生物滴濾塔在造紙污水處理廠臭氣治理中的應用

尹成彬(普羅生物技術(上海)有限公司，上海 200949)

0 引言

隨著我國經濟的騰飛，人口的日益增長，城鎮化進程也在不斷加快，一些原本遠離居民區的工廠、畜牧農場和市政設施與居民區的距離不斷壓縮，迅速發展的同時也伴隨著一系列環境污染問題，其中惡臭氣體污染范圍最為廣泛[1]。造紙和紙漿行業在生產過程中都會排放大量有特殊氣味的揮發性有機和無機化合物，比如：氨、硫化氫、胺類、二甲硫醚、甲硫醇和二甲基二硫等[2]，以上具有多種成分混合且對人體產生毒害作用的惡臭氣體需采取有效的處理措施，以達到污水處理站區以及周邊環境居民生活區的宜居的空氣質量。

在廣東某造紙廢水收集和處理操作中，含有硫和氮的有機物通過微生物厭氧分解產生帶有刺鼻的污染物。在許多情況下，可通過經常清洗廢水處理設施，除去過量的浮渣和污泥，并優化的日常運行管理，可大大降低污水管道以及污水處理構筑物所產生的異味。但實際情況惡臭氣體排放濃度太高，不能達到當地及國家環保部門所規定的排放標準，嚴重危害現場工作人員以及周邊居民生活環境[3]。在這樣的情況下，造紙污水處理廠的構筑物必須進行加蓋收集，氣體中污染物必須通過廢氣凈化處理后進行排放。為此，文章采用除臭工藝流程為臭氣收集系統+預處理+生物滴濾塔+活性炭吸附+風機+15 m煙筒排放，以確保處理后的臭氣的排放達到要求。

1 主要污染物設計負荷及分析方法

1.1 廢氣設計負荷

根據業主提供的生物滴濾塔相關設計資料及實際運行檢測情況可知，現場污水處理構筑物產生的廢氣主要為H2S、NH3等惡臭氣體且成分較為復雜。主要臭氣成分濃度如表1所示。

表1臭氣成分濃度一覽表

1.2 主要污染物分析方法

取樣位置在生物滴濾池進出口，檢測頻率每天一次，H2S的測定用亞甲基藍分光光度法(空氣和廢氣監測分析方法第4版)，NH3的測定用納氏試劑分光光度法(GB/T 14679—1993 《空氣質量氨的測定次氯酸鈉-水楊酸分光光度法》)。

2 菌種類型及降解污染物質

如表2所示，生物滴濾塔生物掛膜所采用的微生物菌種包括分別針對現場污水處理系統所產生的臭氣成份的功能性菌類，均為特別分離或富集篩選獲得。已經用于除臭工程的菌種類型包括：硫化細菌、氨氧化細菌、芽孢菌、假單胞菌等20余種。

表2 微生物類型及降解污染物質

3 結果與分析

當生物滴濾塔進氣量平均為30 000 m3/h(對應氣體空床停留時間為25 s)時，考察了生物滴濾塔除臭系統成功掛膜后持續跟蹤30 d時間內，硫化氫和氨的進、出氣質量濃度及其去除率的變化結果分別如圖1和圖2所示。

3.1 生物滴濾池對硫化氫去除效果

由圖1可見，生物滴濾塔中填料掛膜運行期間進口的硫化氫質量濃度為80～100 mg/m3范圍內波動，偶有除臭系統進口硫化氫質量濃度達到160 mg/m3，遠超過生物滴濾塔設計負荷為100 mg/m3。生物滴濾塔掛膜前期硫化氫去除率相對較低(36.2%～56.7%)并存在較大幅度的波動，出口硫化氫的質量濃度完全隨著進口的濃度呈正相關波動。硫化氫存在一定的去除率主要是由于生物滴濾塔中無機填料的吸附及連續噴淋的營養液的吸收作用。隨著生物滴濾塔中填料成功掛膜后，在具有活性的微生物降解作用下，硫化氫的去除率逐漸升高。經過一個月左右時間的填料掛膜以及菌種馴化期，生物滴濾塔對硫化氫表現出了良好的去除性能，硫化氫平均去除率高達94%，在持續跟蹤檢測一個月數據出口硫化氫濃度較低且較為平穩，在大部分時間硫化氫去除率均保持在96%以上，生物滴濾塔出口硫化氫的質量濃度大部分為0～3 mg/m3。

圖1 生物滴濾塔對H2S去除效果

3.2 生物滴濾池對氨氣去除效果

由圖2可知，生物滴濾塔生物掛膜運行期間，除臭系統氨的進氣質量濃度為40～50 mg/m3。在生物滴濾塔掛膜的前期，氨去除率維持在較低水平(50%以下)。生物滴濾塔進行菌種培養成功掛膜后，生物滴濾塔填料上微生物進行大量繁殖，隨著填料上微生物固定化除臭生物滴濾塔對氨的去除率也明顯逐漸升高。在生物滴濾塔進口氨在設計負荷的條件下，生物滴濾塔對氨的去除率基本穩定在90%以上，且除臭系統生物滴濾塔出口檢測到的氨濃度很穩定在0～2 mg/m3。降解硫化氫的微生物的營養類型主要以化能或光能自養型的硫化桿菌為主。其中降解氨的兩類微生物對pH和溫度等參數的變化較為敏感，故適應環境能力需較長時間。生物滴濾塔經過一個月左右時間的填料掛膜以及菌種馴化期，生物滴濾塔對氨表現出了良好的去除性能，氨的平均去除率高達90%，在持續跟蹤檢測一個月數據出口氨的質量濃度較低且較為平穩，在大部分時間氨的去除率均保持在92%以上，生物滴濾塔出口氨的質量濃度大部分為0～2 mg/m3。在生物滴濾塔進口氨的質量濃度偶爾波動幅度較大，但出口氨的質量濃度維持穩定。

圖2 生物滴濾塔對NH3去除效果

4 結語

(1)在除臭生物滴濾塔進氣量30 000 m3/h、氣體空床停留時間為25 s、硫化氫和氨進氣質量濃度分別為80～100 mg/m3、40～50 mg/m3的條件下，生物滴濾塔穩定運行時，硫化氫和氨平均去除率分別達95%和90%以上，而且除臭系統生物滴濾塔成功掛膜后對于進氣負荷具有較強的抗沖擊能力。

(2)采用一體化生物滴濾塔生物除臭裝置+活性炭吸附聯合除臭工藝能夠達到 GB 14554—1993的二級排放標準，有效減少了臭氣對污水處理廠內部及周圍環境的影響。

(3)在可能產生H2S的場所使用的設備和電器要選擇耐腐蝕的材質，防止人身體安全造成傷害，同時避免設備維修。