城市污水处理厂恶臭气体的生物过滤处理 6页

乇琳，等：城市污水处理厂恶臭气体的生物过滤处理城市污水处理厂恶臭气体的生物过滤处理王琳．许延营(中国海洋大学环境科学与工程学院，山东青岛266003)摘要：指出了城市污水处理厂对其产生的恶臭气体进行处理的必要性，介绍了恶臭气体的特性，探讨了生物过滤除臭的机理，并以青岛市团岛污水处理厂为例，说明采用生物过滤除臭工艺来对城市污水处理厂的恶臭气体进行处理，可取得理想效果。关键词：城市污水处理厂；恶臭气体；生物滤池城市污水处理厂厂址一般应处于夏季主风向的下风向，并与城镇、工厂区、生活区及农村居民点保持300米以上的距离。但是，由于客观条件的限制和城市建设的发展，有时无法完全满足上述原则；另一方面，随着人民生活水平的提高，人们对环境质量的要求越来越高，对因恶臭所带来的污染也更加敏感。目前，在美、曰等发达国家，恶臭物质被列为仅次于噪声的第二大环境公害。我国1995年修改后颁布的《大气污染防治法》明确规定向大气排放恶臭气体的排污单位，必须采取措施防止周围居民区受到污染。因此关于城市污水处理厂恶臭气体的研究和治理必须给予足够的关注。1城市污水处理厂恶臭气体成分及其危害感觉臭味的一个总的先决条件是其化学物质显示出高挥发性(相对分子质量在350以下)及亲水性和亲脂性。恶臭气体的致臭原因主要是含有特征发臭基团(亦是其主要分类依据)，含发臭基团的气体分子与嗅觉细胞作用，经嗅觉细胞向脑部神经传递信息，从而完成对气味的鉴别。城市污水处理厂臭气的主要成分可分为三大类：含硫的化合物(硫化氢、甲硫醇、甲硫醚等)；含氮化合物(氨、二元胺、甲基吲哚等)；碳、氢、氧等组成的化合物(低级醇、醛、脂肪酸等)。产生的臭味大致有鱼腥臭、氨臭、腐肉臭、腐蛋臭、腐甘蓝臭、粪臭以及某些生产废水的特殊臭味。恶臭气体除了刺激人的嗅觉器官使人觉得不愉快外，还对人的呼吸系统、循环系统、消化系统、内分泌系统、神经系统及精神状态产生不利影响，严重危害人们的身心健康。2恶臭气体的测定方法及评价标准2．1测定方法恶臭气体的嗅阈值均较低，对其监测要求较高。另外，恶臭气体的污染以心理影响为主要特征，目前用定量的方法来表示心理影响在技术上还存在问题。仪器分析法和官能测定法是目前应用较广的恶臭气体的测定和评价方法。前者可对恶臭气体的单一组份做出定性和定量分析，后者则是依据嗅检员的嗅觉来判定恶臭的强弱程度。2．2恶臭强度标准我国北京环境监测中心将恶臭强度分为6级，分级情况见表1。3恶臭污染控制通常有害气体对人产生的生理影响与其浓度成正比，而恶臭气体给人的感觉(恶臭强度)与恶臭气体的浓度的对数成正比。韦伯．费希纳(Weber-Fechner)公式很好的反映了这种关系：．4R3．\n全国排水委员会2006年年会论文集表1恶臭强度标准恶臭强度级别嗅觉对臭气的反应O未闻到气味1能阐到肯气味，不易辨认臭气性质(感觉闽值)。感到无所谓2能闻剑钉较弱的气味，能辨认气味性质(识别闽值)3很容易闻到气味，有所不快，但不反感4有很强的气味，很反感，想离开5有极强的气味，无法忍受，立即离开Y2lgX其中Y一恶臭强度x一恶臭物质浓度从上式推算，即使将恶臭物质去除90％，人的感觉以为只去除了50％。因此，恶臭污染既有相同于大气污染的，即以空气传播为媒介，通过呼吸系统对人体产生影响的特征，又具有以臭味作为主要特征的特殊性即恶臭气体的臭闽浓度较低，处理后气体中要求的恶臭气体浓度更低甚至为0．这就使得恶臭污染的治理比一般空气污染的治理更加困难。目前．治理恶臭气体的主要方法有物理法、化学法和生物法3类。物理法中恶臭气体成分并没有被去除，恶臭气体成分只是被掩蔽或转移，仍然存在；化学法净化效率高，恶臭物质被彻底氧化分解，但处理成本高，且易造成二次污染；与前两者相比，生物处理法利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化为少害甚至无害的物质，不需要再生和其他高级处理过程，具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点。根据微生物在处理过程中存在的形式，可将其处理方法分为生物洗涤法(悬浮态)和生物过滤法(固着态)两类，后者是目前研究最多，技术也较成熟，在实际中也最常用的生物脱臭法。4生物过滤法脱臭原理生物过滤法是用含有微生物的固体颗粒吸收废气中的污染物。然后微生物再将其转化为无害物质。其净化过程一般要经历以下几个步骤：①废气中的恶臭污染物首先同水接触并溶解于水中(即由气膜扩散进入液膜)。②溶解于液膜中的恶臭污染物成分在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收。③在此条件下，微生物对有机物进行氧化分解和同化合成，产生的代谢物一部分溶入液相，一部分作为细胞物质或细胞代谢能源，还有一部分(如C02)则析出到空气中。废气中的有机物通过上述过程不断减少，从而得到净化。同废水的生物处理一样，特定的待处理成分都有其特定的适宜的微生物群落，起净化作用的多种微生物在相同的条件下均可正常繁殖，因此，在一个装置里可同时处理含多种成分的气体。用来进行气态污染物降解的微生物也分为白养菌和异养菌两类。自养菌可靠硫化氢、硫和铁离子及氨的氧化获得能量，其生存所必需的碳由恶臭气体中的VOCs(挥发性有机物1提供，或由二氧化碳通过循环提供。异养菌则是通过有机物的氧化来获得碳源和能量，适合进行VOCs的转化，在适当的温度、酸碱度、营养物和有氧的条件下，此类微生物能较快地完成污染物的降解。通过种类繁多的微生物的协同作用，几乎所有的有机和无机污染物都能被转化。．484．\n王琳，等：城市污水处理厂恶臭气体的生物过滤处珲5生物滤池性能影响因素生物过滤法主要依靠微生物的作用来去除恶臭气体，微生物的活性决定了反应器的性能。因此，反应器的条件应适合微生物的生长，这些条件包括填料(介质)及其湿度、PH、营养物质、温度和污染物浓度等。5．1填料选择生物滤池中的滤料不仅是生物膜附着的支撑体，而且还能对微生物胞外酶和废气中的有机物进行吸附富集。理想的填料应具有以下性质：①晟佳的微生物生长环境：营养物、湿度、pH和碳源的供应应不受限制；②较大的比表面积：接触面积、吸附容量、单位体积的反应点更多；③一定的结构强度：防止填料压实，以防止压降升高，或造成局部短流。5．2填料的湿度(含水量)填料的湿度是生物滤池最重要的操作参数。水是微生物生长不可缺少的条件，如果填料湿度太低，则会使微生物失活，并且填料会收缩破裂而产生气体短流。然而，如果填料湿度太高，则不仅会使气体通过滤床的压降增高、停留时间降低，而且由于空气，水界面的减少而引起供氧不足，形成厌氧区域，从而产生臭味并使降解速率降低。大多数试验表明，填料的湿度在40％～60％(湿重)范围内时生物滤膜的性能较为稳定；对于致密的、排水困难的填料和憎水性挥发性有机物，最佳含水量在40％附近；而对于密度较小、多孔性的填料和亲水性挥发性有机物，则最佳湿度为60％或更多。5．3温度无论自养微生物还是异养微生物，均是中温、高温菌占优势。一般的生物过滤器可在25～35℃下运行，很多研究表明35℃是好氧微生物的最佳温度。但是温度的提高会降低挥发性有机物在水中的溶解度以及在填料上的吸附，从而影响气相中挥发性有机物的去除。同时，会增加运行成本。5．4pH同通常的生化处理相同，生物过滤器的最佳pH值是7～8。由于在一些有机物的降解中会产生酸性物质，一是硫化氢和含硫有机物导致H2SO+积累；二是氨和含氮有机物导致HN03的积累；三是氯代有机物导致HCl的积累，这些过程均会使生物滤池的PH环境发生变化。一般地是采取在填料中添加石灰、大理石、贝壳等，增加缓冲能力。当然由于添加量总是有限的，这使得生物滤池的寿命受到限制。此外，高有机负荷引起的不完全氧化也会导致乙酸等有机酸的生成，也影响PH值。6工程实例青岛市团岛污水处理厂由于排水体系的限制，厂址毗邻居民区，投入运行以后，尤其在夏季，对周边居民生活影响较大；在进行ISO14001环境管理体系认证过程中，恶臭气体被识别为重要环境因素，必须加以控制；同时，恶臭气体的去除亦是劳动保护的题中应有之义。在进行综合分析、比较之后，鉴于生物过滤脱臭法是目前研究最多，在实际中也最常用的生物脱臭法，青岛市团岛污水处理厂选择了预洗一生物过滤工艺对预处理过程中产生的恶臭气体进行处理。6．1设计参数处理能力：8000m3／h；压力：1500Pa；生物滤池工艺尺寸：长7．5m，宽6．2m，高1．8m．循环水量：100L，h；滤料：碎木块。．485．\n全国排水委员会2006年年会论文集6．2工艺过程清洁气体FI流量表】(3生物填料图生物过滤池示意图恶臭气体由径流风机吸至预洗池，水平通过螺旋丝球填充床，由填充床项部持续地喷水以湿润废气，废气中的有机污染物首先同水接触并溶解于水中(即由气膜扩散进入液膜)；预洗池同时充作缓冲器，平抑高峰负荷。加湿所需水量由循环泵提供，采用压力监控(若压力超出设定值，则需对喷嘴进行清洗)，保证生物过滤池相对湿度的恒定。储备水箱的水量采用液位计控制，超出液位则自动排放，以避免过量水浸至生物滤料，使气体通过滤床的压降增高、停留时间降低，而且由于空气／水界面的减少而引起供氧不足，形成厌氧区域，从而产生臭味并使降解速率降低。湿润的废气然后进入生物滤池下面的膨胀箱，均匀分配至生物过滤池，溶解于液膜中的恶臭污染物成份在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收。气温低时，则对废气加热，以加快生化反应速度。在此条件下，微生物进行氧化分解和同化合成，产生的代谢物一部分溶入液相，一部分作为细胞物质或细胞代谢能源，还有一部分(如C02)则析出到空气中。其过程可简要表示如下：恶臭气体+氧气—吗细胞物质+co：+H206．3处理效果团岛污水处理厂生物除臭设施运转正常后，委托青岛市环境监测站对其处理效果进行了评价，显示厂界空气中的检测结果符合《恶臭污染物排放标准》(GBl4554-93)中二级(新扩改建)标准的要求。7结语随着我国环保事业的推进，重污染、中等污染问题的逐步解决，以及经济的发展，城市污水处理厂恶臭气体的污染己引起人们越来越多的关注，目前我国制定的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)已纳入有关大气污染物排放标准，对此类物质的处理必须给以足够的重视。同常规的物理法、化学法等处理方法比较，生物脱臭法能在常温常压下将废气中的臭味物质分解为无害物质，处理～步到位，不产生二次污染，工艺、设备和操作都较简单，投资及运行费用低，应用前景广阔。．486．\n王琳，等：城市污水处理厂恶臭气体的生物过滤处理参考文献【1】刘天齐，三废处理工程技术手册一废气卷【M】．北京：化学工业出版社，1999．【2】蒋齐举，宁平．大气污染控制工程[h日．四川：四川大学出版社，2001．【3】吴忠标．大气污染控制技术咖．化学工业出版社，2002．[4】陈坚，任洪强，堵国成，华兆哲．环境生物技术应用与发展【~q．北京：中国轻工业出版社，2001年[5】徐哑同，黄民生．废水生物处理的日常管理与异常对策【hq．北京：化学工业出版社，2003．许延营电话：0532．82032603-487-\n城市污水处理厂恶臭气体的生物过滤处理作者：王琳，许延营作者单位：中国海洋大学,环境科学与工程学院,山东,青岛,266003相似文献(9条)1.期刊论文张剑.曾凡勇.谢水波.刘文碧.王志勇.沃留杰.ZhangJian.ZengFanyong.XieShuibo.LiuWenbi.WangZhiyong.WoLiujie南方某污水处理厂的除臭技术探讨-市政技术2009,27(1)南方某市污水处理厂位于市中心,污水处理厂产生的臭气已严重影响了周边居民的日常生活.为治理恶臭气体朽染.根据氧化沟等处恶臭气体排放面积过大,不利于将恶臭气体集中收集、处理的具体情况,采用了喷洒植物提取液法.同时与节制闸等处的生物处理法结合起来,达到了较理想的处理效果.2.期刊论文竹涛.李坚.梁文俊.金毓峑.豆保娟.何丽娟.邵华.卢立栋低温等离子体技术控制污水处理厂恶臭气体-环境工程2008,26(5)利用低温等离子体技术控制污水厂恶臭气体是一种新的技术.介绍该技术处理恶臭的机理及相关工艺流程和处理效果.针对污水处理厂恶臭气体低浓度、大流量的排放状况,实验室进行模拟性小试,较优参数下,低温等离子体技术对恶臭的平均净化效率在95%以上.结果表明该技术对污水处理厂恶臭气体的治理十分有效.3.期刊论文原培胜.张永.尹晓峰.王彬林.韩志强.YUANPei-sheng.ZHANGYong.YINXiao-feng.WANGBin-lin.HANZhi-qiang城镇污水处理厂除臭技术-舰船科学技术2008,30(z2)城镇污水处理厂恶臭气体产生源较多,恶臭气体主要由氨、硫化氢、甲硫醇等组成.污水处理厂臭味气体的特点是量大、浓度低,分析了城镇污水处理厂的除臭技术,认为目前生物除臭法和活性氧是适合城镇污水处理厂去除恶臭比较好的方法.4.期刊论文王明健.李歆污水厂生物过滤除臭工艺及工程设计-中国给水排水2009,25(16)随着对污水厂周边环境要求的提高,污水厂除臭处理已成为业界关注的焦点.介绍了污水处理厂恶臭物质的成分、来源及生物除臭的原理,并以某污水处理厂除臭工程为例,介绍了生物过滤除臭工艺气体收集、处理系统的设计参数及生化反应条件的控制方法,可为类似工程提供借鉴.5.期刊论文艾德鸿.吴风林.赵旭德.朱雅兰城市污水处理厂环境影响评价中恶臭气体污染控制-环境科学与技术2007,30(z1)城市污水处理厂恶臭气体所造成的环境污染已成为社会关注的重点,在此类项目的环境影响评价中须引起高度重视.文章分析了城市污水处理厂恶臭气体的形成机理及恶臭气体与处理工艺过程的紧密相关性,在此基础上提出了从规划、选址、厂区布局、工艺控制、末端治理全过程控制的理念,进而为项目的环境管理和工程设计提供科学依据.6.期刊论文朱国营.刘俊新污水处理厂的生物滤池除臭技术-中国给水排水2003,19(8)生物滤池用于处理城市污水处理厂的恶臭气体具有一定的技术及经济优势.介绍了除臭生物滤池的构造、原理及其几种特殊型式.7.期刊论文许小红.吴春笃.张波.储金宇.陈刚.XUXiao-hong.WUChun-du.ZHANGBo.CHUJin-yu.CHENGang低温等离子体处理污水厂恶臭气体的应用研究-高电压技术2007,33(3)为控制某污水处理厂恶臭的污染,介绍了采用低温等离子体技术处理恶臭气体的技术原理和电源电压、电源频率和停留时间与降解效率的关系,用低温等离子体进行了分解特征恶臭气体氨气的试验,并从工程应用和试验研究方面说明了除臭设备的电参数、工艺流程.试验表明,增加电源电压、电源频率和停留时间可提高降解效率,但提高到一定程度后降解效率不明显;该技术在污水处理厂的运行结果表明,H2S、NH3、CH3-SH这类恶臭气体的去除率分别达到81.3%、88.1%、84.4%,可消除恶臭气体对周围环境的影响.8.期刊论文李居哲.LIJu-zhe污水处理厂恶臭污染状况分析与评价-污染防治技术2008,21(1)介绍了日本对污水处理厂恶臭的评价方法,同时分析了国内污水处理厂的恶臭污染现状,指出了建设环保型污水处理厂是时代发展的要求.9.期刊论文郭静.梁娟.匡颖.尚巍.丁堂堂.李金河.朱雁伯.王启山.池勇志污水处理厂恶臭污染状况分析与评价-中国给水排水2002,18(2)介绍了日本对污水处理厂恶臭的评价方法,同时分析了我国污水处理厂的恶臭污染现状,指出建设环保型污水处理厂是时代发展的要求.本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_6245132.aspx下载时间：2009年11月26日