城鎮(zhèn)污水處理過程中的通風除臭方法和設(shè)計

楊　鑫，祝雙燕，涂小平，李　婷

（1.西安陜鼓工程技術(shù)有限公司，陜西 西安 710075；2.陜西鼓風機（集團）有限公司，陜西 西安 710075）

城鎮(zhèn)污水處理過程中的通風除臭方法和設(shè)計

楊鑫1，祝雙燕2，涂小平2，李婷1

（1.西安陜鼓工程技術(shù)有限公司，陜西 西安 710075；2.陜西鼓風機（集團）有限公司，陜西 西安 710075）

城鎮(zhèn)污水在處理的過程產(chǎn)生的臭氣，影響了操作人員健康和周邊環(huán)境。通過對污泥脫水間以及粗細格柵進行通風和生物濾床聯(lián)合工藝法處理排放的臭氣，獲得良好效果，并提供了有關(guān)的工藝設(shè)計參數(shù)。經(jīng)某廠應(yīng)用，硫化氫與氨氣的去除效率分別為95.29%和88.68%。

通風；除臭；城市污水處理；生物濾床；硫化氫

某城鎮(zhèn)污水處理廠運行的過程中，在污泥脫水間以及粗細格柵處產(chǎn)生了大量的臭氣，主要成分為H2S和NH3，此外還有少量的有機氣體如甲硫醇、甲胺、甲基硫，不僅危害操作人員的健康，而且加快了工藝設(shè)備的腐蝕。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人們環(huán)保意識和健康意識的提高，臭氣體處理已經(jīng)越來越到重視，這個問題亟待解決。

本文以西安某污水處理廠為例。該廠日處理污水2.5×104t，遠期為5×104t。進入到生物濾床設(shè)備的臭氣濃度為415～2300OU （無量綱），H2S為0.10～0.70mg/m3，NH3濃度為0.01～0.27mg/m3。

本廠通風除臭采用分散收集，集中處理的原則，其排放依據(jù)的標準為 《惡臭污染物排放標準（GB14554-93）》15m排氣筒和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918—2002）》廠界二級標準。

1　通風設(shè)計

1.1風量

粗細格柵采用獨立的密閉罩，排風換氣次數(shù)為6次/h，污泥脫水間換氣次數(shù)為10次/h。依據(jù)以上原則，并結(jié)合工程設(shè)計原則，求得最終排風量為13000m3/h。

1.2流速

干管設(shè)計流速10～12m/s，支管設(shè)計流速為6～10m/s。

根據(jù)上述設(shè)計參數(shù)，設(shè)計各個管道直徑以及集氣罩大小。并在各個支管處設(shè)置風閥，以便調(diào)整管網(wǎng)風量平衡。

1.3集氣罩及風管

由于臭氣成分復(fù)雜，為了達到最大保護操作員安全的目的，對粗細格柵設(shè)置獨立的集氣罩，風管設(shè)置在設(shè)備頂部。

集氣罩和通風管道采用有機玻璃鋼材質(zhì)。

管道坡度設(shè)計為3‰～5‰。

1.4通風機

由于氣量較大，通風管道長，根據(jù)各個排風點需要，本工程工設(shè)置1臺離心風機，單臺功率為15kW，風機為玻璃鋼材質(zhì)。

2　工藝設(shè)計

2.1工藝流程

本廠處理臭氣具有量大，臭氣濃度低的特點，結(jié)合運行成本低，運行管理方便的原則，綜合各種處理方法之后，決定采用生物過濾法為主的處理工藝，工藝流程圖如圖1所示。

圖1　工藝流程圖

整個工藝的處理過程為：臭氣經(jīng)收集系統(tǒng)后集中送至預(yù)處理中，預(yù)處理有個作用：第一是去除氣體中的粉塵，第二步是對氣體濕度調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)（氣溫低于10℃時）。

預(yù)處理結(jié)束后，惡臭氣體進入生物濾池中，臭氣通過濕潤、多孔和充滿活性微生物的濾層，利用微生物細胞對異味物質(zhì)的吸附、吸收和降解功能，結(jié)合微生物細胞個體小、表面積大、吸附性強、代謝類型多樣的特點，將異味物質(zhì)吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等簡單無機物。

2.2工藝參數(shù)

根據(jù)相關(guān)研究和文獻，合理的參數(shù)設(shè)計，直接決定著凈化效率，本工程中生物濾池設(shè)計的主要參數(shù)見表1。

表1　生物濾池的設(shè)計

2.3填料

選擇吸附層的填料時，應(yīng)考慮填料的質(zhì)地、團聚性和結(jié)構(gòu)等因素，因為這些因素大大影響填料水分的保蓄能力、通氣性等。

填料的選取和裝填高度對去除效果尤為重要。本工程最終選取四種填料：樹皮、陶粒、多面空心球以及泥炭土，各組分配比見表2。

表2　填料配比

在填料裝填高度方面，結(jié)和工程的經(jīng)驗和床層阻力，確定在1.2m。

2.3pH和溫度

生物過濾主要是通過酸性細菌等微生物的新陳代謝起作用［3］。本文采用pH計對循環(huán)液酸堿度進行在線檢測，pH控制范圍在6.0～7.0之間，低于6.0時，系統(tǒng)自動啟動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，開啟堿液計量泵，使得pH保持在正常要求內(nèi)。

過高過低的溫度均會降低微生物的代謝速率和生長速率。在西安的冬季溫度常低于0℃，會嚴重影響微生物正常代謝，因此在設(shè)計中設(shè)置加熱裝置兩套，單套功率為10kW，循環(huán)液溫度低于10℃，加熱系統(tǒng)啟動，加熱至20℃時停止，經(jīng)過一年多運行觀察，在冬季濾床層溫度保持在15～20℃。

2.4濕度

針對考試大綱側(cè)重內(nèi)容，依據(jù)學情、導游職業(yè)素養(yǎng)能力要求及考試題型，廣泛收集資料，選取多種教學素材，進行課前、課中、課后整個教學過程的教學資源準備與課件設(shè)計，并將其上傳到智慧課堂網(wǎng)絡(luò)平臺，以供教學和學生學習與保存。

填料的濕度對微生物的生長至關(guān)重要。本工程中在填料中間部位安裝了濕度檢測儀，濕度的控制由頂部的循環(huán)水調(diào)節(jié)。濕度低于80%，濕度泵啟動，最終達到設(shè)計要求。

2.5系統(tǒng)啟動

系統(tǒng)接種菌種來源于污水站活性污泥，在馴化階段，循環(huán)液中輔以含碳、氮、磷等物質(zhì)，菌種依靠循環(huán)泵，在填料層中不斷循環(huán)。并分四個階段，每個階段5～8d，逐步增加濾床進氣量，在經(jīng)過35d馴化后，檢測硫化氫和氨氣去除率達到了85%以上。

2.6入口和排放氣體濃度

經(jīng)檢測，廠界污染物濃度以及設(shè)備排放口見表3、表4。

表3　廠界檢測數(shù)據(jù)

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1）對循環(huán)液進行pH、溫度和濕度在線監(jiān)測，超出正常范圍時，自動啟動調(diào)節(jié)裝置。

2）濾床壓力差進行在線監(jiān)測和控制，壓差過大時，增加風機電機轉(zhuǎn)速以及增大循環(huán)水。

3）整個系統(tǒng)的操作均在人機界面上完成。由工程師根據(jù)生產(chǎn)情況設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)

4）整個系統(tǒng)應(yīng)具有聲光報警功能，并對所有的在線數(shù)據(jù)進行記錄并提供分析。

3　結(jié)論

本文所介紹的通風和生物過濾法已經(jīng)在西安某地成功運行2年多，所有數(shù)據(jù)均符合國家相關(guān)標準，且廠區(qū)內(nèi)基本聞不到任何臭味，每處理1000m3的運行成本在1.5～2.0元。生物濾床法的運行成本低，管理方便，因此本文中所涉及到的工藝必將在城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)有這巨大的前景。

［1］ 陳桐生.DG-DGGE分析除臭生物濾池微生物多樣性及富集后的種群結(jié)構(gòu)差異［J］．應(yīng)用與環(huán)境生物學報，2006，12（1）：113-117.

［2］ 周群英，高廷耀．環(huán)境工程微生物學［M］.第2版．北京：高等教育出版社，2000：68-75，122-127.

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