農(nóng)村地埋式污水處理裝置生化除臭的研究

胡 兵

（廣東新大禹環(huán)境科技股份有限公司，廣東 廣州 510663）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，生活污水的產(chǎn)生量持續(xù)增加。近年來，國家加大了農(nóng)村地區(qū)的環(huán)境整治力度，各個地方相繼建設了許多地埋式生活污水處理設施。這些污水處理設施在處理污水的同時，也產(chǎn)生了大量的臭氣，影響了周圍的大氣環(huán)境。如何控制這部分臭氣，保護農(nóng)村大氣環(huán)境，正成為當下污水處理行業(yè)亟待解決的問題。

1 惡臭氣體的危害

污水處理過程產(chǎn)生的惡臭氣體成分復雜，主要可分為含碳化合物、含氮化合物和含硫化合物三個大類，其中主要成分為氨氣、H2S及一些微量易揮發(fā)性有機物。惡臭氣體能夠對人體產(chǎn)生強烈的刺激作用，危害人體的神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等[1]，對人體生理健康造成巨大危害；臭氣中的H2S等物質還會對污水處理設施等產(chǎn)生嚴重的腐蝕作用，影響到系統(tǒng)的正常運行[2]；我國于1994年頒布實施了《惡臭污染物排放標準》（GB14554－1993），2003年頒布實施了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918－2002），對污水處理設施產(chǎn)生的硫化氫、氨氣等8種惡臭氣體的排放濃度和排放量均作了嚴格的規(guī)定[3]。因此，無論是出于保護人類自身還是保護環(huán)境，對惡臭氣體的治理工作必將得到重視并實施。

2 臭氣處理的方法及原理

常見的臭氣處理方法可以分為物理法、化學法和生物法3大類[4]。物理法主要是通過吸附劑將臭氣中的臭氣分子吸收掉，比如通過活性炭等吸附劑進行吸附。化學法主要是通過一系列的化學反應，將惡臭物質轉化為無臭味物質，比如催化氧化法、焚燒法等；生物法主要是利用微生物的作用，將惡臭物質代謝掉。惡臭物質一般經(jīng)過收集系統(tǒng)，通過長滿微生物的填料進行去除。氣體中的惡臭物質，先從氣相擴散到填料中的附著水中，被填料所吸附；然后，填料表面的微生物通過新陳代謝作用，將惡臭物質加以分解轉化，一部分被分解變成了無臭味的物質，一部分變成微生物自身組成部分，從而使惡臭物質降解或轉化為無害或低害類物質。

生物除臭方法又可以細分為生物過濾法和生物洗滌法[5]。生物過濾法是將臭氣通過生長著微生物的填料中，利用填料上水膜的吸附，填料上微生物的生長代謝，將臭氣去除。生物洗滌法是直接將臭氣通過壓縮機通入活性污泥溶液中曝氣，或者是將活性污泥溶液通過類似于冷卻塔的裝置，使臭氣與活性污泥充分接觸，利用活性污泥中的微生物去除臭氣。

在幾種除臭方法中，生物除臭是最經(jīng)濟適用的處理方法。生物除臭，設施簡單，維護及投資成本低；微生物降解惡臭物質后，可形成穩(wěn)定的產(chǎn)物，不會造成二次污染；生物除臭的效率高，速度快，范圍廣，可適用于不同類型污水的處理設施；生物除臭的過程中，無需使用化學藥劑，也不用補充太多的營養(yǎng)物質，具有很低的運行成本；近年來，生物除臭技術已逐漸成為污水處理廠解決臭氣污染應用最廣泛的除臭技術。

3 農(nóng)村地埋式污水處理臭氣污染的特點

（1）農(nóng)村污水處理廠臭氣成分復雜，且不同污水廠的惡臭成分含量差異較大；除了常見的含硫化合物、含氮化合物含碳化合物外，還有含氧有機化合物和鹵素類衍生物等；（2）地埋式污水處理站，因整體埋設于地下，只有幾個加蓋的檢修口通至地表，導致整個設備處于封閉狀態(tài)，產(chǎn)生的臭氣得不到空氣的稀釋，臭氣濃度高，甚至有爆炸風險；

（3）惡臭氣體主要產(chǎn)生于調(diào)節(jié)池、污泥池。農(nóng)村污水，水質水量變化系數(shù)大，早晚水量較大，夜晚水量小，甚至會出現(xiàn)斷流，從而使污水在調(diào)節(jié)池停留時間超長，導致污水發(fā)生厭氧反應，產(chǎn)生臭氣；污泥池因儲存的污泥停留時間本身就超長，也會產(chǎn)生惡臭物質；

（4）農(nóng)村污水含有的較多的脂類等，厭氧分解后，產(chǎn)生H2S及氮類氣體，腐蝕性更強。

4 中試實驗

本研究結合臭氣污染特點，設計了一套簡易生化除臭裝置，見圖1。

圖1 生物除臭裝置安裝位置

生物除臭裝置位于地埋式一體化設備調(diào)節(jié)池區(qū)域上部。此一體化地埋式設備將污泥脫水裝置也設置在調(diào)節(jié)池上部，這樣的好處首先是含水污泥自然沉降的過濾水直接進入調(diào)節(jié)池，節(jié)省管道輸送等；其次，污泥脫水裝置和調(diào)節(jié)池都是產(chǎn)生大量惡臭氣體的重點區(qū)域，合并放置在一起有利于惡臭氣體的收集。厭氧區(qū)和缺氧區(qū)上部與生物除臭裝置底部聯(lián)通，產(chǎn)生的臭氣可以直接進入生物除臭裝置。生物除臭裝置上部設置噴水裝置，保持生物除臭裝置內(nèi)部填料的含濕率，為微生物生長的創(chuàng)造條件。

圖2 生物除臭裝置組成

生物除臭裝置組成見示意圖2。底部余水收集裝置收集多余的噴淋水，并引流至調(diào)節(jié)池，使其不影響下部的污泥脫水裝置；支撐墊層為海綿塊，承托生物填料，海綿塊的空隙，不既可以使多余的噴淋水滲透出去，也方便臭氣通過生物填料與微生物接觸。生物填料層厚250 mm，是微生物的載體。覆蓋層為海綿塊，不僅有均勻噴淋水的作用，還可以為生物填料保濕。整個框架上部設置提手，方便安裝及檢修。

每日通過導管抽取污泥脫水裝置上部和頂部經(jīng)過除臭裝置的氣體，用便攜式氣體檢測儀直接讀取氣體濃度。同時監(jiān)測硫化氫和氮氣濃度，兩者濃度差即為生物除臭單元的除臭量。

5 結論

對除臭裝置微生物培養(yǎng)一段時間后，硫化氫和氮氣的去除率如圖3。硫化氫的去除率均值達到了81%，氮氣的去除率達到了83%，說明生物除臭單元已經(jīng)開始發(fā)揮除臭作用。

圖3 生物除臭裝置的去除率

增加了生物除臭裝置以后，惡臭氣體濃度降低，最直觀的就是在地埋式污水設置附近，已經(jīng)覺察不到明顯的臭味了。

調(diào)試運行中還發(fā)現(xiàn)，直接采用調(diào)節(jié)池上清液進行噴淋，效果好于清水噴淋，分析認為，生活污水的調(diào)節(jié)池中本身含有一定量的微生物，且對臭氣有一定的吸收降解作用。直接使用調(diào)節(jié)池的上清液相當于接種增加了微生物量，且這部分微生物量能很快的發(fā)揮除臭作用。但調(diào)節(jié)池上清液不能含有過多的雜物，會堵塞噴淋的噴頭，還會堵塞生物裝置的填料間隙，影響臭氣的通過。

6 結論

生物除臭方式，前期投入小，維護簡單，運行成本低，值得大力推廣，但是生物除臭技術也存在不少亟待解決的問題，比如如何提高去除效率減少設備體積，如果培養(yǎng)高效的去除菌種，如何快速馴化微生物減少調(diào)試時間等，需要廣大環(huán)保設計人員進一步的研究提高。