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常用惡臭處理方法的技術經濟綜合比較及生物法除臭

作者: 工業廢氣淨化 編輯: 工業廢氣淨化 來源: 工業廢氣淨化 發布日期: 2019.04.02


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      一、生物法除臭

      1.1生物除臭原理

      生物濾池法除臭工藝是一種安全可靠的處理方法,除臭效率大於90%,其原理是臭氣經收集係統收集後集中送到生物濾池除臭裝置處理,臭氣通過濕潤、多孔和充滿活性的微生物濾層,利用微生物細胞對惡臭物質的吸附、吸收和降解功能,微生物的細胞個體小、表麵積大、吸附性強、代謝類型多樣的特點,將惡臭物質吸附後分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等無毒無害的簡單無機物。

      生物除臭主要有三個步驟:
      (1)水溶滲透;
      (2)生物吸收;
      (3)生物氧化。

      第一步:水溶滲透。濾料表麵覆蓋有水層,臭氣中的化學物質與濾料接觸後在表層溶解,並從氣相轉化為水相,以利於濾料中的細菌作進一步的吸收和分解。另外,濾料的多孔性使其具有超大的比表麵積,使氣、水兩相有更大的接觸麵積,有效增大了氣相化學物質在水相中的傳送擴散速率(經實驗測試所得,其產生的瞬時效應是化學清洗的幾百倍)。所以,水溶滲透過程其實是一物理作用過程,高速的傳送擴散意味著濾料可迅速將臭氣的濃度降到極低的水平。

      第二步:水溶液中的惡臭成分被微生物吸附、吸收,惡臭成分從水中轉移至微生物體內。

      第三步:通過生物氧化來降解汙染物的過程。濾料中的專性細菌(根據臭源的類型篩選而得到的處理菌種)將以汙染物為食,把汙染物轉化為自身的營養物質,使碳、氫、氧、氮、硫等元素從化合物的形式轉化為遊離態,進入微生物的自身循環過程,從而達到降解的目的。同時,專性細菌等微生物又可實現自身的繁殖,當作為食物的汙染化合物與專性細菌的營養需要達到平衡,且水份、溫度、酸堿度等條件均符合微生物所需時,專性細菌的代謝繁殖將會達到一個穩定平衡,最終的產物是無汙染的二氧化碳,水和鹽。從而將汙染物去除。

      1.2生物除臭的形式

      生物除臭的形式主要有生物濾池、生物滴濾塔、生物濾床。

      (1)生物濾池   
      主要包括增濕器和生物處理裝置兩部分。由引風機收集的臭氣經增濕裝置預處理(有的預處理還包括溫度調節、去除顆粒物等)後進入生物處理裝置,氣體中的汙染物從氣相主體擴散到填料外層的水膜並被填料所吸附,最終降解為二氧化碳、水等,處理後的氣體從生物濾池的頂部排出。生物濾池的填料層是具有吸附性的濾料(如土壤、堆肥、活性炭等)。

      (2)生物滴濾塔
      生物滴濾塔主體為填充塔,內有一層或多層填料,填料表麵是由微生物區係形成的幾毫米厚的生物膜。含可溶性無機營養液的液體從塔上方均勻地噴灑在填料上,液體自上向下流動,然後由塔底排出並循環利用。有機廢氣由塔底進入生物滴濾塔,在上升的過程中與潤濕的生物膜接觸而被淨化,淨化後的氣體由塔頂排出。

      (3)生物滴濾床
      生物濾床除臭原理是將氣體收集並加濕後通過管道輸入生物濾床底部並使其擴散於土壤內,臭氣中多種汙染成分溶於水後吸附於土壤穎粒表麵。經過一段時間在土壤顆粒表麵可逐漸培養出針對致臭物質的微生物,並可不斷將致臭物質分解,完成脫臭。生物濾床法的工藝流程為: 臭氣收集→風管輸送→抽風機→預洗池加濕→生物濾池→排氣。濾床填料可采用海綿、幹樹皮、幹草、木渣、貝殼、果殼及其混合物等。廣州獵德汙水處理廠采用洗滌- 生物濾床聯合除臭工藝對汙泥濃縮池、脫水間臭氣進行處理,NH3 去除率大於90%,H2S去除率大於99%。

      (4)生物除臭法的主要構成部分
       抽引風機、噴淋水泵,預洗池,填料,微生物群落,其中核心部分為填料和菌種。

      二、常用惡臭處理方法的技術經濟綜合比較

      對各惡臭處理選取方案的設備投資,運行成本進行分析,並綜合比較其他技術經濟因素。

      (1)高能離子除臭運行費用最低,占地麵積小且無二次汙染,是最為經濟的除臭技術。但其一次性投資較大。高能離子除臭屬於相對較新的技術,在我國城市臭氣處理中尚處於中試階段,成功應用的可靠工程實例還很少見,其技術可靠性、運行效果還有待考察。利用高能離子脫臭是未來發展的主要方向。由於我國的發展現狀,還應對此技術進行進一步的試驗研究再應用於生產實踐。

      (2)生物濾池和生物滴濾塔運行費用較低,生物濾床運行費用稍高於前兩種。三種生物法是目前應用最為廣泛,且經濟適中的除臭技術。與離子法相比其運行成本稍高,但一次性投資較低,技術較成熟可靠。

      生物滴濾塔運行費用稍高於生物濾池,但其反應器的尺寸比生物濾池小,占地麵積較小且反應條件(如pH值、溫度等)易於控製,除臭效果也優於生物濾池。因此生物滴濾塔較生物濾池更有效。

      生物濾床是一種新型生態臭氣處理技術,其運行費用高於生物濾池、生物滴濾塔,但具有美觀、管理方便、運行穩定、處理效果好等優點,也是城市汙水處理廠對惡臭氣體進行控製的優選方案。其局限性有占地麵積較大,寒冷地區易受冰凍影響等。同時國內對這項技術的研究與應用尚處於起步階段,有待進一步探索和完善。

      比較三種生物處理工藝,不難發現生物滴濾塔具有一定的優越性,此法用於城市汙水處理廠除臭具有廣泛的應用前景。

      (3)植物提取液除臭與活性氧除臭運行費用適中,且都具有占地麵積小、無二次汙染及檢修率低等優點,是較為經濟的除臭方法。

      (4)活性炭吸附初期投資小,但由於活性炭吸附容量是有限的,超過這一容量就必須更換活性炭,而活性炭價格昂貴,因此運行費用很高。該法常用於低濃度臭氣物質的去除和臭氣的後處理過程。

      (5)化學除臭運行費用相對較高,且設備投資很高。化學除臭法還會產生二次汙染,其適用於處理高濃度的酸堿廢氣。

      三、建議與措施

      根據以上技術經濟綜合比較分析,各種惡臭處理技術各有其優缺點,但目前就我國城市惡臭處理研究發展現狀而言,采用組合法會更加經濟有效。建議采取如植物提取液-生物滴濾塔;植物提取液-生物濾床;生物滴濾塔-活性炭吸附;化學除臭-活性炭吸附等組合技術。

       (1)如汙水處理廠惡臭氣體主要產生於進水格柵間、曝氣沉砂池、汙泥濃縮池、汙泥脫水機房及汙泥碼頭。其中進水格柵(一般設置在室外)、汙泥碼頭臭氣難於收集,選取植物提取液除臭較為合理。曝氣沉砂池、汙泥濃縮池、汙泥脫水機房建議選取生物滴濾塔除臭技術,此法運行費用較低、反應條件較易控製、占地麵積適中、無二次汙染且技術成熟,是城市汙水處理廠除臭的首選方案。因此,植物提取液除臭與生物滴濾塔這兩種技術組合除臭效果顯著且經濟合理。

      (2)生物濾床是一種新型生態臭氣處理技術,具有美觀、管理方便、運行穩定、處理效果好等優點,也是城市汙水處理廠對惡臭氣體進行控製的常用方案。其最大的局限性占地麵積較大,因此在不受占地麵積影響的情況下,選擇植物提取液與生物濾床組合技術也是汙水處理廠臭氣處理的優選方案。

      (3)活性炭吸附除臭效果好,且對低濃度臭氣處理相當有效,缺點是活性炭吸附運行費用很高,對於不受經濟影響,且對臭氣處理效果要求較高的汙水處理廠應采用此法對臭氣進行後處理。建議采用生物滴濾塔-活性炭技術。

      (4)化學除臭法適用於對高濃度廢氣的處理,其他除臭技術多適用於中、低濃度廢氣,因此對於有特殊要求的汙水處理廠需采用此法,並用活性炭吸附技術對低濃度廢氣進行後處理。

      四、結語

      幾種除臭技術各有其特點,但就我國城市惡臭處理研究現狀,綜合經濟技術而言更適宜采用組合法。生物滴濾塔、生物濾床、植物提取液為目前處理臭氣常用技術。如果將其組合不但節省投資,而且也會達到預期的除臭效果。因此,組合法除臭是今後研究的重點。
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