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淺談污水處理廠除臭方法的選擇

更新時間:2011-07-19 11:50 來源: 作者: 閱讀:6927 網友評論3

前言

目前,污水處理廠的建設、管理、運行,最基本的意義在于保護環境。由于污水處理廠產生的大量氣態污染物(臭氣)對環境的影響,已經受到國家的高度重視,特別是在有明確要求的重點地區及社區人口相對集中的地方要求建廠,更要通過各種方案比選,經濟、有效地去除氣態污染物,使污水處理廠從根本上達到造福于民的目的。

1. 污水處理廠氣態污染物的特征及來源

污水處理廠的氣態污染物以揮發性有機物以及硫化氫、甲硫醇、氨等惡臭物質為主,臭氣的擴散對室內外空氣環境影響嚴重,直接影響到工人的身體健康和工作效率,并對周圍居民的生活產生影響。

根據污水處理的過程,這些臭氣產生源可分為污水處理系統和污泥處理系統。污水處理系統中的臭氣源主要分布在進水頭部、預處理、初級處理及濾池反沖洗液、污泥處理上清液等,曝氣池的攪拌和充氧也會產生部分臭氣。污泥處理系統中的臭氣來源主要分布在污泥濃縮、厭氧消化后的污泥脫水和污泥堆放、外運過程。主要臭氣產生源、產生原因及其相對污染程度詳見表1。

表1 污水處理中的臭氣源


位置
臭氣源/原因
臭氣強度
污水處理設施
進水頭部
由于紊流作用在水流渠道和配水設施中釋放臭氣
污水泵站
集水井中污水、沉淀物和浮渣的腐化
格柵
柵渣的腐爛
預曝氣
污水中臭氣釋放
沉砂
沉砂中的有機成分腐爛
厭氧調節池
池表面浮渣堆積造成腐爛
回流液
污泥處理的上清液、壓濾液
曝氣池
混合液/回流污泥,高有機負荷,混合效果差,DO不足,污泥沉積
低/中
二沉池
浮泥/浮渣
低/中
污泥處理設施
濃縮池
浮泥,堰和槽/浮渣和污泥腐化,溫度高,水流紊動
高/中
好氧消化
反應器內不完全混合,運行不正常
低/中
厭氧消化
硫化氫氣體,污泥中硫酸鹽含量高
中/高
儲泥池
混合差,形成浮泥層
中/高
機械脫水
泥餅/易腐爛物質,化學藥劑,氨氣釋放
中/高
污泥外運
污泥在儲存和運輸過程中釋放臭氣
堆肥
堆肥污泥/充氧和通風不足,厭氧狀態
焚燒
排氣/燃燒溫度低,不足以氧化所有有機物

從表1中可以看出,污水前處理部分(污水提升泵站、格柵、沉砂池)以及生物反應中的厭氧調節池和污泥處理部分(濃縮池、儲泥池、脫水間等)是除臭的重點;曝氣池負荷低,一般可不考慮除臭措施。

2. 各種除臭方法的原理及特點

2.1 除臭原理

污水處理過程中產生的惡臭物質大多數是有機化合物,主要由碳、氮和硫元素組成,例如:低分子脂肪酸、胺類、醚類、鹵代烷以及脂肪族的、芳香族的、雜環的氮或硫化物等。這些物質都帶有活性基團,容易發生化學反應,特別是被氧化。當活性基團被氧化后,氣味就消失。

化學除臭法:利用臭氣成分與化學藥液的主要成分間發生不可逆的化學反應,生成新的無臭物質以達到脫臭的目的;因臭氣成分的不同需要選擇相應的化學藥劑。主要方法有:空氣氧化法、化學氧化法、洗滌-吸附法(濕式吸收氧化法)、吸附-氧化法等

生物除臭法:利用微生物將臭味氣體中的有機污染物降解或轉化為無害或低害類物質的過程。主要方法有:生物過濾法、土壤法、填充塔式生物脫臭法等。

離子除臭法:空氣在通過高能離子發生裝置時,氧氣分子受到經過發生裝置發射出的高能量電子碰撞而形成分別帶有正、負電荷的氧離子。這些正、負氧離子具有較強的活動性,在一系列反應后,將含C、H、S元素的化合物最終形成小分子化合物CO2、H2O 、SO2,無二次污染物產生;并且還能有效地破壞空氣中細菌的生存環境,降低室內空氣中的細菌濃度;離子在與空氣中微小固體顆粒碰撞后,使顆粒荷電并產生凝聚效應,使得傳統過濾方式不能捕捉的且對人體有害的微小顆粒變成可以捕集或靠自身重力而沉降下來,達到凈化空氣的目的。

采用高能離子發生裝置,借助通風管路系統向散發臭氣的空間送入可控濃度的正、負氧離子空氣,用離子空氣“罩住”污染源表面(如污水池等),使離子在極短的時間內與有害氣體分子發生反應,扼制其擴散并降低其濃度,保證現場的操作人員在良好的環境中工作,并且還能對儀器儀表起到減少銹蝕、延長使用壽命的作用。

2.2 特點

ⅰ)化學法:

(1)為達到最佳的除臭效果,通常與其它方法組合使用;如活性炭吸附塔配于其后。

(2)由于化學試劑對惡臭氣體的去除有其局限性,若要大范圍的去除多種化學成分的氣體,就要使用多種化學藥品;并且隨著化學反應的增多,生成了許多中間化合物,不可避免的對環境造成二次污染和能耗增加;

(3)化學法除臭方法是通過風道,將污染源的臭氣引出,經過一系列裝置,與其化學試劑發生化學反應,使氣體達標排放;但對室內空氣環境無改善作用;并且對除臭裝置、管道及水處理設備,都有不同程度的腐蝕性;

(4)系統連貫性較強,需要連續性運行較長時間;自動化要求較高;由于需要連續使用氣體輸送設備和化學藥劑,費用取決于化學藥品的消耗量,因此運行成本相對較高;

(5)一次性投資較大,一旦系統建成,不易調整;投資靈活性較差;系統中管道投資比較大;維修費用較高;新建項目需考慮占地及動力、公用設施的預留;

(6)系統安裝周期長;調試復雜。

ⅱ)生物法:

(1)通過氣體輸送系統,將污染源的臭氣引出,并且臭氣經過生物載體時有較大的阻力,因此動力消耗大,對室內空氣環境無明顯改善作用,臭氣對氣體輸送設備及風道有腐蝕作用。

(2)根據采取生物除臭方式的不同,投資差異大,投資靈活性較差;

(3)占地面積大,需要新建相應的建、構筑物;

(4)系統安裝調試周期長,除臭效果隨系統運行時間的增加,需不斷定期更換生物載體,因此運行成本高,系統維護費用較高;

(5)對外部環境要求嚴格,表現在濾料的均一性、透氣性、濕度、溫度和pH值等方面;

(6)對外部環境污染較小,基本上無二次污染物產生。

ⅲ)離子法:

(1)離子凈化采取以人為的本主動除臭方式,在污染源處消除污染,不僅能扼制有害氣體的擴散;同時能夠滿足人們感覺舒適時所需的負離子量,從根本上改善工作環境;處理后的氣體達標并直接排入大氣,一步到位地解決室內外空氣污染問題。

(2)初期投資小,可根據投資方資金條件,一次或多次投資;

(3)無須考慮其占地面積;節約土地;無基建費用;

(4)系統獨立,安裝、調試簡單、方便、周期短;可根據需要隨時隨地改造,增加或取消;控制方法選擇自控、手控均可;管道投資少;除除臭區域需要相對密閉外,無特殊要求;運行成本低;系統維護費用少;無須設崗;

(5)對于單體設備,體積小,重量輕;安裝無特殊要求;使用方便;可以根據需要隨時運行或關閉;操作簡單,易于掌握;

(6)系統設備維修量小、時間短;在發射管壽命期內,僅需簡單的定期清潔工作;一旦出現故障,可以保證在短時間內排除或更換備件、備機;

(7)無二次污染物產生。

幾種除臭方法的比較詳見表2。

表2 離子、生物、化學除臭方法比較表


比較項目
離子除臭法
生物除臭法
化學除臭法
投資
靈活、小
一次性、比較大
一次性、大
能  耗
很小
比較大
運行費用
極低
很高
系統噪聲
低(<60dBA)
氣體輸送阻力
小(<50Pa)
很大
臭氣處理濃度
低~高
低~中
二次污染
占地面積
很大
檢修率
比較高
安裝調試
簡單
復雜
很復雜
操作
簡單
復雜
很復雜
反應時間
較長
環境改善
室內、排放
排放
排放

3. 污水處理廠除臭方法的比選

目前,城市污水處理廠的除臭處理實例較少,僅有的一些實例也是依托于國外技術和使用國外的主要核心材料和設備。雖然現狀如此,但污水處理廠的臭氣治理問題在我國已受到越來越多的關注,嚴格執行惡臭污染物排放標準,加強對惡臭的監測與治理是污水處理廠今后的發展要求。

在我國,采用化學法對污水廠進行除臭處理的歷史較長,并有很多先例,但由于種種原因,如需要消耗大量的水、化學溶液和動力,產生二次污染物,對裝備、管道腐蝕嚴重等,對臭氣的處理效果和運行狀態不甚理想,近年來,已經漸漸被新興的生物法所取代。

與化學法相比,生物法雖然有投資小、處理廢氣污染少、不產生二次污染等優點,但是,經過一段時間的運行,生物法的局限性也逐漸顯露出來:能耗大、占用土地、生物濾材消耗大、運行成本高等,并且室內空氣品質及工作人員的工作環境仍舊沒有得到有效的改善,因此許多方面還需要進一步的理論研究和實踐經驗總結。

采用離子法凈化污水處理廠的氣態污染物,在國外是一種成熟并且行之有效的、在國內尚屬于新興技術的方法,最突出的特點是以人為本,在污染源處消除污染,從根本上改善了室內外空氣品質及工作人員的工作環境;從污水處理廠的無害化等和有效保護環境的角度出發,離子法凈化污水處理廠的氣態污染物,是非常有前途的。

表3是對某個城市污水處理廠的除臭工藝進行的技術經濟比較。該廠采用中途泵站加壓提升進水,因而免去了進水泵房;污水處理采用渦流沉砂和微孔曝氣氧化溝的方式。根據工程的實際情況,污水廠對污泥脫水車間進行了除臭設計。

表3 技術經濟比較表


凈化方法
生物法
高能離子法
凈化氣體
不同氣體用不同生物(濾材)
各種氣體
溫濕度、PH值、氧氣含量、營養成分
要求嚴格控制
不需要控制
總耗電量
90-100kW
18-20kW
除臭方式
被動方式,將所有污染場所的氣體轉移出來集中處理,依靠稀釋降低室內臭氣濃度,難以從根本上改善工作環境,僅僅能夠解決室外空氣污染問題。
主動方式,系統獨立,在污染源處消除污染,扼制其擴散;同時能滿足活性氧離子量,從根本上改善工作環境,處理后的氣體直接排入大氣,一步到位地解決污染問題。
設備初期投資費用
400-500萬元
200萬元
年運行成本
40萬元/年
8萬元/年
占地
需要建筑物,如配電室、控制室、鼓風機房、過濾池等,占地較大。
無需考慮其占地面積,節約土地
維護
設備維護復雜,儀器儀表維修量大
系統設備維護簡單,維修量小。
防腐
污染源直接接觸設備及管道,尤其是在密封空間的環境中,溫度高,濕度大,因此腐蝕嚴重。
由于該系統可使離子空氣“罩住”污染發生源表面或充滿被污染的空間,所以對設備、管道無腐蝕。
操作
需要進行專業培訓,操作復雜。
系統培訓后易于掌握,操作簡單。
使用
工藝復雜,不能隨時運行或關閉
使用方便,系統可隨時運行或關閉。
設備體積、重量
大型設備多,體積大。安裝時鼓風機基礎需要單獨處理。
小型設備,體積小,重量輕。安裝無特殊要求。
噪音
因各個場所的臭氣要先集中再處理,因而系統管路長、阻力大,需要配置排風機,噪音大,部分設備還要做減振、隔音等特殊處理
單機噪音低于32分貝,送風風機噪音最大不超過76分貝,符合國家規范要求,無須做隔音處理。
自控
工藝過程復雜,必須采用PLC控制方式。
可選擇自控或手控方式。
處理效果
達國標排放
達國標排放

根據以上技術、經濟比較,確定污水處理廠的除臭方法采用高能離子法,其除臭設計的換氣次數為脫水機房 8次/小時。

4. 結論

綜上所述,幾種除臭方法各有特點,而利用H2O2和高能離子脫臭則是以后及未來發展的主要方向。在利用各自的優點基礎上,加以改進、優化,達到造福于民的目的。

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關于“淺談污水處理廠除臭方法的選擇 ”評論
1樓  風之子 2012-04-21

離子除臭法“在一系列反應后,將含C、H、S元素的化合物最終形成小分子化合物CO2、H2O 、SO2,無二次污染物產生”中有些前后矛盾,SO2就是二次污染物,怎么會沒有二次污染物了?

頂(0)    回復

2樓  谷騰網友 2013-05-21

樓主是做離子除臭的吧。據我所知,離子除臭的抗沖擊能力并不是像你說的那么好,而且預處理階段臭氣收集的投資和生物濾池工業臭氣收集需要的也差不多。

頂(0)    回復

3樓  谷騰網友 2018-12-14

樓主只做過離子除臭的

頂(0)    回復

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