洗滌—生物濾床在除臭中的應用

茍少康

（中國神華煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司新疆烏魯木齊830000）

洗滌—生物濾床在除臭中的應用

茍少康

（中國神華煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司新疆烏魯木齊830000）

污水處理過程中在污水及構筑物中產生難聞的惡臭氣體，對人體健康有害及影響了工作生活環境。在介紹洗滌-生物濾床工藝原理的基礎上，論述了洗滌-生物濾床去除惡臭污染影響，同時進一步美化了工作生活環境。

洗滌—生物濾床；污水處理；惡臭

1　臭氣特點

臭氣是指在空氣中擴散并帶有惡臭的污染氣體，對人體健康有極大的危害，污水處理過程中散發的惡臭可劃分為含氮類化合物、含硫化合物、和碳氫類化合物等類型。

作為一種揮發性有害氣體，臭氣不僅會對人體健康產生危害，對污水處理機械設備會產生腐蝕，降低工作環境和生活環境質量。污水處理過程中產生的臭氣濃度對周圍大氣質量和設備壽命有較大的負面影響，為了降低污水處理過程中的臭氣濃度，改善污水處理廠周圍的大氣質量和員工的工作環境，要封閉污水和污泥防止臭氣擴散，設置集氣罩或集氣房密閉處理，并用臭氣收集風管系統將臭氣引入除臭設備中進行過濾除臭，處理后的氣體經檢測達標后才能排放。

2　臭氣源和成分的確定

污水廠臭氣的主要來源：污水和污泥處理設施。根據對類似的污水處理廠的調查概括，污水處理廠的臭氣種類可以劃分為五類。（1）含硫化合物如硫醇、硫醚和硫化氫；（2）含氮化合物如酰胺、胺類；（3）鹵素及衍生物類如氯氣；（4）含氧有機物如醇、酮、有機酸；（5）烴類如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴。

3　工藝確定

根據資料及以往工程經驗采用生物法除臭工藝，其中從填料壽命、除臭效率、運行維護和設備占地等方面綜合考慮，尤其以洗滌-生物濾床除臭工藝為最佳的首選。

為此，除臭工程擬采用洗滌-生物濾床除臭工藝。即在確保功能可靠，工藝成熟的前提下，綜合考慮一次性投資與運行成本之間的關系，采用洗滌-生物濾床過濾聯合除臭設備。

洗滌-生物濾床過濾聯合除臭工藝是一種安全可靠的除臭處理方法。其原理是采用以生物載體吸附、吸收、降解法的處理工藝，其處理原理是利用除臭微生物載體即生物填料吸附法進行臭氣處理，先通過堿洗或者水洗之后增加臭氣的濕度，在經過填料層進行氣體過濾，填料層具有濕潤、多孔且富含微生物的特點，微生物細胞可以降解臭氣中的惡臭物質，將惡臭物質分解成二氧化碳分解成二氧化碳和水等無害物質，消滅臭氣中的有害物質氣體凈化之后排放到大氣中。臭氣處理工藝流程如圖1所示。

圖1　臭氣處理工藝流程

4　除臭原理

4.1散水處理

收集臭氣后要在洗滌區進行連續循環散水處理，對收集的臭氣進行預處理，在生物濾床過濾區進行間歇式的散水處理，保證散水量在塔體容量的1/8到1/2范圍內，保持氣體濕潤是為了保證生物活性，但濕度過高會導致水膜加厚增加氣體流動的阻力，因此在散水處理時要保證處理濕度在合理范圍內，既要考慮到濕度和生物活性之間的關系，還要考慮到空氣溶解接觸效率的問題。微生物菌種培植期間要通過連續散水促進菌種生長。

設計散水處理時間和散水量時，要考慮生物填料層內微生物的生長環境、污染物吸收效率和除臭設備壓損問題，首先要微生物填料層內的微生物提供合適的濕度環境，防止微生物產生的弱硝酸和弱硫酸堆積，保證微生物生長環境；增加水溶性污染物的吸收效率；防止除臭設備壓損問題，一般散水周期應在一天2～24次，散水周期根據臭氣處理對象做出合理的調整。

4.2除臭溫度控制

臭氣處理過程中的要根據脫臭微生物的生產溫度確定除臭溫度，一般除臭微生物的存活溫度為10℃～15℃，微生物活動最佳溫度為35℃，因此保證將溫度控制在合理范圍內，保證微生物活性。

4.3酸堿度控制

臭氣處理時要根據其體內的不同成分選擇相應的微生物菌類，含硫類的臭氣經過氧化分解后會產生S、SO32-、SO42-等物質，需要用硫黃氧化菌清除硫化氫、甲硫醇等硫磺化合物；含氮類的臭氣氧化分解為NH4+、NO2-、NO3-等，利用氮化菌可以清除臭氣中氨成分；專性自養型硫氧化菌在一定條件下可以將H2S轉變成硫酸根，惡臭氣體中的甲硫醇等有機硫可通過異養型微生物將有機硫轉化為H2S，在利用自養型微生物將H2S轉變成硫酸根，

臭氣中含有NH3時，其中的氨和水反應成氨水，經過亞硝酸細菌和硝酸細菌在有氧環境下將氨水轉化成硝酸，兼性欠氧環境下可以將硝酸鹽還原成氮氣。

所以污水處理系統中應該將pH值控制在6～8之間，菌群被破壞會導致pH值下降，說明需要加堿將pH值提高至中性。

4.4添加營養成分

臭氣成分中的氮元素過量而碳元素較低，需要根據處理情況添加相應的元素，添加磷酸鹽可以幫助去除氨類物質，添加Fe3+能夠促進含硫臭氣的氧化分解作用，臭氣中的惡臭物質被氧化分解后生成弱硫酸和弱硝酸，此時要通過灑水將弱硫酸和弱硝酸沖洗干凈，噴水的同時還可以將微生物尸體和生物膜一起排出，保證微生物的生長環境。

5　工藝描述

通過臭氣收集系統收集惡臭氣體之后，要利用離心式風機將臭氣平流導入洗滌區，通過洗滌床可以吸附臭氣中的水溶性和酸性物質，除去氣體中的灰塵并進行加濕和pH處理，之后再進入過濾區通過過濾床層的微生物細菌將污染物吸附到生物膜表面，除去臭氣中的有害物質，臭氣通過加濕處理，和生物填料上的水膜接觸、溶解，惡臭物質進入生物膜時被填料中的微生物吸附、分解，同時微生物可以將吸附的惡臭物質作為營養來源，吸收惡臭物質進一步繁殖微生物。進入生物膜的惡臭成分在生物填料中微生物的吸收分解下被清除。

微生物分解臭氣中的惡臭成分的公式如下所示。

硫化氫；H2S+2O2→H2SO4

甲硫醇；2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O

甲基化硫；(CH3)2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2O

二甲二硫；2(CH3)2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2O

氨；NH3+2O2→NHO3+H2O

朱芳圃：“按商，星名也。《左傳·襄公九年》：‘陶唐氏之火正閼伯居商丘，祀大火，而火紀時焉。相土因之，故商主大火’《公羊傳·昭公十七年》：‘大辰者何？大火也。’何注：‘大火謂心星。’字象 置 上， ，物之按也，亦謂之堤，《淮南子·詮言訓》：‘瓶甌有堤’，高注：‘堤，瓶甌下安也。’今俗謂之底座。蓋商人祭祀時，設燭薪于 上，以象征大火之星，或增，象星形，意尤明顯。又增，附加之形符也。考心宿三星為東方七宿之一，在房宿之東，尾宿之西，中有一等大星，其色極紅，故謂之大火，商人主之，始以名其部族，繼以名其國邑及朝代。”

三甲胺；2(CH3)3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O

6　參數確定

6.1前級洗滌床：通過洗滌吸收或者中水洗滌，對惡臭氣體進行加濕、除塵和水溶性廢棄吸收等預處理。

有效容積：為總容積的10%～15%

平均流速：≤1.0 m/s

接觸時間：≤5 s

氣液比：0.5～1.5

6.2生物濾床：通過分解硫化氫和VOC等揮發性氣體進行微生物降解處理。

有效容積：為總容積的75%～85%

平均流速：≤0.2 m/s

接觸時間：≤15 s

散水頻率：2～24次/天

延續時間：5min～15min

水量：15%～30%有效容積

壓損：80～100mmAQ

6.3QF強化處理段：采用專用的QF除臭酶制劑間隙或連續噴霧，對有機溶劑揮發性成份深入凈化，使達到或優于排放要求。

有效容積：為總容積的6%～10%

平均流速：≤2.0m/s

接觸時間：≤2 s

散水頻率：間歇或連續

7　控制

洗滌-生物濾床除臭設備可實現自動控制，在無人操作下除臭設備能夠24h自動化持續運行，除臭設備具有自動控制和保護功能，在無人操作時能夠保證設備運行的有效性和安全性，同時通過電控柜的聯動連鎖可以保證設備單獨或聯動運行。

自動控制中的除臭設備系統運行的各單體電氣設備、儀表的供電、電氣保護、控制及顯示功能，可達到滿足手動控制及上級控制系統的監控和自動運行。

8　運行情況

在初期運行過程中，首先要進行掛膜，掛膜時控制溫度、pH、流量、濃度因素的影響。溫度在30℃掛膜效果最好，在5～7天形成生物膜，生物膜中的有效菌種活性最高；溫度低掛膜時間長，溫度高于35℃度，掛膜時間短，隨著溫度的增長，生物膜中的有效菌種活性出現降低趨勢，溫度達到50℃活性最低。pH為6時，除去效率為50%，隨著pH增長，除去效率隨著增長，當pH增長到8.5時，除去率達到90%，隨著pH進一步增長，除去率開始下降。流量在開始運行時以設計流量的30%進氣，運行5天開始逐步提高氣量達到設計流量，氣量太小浪費設備利用率及生物膜里的微生物不利于生長，流量過大造成生物膜的脫落導致微生物死亡，除去率極低。濃度不能過大，初期生物膜還在形成初期，生物菌種系統尚未健全，濃度過大抑制部分微生物的生長。當生物膜形成穩定后，濃度超過設計最大濃度10%時，系統運行過程中出現偶爾不達標，濃度超過設計最大濃度20%時，系統運行過程中極其不穩定，惡臭氣體經系統處理后偶爾出現達標。系統運行60天后停止系統運行3天后再運行，除去率略低于系統連續運行時除去率，運行2天后除去率恢復到系統連續運行時的除去率。

9　結語

（1）達標排放的同時洗滌—生物濾床除臭經濟費用最低。（2）該處理工藝簡單，操作方便同時美化了工作環境。為污水處理廠的文明發展創造了良好的社會效益。（3）洗滌—生物濾床占地面積相對較大，寒冷地區需要對其采取保溫措施，否則會嚴重影響除臭效果甚至會導致洗滌-生物濾床系統凍裂。

[1]李志強,劉旭宗,王建利.中國給水排水,1999(9).

[2]鄭平,馮孝善.廢物生物處理(研究生教學用書)(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]徐曉軍,宮磊,楊虹.惡臭氣體生物凈化理論與技術(第1版)[M].北京：化學工業出版社,2005.

[4]惡臭污染物排放標準GB14554-93[S].