有所不一樣。Hellmer引薦堆肥濾池的氣體停留時(shí)間不少于30s,土壤濾池則需要更長(zhǎng)些。
濾料在運(yùn)用進(jìn)程中不斷被壓實(shí),孔隙度下降,氣體經(jīng)過(guò)濾料的阻力不斷增***,壓降和能耗也隨之加***。圖2所示為兩種濾料在外表負(fù)荷效果下的壓降。在***多數(shù)濾池中,全部濾床的壓降可由監(jiān)測(cè)器接連測(cè)定以便替換濾料。生物濾池的壓力損失通常為400~2000Pa。
為了改進(jìn)質(zhì)量和人民日子質(zhì)量,應(yīng)在建造污水處理廠的一起進(jìn)臭氣體及其揮發(fā)性有機(jī)物的辦理。生物過(guò)濾技能使用于處理污水處理廠散逸的惡臭,具有投資省、操作辦理簡(jiǎn)略、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、安全可靠等長(zhǎng)處。應(yīng)當(dāng)趕快在中***進(jìn)行使用。一起,應(yīng)進(jìn)一步研討反響進(jìn)程生物化學(xué)反響機(jī)理,并進(jìn)行擴(kuò)展規(guī)劃的實(shí)驗(yàn),斷定各種技能進(jìn)行的參數(shù),以完成工業(yè)化出產(chǎn)。