城市污水处理厂生物滤池脱臭研究

14　　　 给水排水　Vol. 33 　No. 1 　2007 城市污水处理厂生物滤池脱臭研究 邬坚平1 　施志德2 　张永明2 (1 上海市环境科学研究院 ,上海 　200233 ; 2 上海师范大学环境工程系 ,上海 　200234) 　　摘要 　运用生物过滤池对某污水处理厂的臭气进行处理。经过调试使用后 ,该处理装置在进气 浓度为 H2 S < 7 mg/ m3 ,N H3 < 90 mg/ m3 的情况下 ,其去除率分别达到 90 %和 99 %左右 ;但其对冲 击性负荷的适应性不强 ,在进气浓度陡然增至 H2 S≈80 mg/ m3 ,N H3≈1 500 mg/ m3 时去除率均降 到 70 %以下。同时 ,试验通过运行参数的改变 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了装置的主要影响因素。 关键词 　污水处理厂 　生物过滤池 　脱臭 　硫化氢 　氨 　　污水处理厂的恶臭是受投诉次数最多的环境污 染之一。因传统的物理法、化学法在去除恶臭的同 时往往会产生二次污染 ,导致运行费用偏高 ,而生物 法恰能很好地克服这一问题 ,因而倍受关注[1 ] 。生 物过滤池法处理臭气在国外已有较长时间的应用 , 但一直发展缓慢 ,近年来由于其能耗低的特点而受 到研究者的重视。国内虽然也有许多这方面的研 究 ,但大多都只停留在实验室阶段 ,对实际工程的介 绍相对较少[2～5 ] 。实验室的研究往往是采用精配制 的臭气源作为处理对象 ,成分单一 ,浓度变化小 ,且 配气量均匀 ,条件稳定 ,与实际处理中复杂多变的臭 气来源有较大差别。本文针对这一情况 ,采用实际 运行的生物滤池进行生物除臭试验 ,以硫化氢和氨 气为考察对象[ 6 ] ,探讨除臭效果的影响因素。 1 　试验 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 1. 1 　装置及参数 试验采用的脱臭装置为自行开发的 Bdo - I - 30 型生物滤池系统。该系统主要由风管、气体润湿 器、生物滤池箱体和引风机组成 ,其具体 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 运行参 数为 :处理风量 3 000 m3 / h ,填料体积 20 m3 ,表面 负荷 175 m3 / (m2 ·h) ,停留时间 25 s ,增湿气液比 1. 2 ,流程阻损 800 Pa/ m。其他参数如下 : 　　(5) 将电动蝶阀全部换成相应规格质量优良的 电动闸阀后 ,串水、串气现象基本消失。 5 　对二期工程设计的几点建议 (1) 首先开发回用水市场 ,然后建设二期工程 , 否则很难收回成本 ,甚至可能亏损。 (2) 工艺设计考虑水质、气温等波动时 ,能够方 便调整工艺流程。对提升泵、风机采用变频控制 ,同 时考虑不同工况点的运行情况 ,使设备高效运行。 (3) 鼓风机房应采取有效措施 ,降低噪音。 (4) ClO2 具有持续消毒和除臭功能 ,污水处理 应首先考虑采用 ClO2 消毒。 [编后语 ]本刊曾在 2003 年第 7 期刊登了题为 《秦皇岛港务局东港污水再生回用工程介绍》的文 章 ,主要报道了工程的工艺选择和设计情况。时隔 三年 ,我们再次对该工程实际运行情况进行后续报 道 ,以期使该工程更具参考价值和借鉴意义。同时 , 我们也希望能够对更多的工程做跟踪报道 ,在前期 基本设计介绍的基础上 ,继续关注工程实际运行过 程中出现的问题及其解决措施。欢迎广大工程设 计、施工人员踊跃投稿 ! 参考文献 1 　张玉祥 ,张艳芳. 秦皇岛港务局东港污水再生回用工程介绍. 给 水排水 ,2003 ,29 (7) :18～20 2 　周本省. 工业水处理技术. 北京 :化学工业出版社 ,1997 3 　栾鸿儒主编. 水泵及水泵站. 北京 :中国建筑工业出版社 ,1990 　　& 通讯处 :066002 秦皇岛市开滦路 11 号秦皇岛港务集 团有限公司水暖供应分公司 电话 : (0335) 3096442 EΟmail :zyxzyfzyb @1261com 收稿日期 :2006 - 07 - 08 修回日期 :2006 - 09 - 08 给水排水　Vol. 33 　No . 1 　2007 15　　　 (1) 风管。风管材料全部采用防锈合金铝片拼 接而成 ,其截面尺寸 350 mm ×250 mm。长度由现 场实际测量尺寸而定。 (2) 润湿器。润湿器为不锈钢板材料存水箱 , 其规格为 1. 5 m ×1 m ×1. 5 m ,内含 2 台流量为 2. 4 L/ s 的水泵。 (3) 过滤系统。过滤系统的承载箱体由不锈钢 板焊接而成 ,表面全部采用热镀锌防腐处理 ,内衬 5 mm 厚的绝热防护层 ,维护孔口为快速开启式密封 构造 ,外部尺寸 4. 5 m ×4 m ×2 m。箱体内部由下 往上依次为配气空间、不锈钢钢丝网填料支撑、填 料。其中填料层高 1. 25 m ,滤层面积 16 m2 ,总体积 20 m3 。生物填料的成分为高质混合堆肥和天然木 屑 ,不添加任何化学物质 ,也无需补充营养液或其他 成分 ,比传统的生物滤池更易于管理维护 ,大大节约 了投资和运行费用。 (4) 引风机。采用离心式风机 ,其轴功率 11 kW ,压差 2. 5 Pa ,电机电源 380 V ,频率 50 Hz ,额定 电流 18 A ,转速 2 700 r/ min ,风量 5 400 m3 / h。 1. 2 　流程 臭气来源于污水处理厂的生化水解池 ,经引风 管抽送至润湿器内 ,由 2 台循环泵喷淋润湿 ,湿润臭 气进入生物滤池底部后通过布气板以升流式向填料 层扩散 ,恶臭成分被填料上生物膜吸附截留 ,在滤床 中停留一定时间后最终被相应的微生物种群吸收利 用 ,净化后的气体经排风机从 15 m 高度排入大气 , 流程见图 1。 图 1 　生物滤池脱臭工艺流程 1. 3 　监测方法 采样在生物过滤池满负荷运行条件下 ,即处理负 荷达到 3 000 m3 / h ,在生物过滤池的进口和出口处 2 个测点定 (曝气与非曝气时段)同步采集气体样品 ,采 样流量 0. 5 L/ min ,采样时间 30 min ,平行采集 2 个样 品。然后对气体中的 H2 S和 N H3 进行分析。 为了连续测量瞬时浓度并为调试方便 ,本试验 在调试期间使用高精度进口便携式气体检测仪 (VRA E P GM - 7800/ 7840 检测仪) ,配以 100 mL 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 注射管的稀释法来检测 H2 S 和 N H3 的浓度。 当装置运行稳定后 ,采用化学吸收法进行检测 ,即 H2 S 用亚甲基蓝分光光度法测定 ,N H3 用次氯酸钠 - 水杨酸分光光度法 (钠氏法) 测定。p H 采用酸度 计测定 ,含湿率采用重量法测定 (干重) 。 2 　试验结果与讨论 2. 1 　臭气排放规律 臭气来自生化水解池 ,该池以每 8 h 一次 ,每次 20 min 的间隔曝气搅拌使得在非曝气和曝气时间 段脱臭装置进风口的臭气浓度相差悬殊。 以 H2 S为例 ,图 2 所示为某日连续 24 h 的进气 浓度变化情况 ,由图 2 可见曝气开始瞬间 ,气体浓度 随曝气的发生而陡然增加 ,短时间内维持一个很高的 数值 ,在曝气过后的半小时内又回落到一个较低的 水平。图 3 所示的是一次曝气周期内 H2 S 的变化 过程 ,曝气开始后 ,在数分钟内 ,进口 H2 S 由曝气前 的 3～6 mg/ m3 剧增至 160 mg/ m3 左右 ,浓度增大 了几十倍 ,30 min 后进口 H2 S 逐渐降到 10 mg/ m3 以下 ,出口 H2 S 也随之降到 1 mg/ m3 以下。 图 2 　24 h 内 H2 S 的变化过程 根据臭气的来源及变化规律 ,为了更真实地反 映气体浓度变化情况和考察装置的整体处理效果 , 本研究把日平均浓度的去除效率作为考察对象。日 平均处理的数据包括曝气和非曝气时段的时间加权 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 值 ,时间加权法计算见式 (1) : C = [ C1 ×Δt1 + ⋯+ Cn ×Δtn ]/ t t =Δt1 + ⋯+Δtn (1) 16　　　 给水排水　Vol. 33 　No. 1 　2007 图 3 　曝气过程中进、出口 H2 S 变化 式中 C ———日平均浓度 ,mg/ m3 ; Ci ———第 i 时段平均浓度 ,mg/ m3 , i = 1 ,2 , ⋯,n ; Δti ———第 i 时段时长 ,h ; t ———日运行时间 ,h。 2. 2 　处理效率与运行时间的关系 脱臭装置于 2005 年 7 月 26 日开始运行 ,在满 负荷运载调试的初期处理效率较低 ,运行一周之后 达到最低点 ,此时 H2 S 的去除率仅 45 %左右 ,而 N H3 的去除率接近 40 % ,这说明在运行初期 ,净化 主要是由于填料的物理吸附作用 ,当吸附达到了饱 和之后 ,此时相应的微生物并未形成并起到主导净 化作用。一周之后 ,微生物的净化作用开始显现。 从第 25 天开始 , H2 S 与 N H3 的平均去除率走势呈 现平稳趋势 ,其后二十多天的检测结果都稳定在 80 %左右 (见图 4) ,表明脱臭装置的驯化期已完成 , 进入了有效工作阶段 ,微生物也进入稳定繁殖阶段 , 数量达到 109 CFU/ g 的水平。 图 4 　H2 S 与 N H3 的日均去除率随时间变化曲线 2. 3 　处理效率与进气浓度的关系 在日均浓度变化范围 H2 S为 7. 29～20. 79 mg/ m3 和 N H3 为 90. 31～352. 14 mg/ m3 的情况下 ,Bdo - I - 30型生物过滤池脱臭装置在经过约 25 d 的适应 期之后 , H2 S与 N H3 的平均去除率分别为 79. 63 %和 80. 16 %。图 5 和图 6 反映的是运行后第 5 周和第 6 周连续监测所得的日均浓度去除效果。 由于间断曝气 ,臭气浓度的大幅度变化对脱臭 处理系统造成很大冲击。从日平均处理效果看 ,脱 臭装置的处理效率似乎并不很高 ,但单纯从非曝气 时段进气浓度 (即 H2 S < 7 mg/ m3 ,N H3 < 90 mg/ m3 时) 的处理效果来看 ,其去除率分别达到 90 %和 99 %左右。在进气浓度变化如此悬殊的情况下 ,脱 臭装置的抗冲击能力得到加强 ,非曝气时段的处理 效果良好 ,2005 年 8 月 27 日 (运行第 33 d) 的瞬时 测试结果和日平均结果对比见表 1。 表 1 　曝气时段与非曝气时段处理效果对比 恶臭 气体 状态 进口浓度 / mg/ m3 出口浓度 / mg/ m3 去除率 / % H2 S 无曝气时瞬时 　6. 90 　0. 76 88. 98 曝气时瞬时 　79. 40 26. 29 66. 89 日平均 　11. 84 　1. 82 84. 63 N H3 无曝气时瞬时 　69. 46 　0. 63 99. 09 曝气时瞬时 1 473. 88 471. 46 68. 01 日平均 　128. 26 19. 73 84. 62 　　从表 1 可以看出 ,在非曝气时段 , H2 S 的去除率 为 88. 98 % ,出口 H2 S 为 0. 76 mg/ m3 ,N H3 的去除 率为 99. 09 % ,出口 H2 S 为 0. 63 mg/ m3 ,满足《恶臭 污染物排放标准》( GB 14554 —93) 中 1. 5 mg/ m3的 二级厂界排放标准。而在曝气阶段处理效果明显下 降、高浓度臭气情况下 ,脱臭装置的去除率不到 70 % ,这是因为生物滤池一般适用于低浓度臭气的脱 臭处理 ,进气浓度一旦高于单位体积负荷 ,污染物就 给水排水　Vol. 33 　No . 1 　2007 17　　　 会来不及被吸附降解 ,导致系统整体处理效率降低。 2. 4 　处理效率与填料含水率的关系 在滤床前预设增湿器对进气进行润湿的作用 : 一是提高恶臭物质由气态向滤料表层水膜的扩散速 率 ;二是不断补充生物滤料层的水分 , 防止风 干[7 , 8 ] ;三是去除恶臭气体中可溶性较好的成分 ,提 高系统整体脱臭效率。填料中的水分直接影响到附 生在其上微生物的生长状况 ,据文献[ 9 ]报道填料适 宜含水率是 30 %～65 % ,也有学者认为堆肥滤床的 水分应保持在 20 %～50 %[10 ] 。在调试期后半段 ,将 滤床中填料的含水率控制在 20 %～50 % ,结果显示 填料含水率控制在 33 %左右可使装置取得最佳处 理效果 (见图 7) 。虽然该数值明显低于以往文献报 道数值 ,但较低的含湿率可降低压力损失 ,同时有助 于延长填料的使用寿命。 图 7 　处理效率与填料含水率的关系 2. 5 　处理效率与温度的关系 微生物的新陈代谢功能受温度的影响非常明 显 ,试验中为了防止冬季运行温度过低的不利情况 , 在脱臭装置主体内壁设有绝热防护膜 ,但由于冬季 室外气温接近 0 ℃,脱臭装置内部的温度也只能维 持在 10 ℃左右。2006 年 1 月 7 日 (运行第 166 d) 检测结果表明 ,低温对生物脱臭装置的处理效果影 响极大 ,整体处理效率随温度的降低呈下降趋势 (见 图 8) ,其中低温对 H2 S 去除影响更为明显 ,在日均 温度为 6 ℃左右时 H2 S 去除效率已降低到 70 % ,因 此为了提高除臭效率 ,冬季应加强保温。 3 　结论 该生物过滤装置运行稳定后 ,在非曝气时段进 气浓度 H2 S < 7mg/ m3 , N H3 < 90 mg/ m3 情况下 , 其去除率分别达到 90 %和 99 %左右 ,脱臭效果良 好。不足之处是抗冲击性负荷能力不强 ,在进气浓 度陡然增至 H2 S≈80 mg/ m3 、N H3 ≈1 500 mg/ m3 时去除率均降到 70 %以下 ,所以总体来看生物过 图 8 　处理效率受温度影响变化关系趋势 滤池法比较适用于低浓度臭气处理 ,为加强抗冲击 能力可考虑在滤池前增设吸收塔等缓冲装置。 同时 ,冬季考察表明低温对处理效果影响显著 , 10 ℃以下微生物生命活动受到抑制 ,去除率降到 70 %左右 ,所以在低温时段需要采取保温措施 ,确保 滤池内部温度。 参考文献 1 　Chang K , Lu C Y. 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