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常用恶臭处理方法的技术经济综合比较及生物法除臭

作者: 工业废气净化 编辑: 工业废气净化 来源: 工业废气净化 发布日期: 2019.04.02


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      一、生物法除臭

      1.1生物除臭原理

      生物滤池法除臭工艺是一种安全可靠的处理方法,除臭效率大于90%,其原理是臭气经收集系统收集后集中送到生物滤池除臭装置处理,臭气通过湿润、多孔和充满活性的微生物滤层,利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能,微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点,将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等无毒无害的简单无机物。

      生物除臭主要有三个步骤:
      (1)水溶渗透;
      (2)生物吸收;
      (3)生物氧化。

      第一步:水溶渗透。滤料表面覆盖有水层,臭气中的化学物质与滤料接触后在表层溶解,并从气相转化为水相,以利于滤料中的细菌作进一步的吸收和分解。另外,滤料的多孔性使其具有超大的比表面积,使气、水两相有更大的接触面积,有效增大了气相化学物质在水相中的传送扩散速率(经实验测试所得,其产生的瞬时效应是化学清洗的几百倍)。所以,水溶渗透过程其实是一物理作用过程,高速的传送扩散意味着滤料可迅速将臭气的浓度降到极低的水平。

      第二步:水溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收,恶臭成分从水中转移至微生物体内。

      第三步:通过生物氧化来降解污染物的过程。滤料中的专性细菌(根据臭源的类型筛选而得到的处理菌种)将以污染物为食,把污染物转化为自身的营养物质,使碳、氢、氧、氮、硫等元素从化合物的形式转化为游离态,进入微生物的自身循环过程,从而达到降解的目的。同时,专性细菌等微生物又可实现自身的繁殖,当作为食物的污染化合物与专性细菌的营养需要达到平衡,且水份、温度、酸碱度等条件均符合微生物所需时,专性细菌的代谢繁殖将会达到一个稳定平衡,最终的产物是无污染的二氧化碳,水和盐。从而将污染物去除。

      1.2生物除臭的形式

      生物除臭的形式主要有生物滤池、生物滴滤塔、生物滤床。

      (1)生物滤池   
      主要包括增湿器和生物处理装置两部分。由引风机收集的臭气经增湿装置预处理(有的预处理还包括温度调节、去除颗粒物等)后进入生物处理装置,气体中的污染物从气相主体扩散到填料外层的水膜并被填料所吸附,最终降解为二氧化碳、水等,处理后的气体从生物滤池的顶部排出。生物滤池的填料层是具有吸附性的滤料(如土壤、堆肥、活性炭等)。

      (2)生物滴滤塔
      生物滴滤塔主体为填充塔,内有一层或多层填料,填料表面是由微生物区系形成的几毫米厚的生物膜。含可溶性无机营养液的液体从塔上方均匀地喷洒在填料上,液体自上向下流动,然后由塔底排出并循环利用。有机废气由塔底进入生物滴滤塔,在上升的过程中与润湿的生物膜接触而被净化,净化后的气体由塔顶排出。

      (3)生物滴滤床
      生物滤床除臭原理是将气体收集并加湿后通过管道输入生物滤床底部并使其扩散于土壤内,臭气中多种污染成分溶于水后吸附于土壤颖粒表面。经过一段时间在土壤颗粒表面可逐渐培养出针对致臭物质的微生物,并可不断将致臭物质分解,完成脱臭。生物滤床法的工艺流程为: 臭气收集→风管输送→抽风机→预洗池加湿→生物滤池→排气。滤床填料可采用海绵、干树皮、干草、木渣、贝壳、果壳及其混合物等。广州猎德污水处理厂采用洗涤- 生物滤床联合除臭工艺对污泥浓缩池、脱水间臭气进行处理,NH3 去除率大于90%,H2S去除率大于99%。

      (4)生物除臭法的主要构成部分
       抽引风机、喷淋水泵,预洗池,填料,微生物群落,其中核心部分为填料和菌种。

      二、常用恶臭处理方法的技术经济综合比较

      对各恶臭处理选取方案的设备投资,运行成本进行分析,并综合比较其他技术经济因素。

      (1)高能离子除臭运行费用最低,占地面积小且无二次污染,是最为经济的除臭技术。但其一次性投资较大。高能离子除臭属于相对较新的技术,在我国城市臭气处理中尚处于中试阶段,成功应用的可靠工程实例还很少见,其技术可靠性、运行效果还有待考察。利用高能离子脱臭是未来发展的主要方向。由于我国的发展现状,还应对此技术进行进一步的试验研究再应用于生产实践。

      (2)生物滤池和生物滴滤塔运行费用较低,生物滤床运行费用稍高于前两种。三种生物法是目前应用最为广泛,且经济适中的除臭技术。与离子法相比其运行成本稍高,但一次性投资较低,技术较成熟可靠。

      生物滴滤塔运行费用稍高于生物滤池,但其反应器的尺寸比生物滤池小,占地面积较小且反应条件(如pH值、温度等)易于控制,除臭效果也优于生物滤池。因此生物滴滤塔较生物滤池更有效。

      生物滤床是一种新型生态臭气处理技术,其运行费用高于生物滤池、生物滴滤塔,但具有美观、管理方便、运行稳定、处理效果好等优点,也是城市污水处理厂对恶臭气体进行控制的优选方案。其局限性有占地面积较大,寒冷地区易受冰冻影响等。同时国内对这项技术的研究与应用尚处于起步阶段,有待进一步探索和完善。

      比较三种生物处理工艺,不难发现生物滴滤塔具有一定的优越性,此法用于城市污水处理厂除臭具有广泛的应用前景。

      (3)植物提取液除臭与活性氧除臭运行费用适中,且都具有占地面积小、无二次污染及检修率低等优点,是较为经济的除臭方法。

      (4)活性炭吸附初期投资小,但由于活性炭吸附容量是有限的,超过这一容量就必须更换活性炭,而活性炭价格昂贵,因此运行费用很高。该法常用于低浓度臭气物质的去除和臭气的后处理过程。

      (5)化学除臭运行费用相对较高,且设备投资很高。化学除臭法还会产生二次污染,其适用于处理高浓度的酸碱废气。

      三、建议与措施

      根据以上技术经济综合比较分析,各种恶臭处理技术各有其优缺点,但目前就我国城市恶臭处理研究发展现状而言,采用组合法会更加经济有效。建议采取如植物提取液-生物滴滤塔;植物提取液-生物滤床;生物滴滤塔-活性炭吸附;化学除臭-活性炭吸附等组合技术。

       (1)如污水处理厂恶臭气体主要产生于进水格栅间、曝气沉砂池、污泥浓缩池、污泥脱水机房及污泥码头。其中进水格栅(一般设置在室外)、污泥码头臭气难于收集,选取植物提取液除臭较为合理。曝气沉砂池、污泥浓缩池、污泥脱水机房建议选取生物滴滤塔除臭技术,此法运行费用较低、反应条件较易控制、占地面积适中、无二次污染且技术成熟,是城市污水处理厂除臭的首选方案。因此,植物提取液除臭与生物滴滤塔这两种技术组合除臭效果显著且经济合理。

      (2)生物滤床是一种新型生态臭气处理技术,具有美观、管理方便、运行稳定、处理效果好等优点,也是城市污水处理厂对恶臭气体进行控制的常用方案。其最大的局限性占地面积较大,因此在不受占地面积影响的情况下,选择植物提取液与生物滤床组合技术也是污水处理厂臭气处理的优选方案。

      (3)活性炭吸附除臭效果好,且对低浓度臭气处理相当有效,缺点是活性炭吸附运行费用很高,对于不受经济影响,且对臭气处理效果要求较高的污水处理厂应采用此法对臭气进行后处理。建议采用生物滴滤塔-活性炭技术。

      (4)化学除臭法适用于对高浓度废气的处理,其他除臭技术多适用于中、低浓度废气,因此对于有特殊要求的污水处理厂需采用此法,并用活性炭吸附技术对低浓度废气进行后处理。

      四、结语

      几种除臭技术各有其特点,但就我国城市恶臭处理研究现状,综合经济技术而言更适宜采用组合法。生物滴滤塔、生物滤床、植物提取液为目前处理臭气常用技术。如果将其组合不但节省投资,而且也会达到预期的除臭效果。因此,组合法除臭是今后研究的重点。
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