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市政污水处理厂恶臭废气去除工艺的选择
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发表时间:2017-11-29 10:09

市政污水处理厂在污水处理的过程中,会有大量的恶臭气体散发,如果不能采取有效措施治理,将会极大影响人居环境,给居民生活带来身体和精神上的双重影响。为了降低废气处理带来的成本(电耗、水耗、配件损耗、人工、维护费用等),节约能源,高效治理恶臭气体,为污水厂选择合适的废气治理工艺,使污水厂运行成良性循环,是一个值得深入研究的问题。

市政污水处理厂的恶臭气体特点。市政污水处理厂恶臭气体具有气量大、浓度低,氨气、硫化氢含量相对较高,气体成分复杂(据国外专家调查,除GB14554-93规定的八种有害气体之外,还存在130多种有毒有害物质,绝大多数是生化反应不完全产生的有机废气),部分含硫化合物嗅阈值低,相对湿度比较高,温度随污水处理线波动较大的的特点。关于恶臭污染物。

关于污水厂恶臭气体成分请参考《污水厂恶臭情况分析》。本文只阐述气体温度、相对湿度、恶臭浓度、PH值、粉尘量等参数。

污水厂废气温度。污水厂废气温度与污水处理工艺和季节变化息息相关。一般来水阶段(格栅池、提升泵房、调节池等)水温冬季及过度季节,在13-20摄氏度左右,气体温度一般在8-15摄氏度左右,夏季水温在20-35摄氏度左右,所散发恶臭气体温度在15-30摄氏度之间。生化处理段分好氧段和厌氧段,好氧段一般水温在20-37摄氏度之间,所散发恶臭气体温度在15-30摄氏度,厌氧段水温一般在33-38摄氏度,所散发废气温度在30-35摄氏度,深度厌氧段水温一般维持在50-57摄氏度,所散发废气温度在45摄氏度上下。污泥浓缩、污泥脱水段,废气温度基本维持在22摄氏度左右,膜反应池由于膜在吸附悬浮颗粒物时,会产生一定量的吸附热,气温稍高在25摄氏度上下。综上所述,自然挥发的恶臭气体年平均温度在20-30摄氏度之间。由于在进行恶臭收集的时候需要考虑一定的换气量,保持池内负压,用新风稀释恶臭气体,所以需要处理的废气和当地气温又巨大联系。我国南北方温差较大,具体废气温度不能有有效数据,进行废气治理时务必因地制宜,将温度参数考虑进去。

相对湿度。恶臭气体散发的方式有两种,一种是曝气风机带来的恶臭气体和空气接触,造成恶臭气体的扩散,一种是自然蒸发的恶臭气体,前一种主要体现在污水处理的好氧段、调节池等场所,后一种主要是厌氧池、膜池、污泥脱水及进水格栅和调节池等场所。无论哪种方式,废气的相对湿度都是非常高的,在液面,自然蒸发的废气相对湿度在80%-90%之间,夏天天气热得时候,相对湿度将更高;由曝气风机带来的废气,相对湿度为近饱和水蒸气,污泥脱水段、污泥浓缩段,废气的相对湿度也在75%以上。综上所述,污水厂废气为高湿度废气。相对湿度在75%-近饱和水蒸气之间。在引进新风稀释以后,年平均废气相对湿度也在75%以上。几乎所有的电器元件适宜工作的相对湿度在45%-65%之间,所以考虑设备的适应性也是我们选择污水处理厂废气处理工艺的一个重要因素。

废气水溶液的PH值。由于单纯的物质如氨气、硫化氢等酸碱性气体,呈分子状时,不能电离氢离子和氢氧根离子,没有PH值一说,但是由于气体湿度较高,氨气、硫化氢之类易溶于水的物质就会表征一定的PH值。过高和过低ph值废气,会有一定的腐蚀性,对废气的处理设备和处理工艺有深刻的影响,所以废气的酸碱度也是我们处理污水厂需要考虑的因素。一般在污水生化处理时,厌氧反应不完全时会产生大量的硫化氢,好氧反应不完全会产生氨气,由于好氧反应时有曝气,所以恶臭气体风量较大,污水厂恶臭气体水溶液的PH值一般呈弱碱性。

粉尘量。除隔油池会产生一定量的油雾以外,污水厂废气是从污水蒸发出来的一般不产生粉尘,但是在气体收集过程中,会负压引进一定量的新风。一般我们引进新风的位置都贴近地表,所以污水厂废气综合来看,还是含有一定量粉尘的,根据多年工作经验,粉尘量大约在200-300ug/m3。大量的粉尘甚至会引起设备爆炸等安全事故,所以粉尘量也是废气治理的必要条件之一,需要慎重考虑。

污水厂废气处理的主要工艺。目前应用在污水厂除臭的主要工艺有以下几种。我们逐一分析工艺的可行性。

干式处理法应用在污水处理厂的有活性炭吸附法、活性氧离子法、光解协同深度氧化法(POD技术)、低温等离子技术等。 活性炭吸附法是用优质活性炭填充在吸附塔内,废气自下而上通过活性炭。多孔活性炭捕捉废气分子,从而净化废气。由于污水厂废气成分复杂,湿度较高,不易再生,不易干燥。新活性炭很快就被水蒸气吸附饱和。故而应用到污水厂的活性炭处理设备一般都用酸碱溶液再生。传统的活性炭吸附法,在污水处理厂恶臭治理过程中,就变成了酸碱洗涤塔,活性炭材料更换周期大大缩短,维护费用高昂。无论从能耗、操作的简易度、维护费用还是从处理效率等各个方面考虑,是不宜在污水除臭中使用的。,活性炭吸附法以现阶段很多做了活性炭吸附装置的都进行了改造。

活性氧离子法最早是德国、瑞典、韩国等国家采取介质阻挡放电产生正阳离子和负氧离子离子、臭氧、自由羟基等活性氧离子簇,净化中央空调风机盘管使用的,被我国引进用以恶臭治理。这种方法具有耗电量低、设备占地面积小、便于安装调试等特点,适宜处理大风量、极低浓度的恶臭气体。但是由于功率受限制,产生的活性氧离子浓度较低,厂家给出的参数约1百万个活性氧离子每立方米(按照厂家给出的技术参数匹配风量)。这些活性氧离子远远不够污水厂气态污染物完全氧化的所需氧化剂的浓度,所以处理效率极低。由于污水厂相对湿度比较高,对放电体产生致命的影响,导致设备使用寿命短,增加了运行维护费用。 光解协同深度氧化法(POD技术)。此技术是由北京博纳森环境科技有限公司开发的废气治理新技术,工艺流程:UV紫外线裂解气态污染物分子键,使之变成不稳定的离子。通过UV紫外灯管产生的臭氧、uv催化段产生的自由羟基、高能离子段产生的正氧离子,进行多层次的深度氧化,净化后的气体会产生一定量的氮氧化物为活性炭吸附,净化后的气体经烟囱排出。此废气处理方式特别适用于小型污水厂、污水提升泵房,可以处理中低浓度小风量恶臭气体,具有处理效率高、安装使用方便、设备管理灵活等显著优势。但是由于气体湿度高,会导致高能离子发生器、活性炭吸附器使用寿命变短、初效过滤器易被紫外光分解,从而增加更换过滤器及离子发生器的费用。所以此法应用在小型污水处理厂,处理小风量恶臭气体比较合适。

低温等离子法。等离子态是物质的第四形态。国内低温等离子发一般采取介质阻挡放电 产生等离子场,废气分子进入等离子场变成离子态,当排出设备时离子会相互结合成更稳定的水、二氧化碳等无毒害、无气味物质,从而净化空气,消除恶臭。此工艺最大的优势是能量转化率比较高,相对节能。但是由于工艺条件受限制,导致设备占地面积大,造价高,对废气条件要求高(温度、湿度、粉尘量),导致客户投资成本高、运行费用高等特点。

湿式处理法应用在污水处理厂的有化学吸收法、生物除臭法、臭氧洗涤塔、植物液喷淋除臭法等。

化学吸收法是最传统、应用最广泛、应用范围最广的恶臭治理方法。化学除臭法是化工吸收工艺演变而来,适合处理高浓度废气,不受湿度影响,受温度、粉尘量、PH值影响较小,处理效率很高,合理设计工艺基本能适应所有的污水处理厂。但是会产生一定的二次污染,生成的盐类等最终还是排入污水处理厂;单纯的一个化学洗涤塔并不能处理所有气体,往往需要几种设备协作才能完成废气净化,多设备写作给操作及维护带来难度;药液消耗量随着恶臭气体浓度增加而增加,给设备运行维护带来困难。所以现在很少使用。目前主要应用在垃圾渗滤液除臭、粪便处理中心除臭等场所,多采用酸洗塔、碱洗塔和氧化塔三塔联合协作处理工艺;还被用在处理氨氮吹脱尾气治理上。

生物除臭法是利用生物膜吸附恶臭物质,然后这些物质当作细菌生活的养料,供细菌吸收。生物法一般有三个阶段:1、恶臭物质溶于水中;2、被生物膜吸附吸收;3、恶臭物质当作养料被转化成细菌赖以生存的能量及无毒无害的盐类。这种方法具有运行费用低、建设简单、处理效率高(对氨气的处理效率低,对含硫化合物处理效率高)、二次污染低等特点,特别适用于污水厂这种大风量低浓度废气。这种工艺显著特点是设备占地面积比较大,适用于大规模污水处理厂。目前在国内应用很广。

臭氧洗涤塔被用来治理含VOCS废气,将有机挥发性气体进行治理。这种方法是利用臭氧的水溶性,活性炭的催化吸附作用,两种物质相互作用。主要工艺是利用活性炭吸附有机废气,然后用臭氧水进行深度氧化,最后生成无毒害的水和二氧化碳。然而有许多废气是不能用这种方式处理的,比如氨气,不能够被臭氧氧化。这种工艺控制困难,不能适应气体浓度的多变性。

植物液喷淋除臭法利用高压液泵通过高压精细雾化喷嘴,将天然植物提取液喷到空气中,使废气分子通过分子力、范德法力和植物液分子结合在一起,对无机废气会产生取代、加成等反应,有机废气会溶于天然植物精油中,从而去除恶臭污染物。最初用来治理不方便密封的场所挥发出来的废气,后来也慢慢用来处理有组织废气。这种处理方法存在不易控制药液浓度、易造成药液浪费等缺陷,然而对于有机废气的治理效果还是显而易见的。

综上所述,污水除臭工艺并不是一成不变的,设计污水除臭项目要保持头脑清醒、理清工艺流程,结合污水厂特点,因地制宜、因废气情况制宜、因时制宜,合理选择废气处理工艺,提高废气处理效率、节约建设成本和运行成本。


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