污水处理厂除臭技术与工程化研究概要.doc

题目：污水处理厂除臭技术与工程化研究系 别： 环境与市政工程系专 业： 环 境 科 学姓 名： 马 强学 号： 022409145指导教师： 刘 雪 平 2012-12-6 摘要 污水处理厂臭味的处理方法有很多，如直接焚烧法、催化剂氧化法、酸碱洗净法、臭气氧化法、化学吸附法、活性碳物理吸附法、生物脱臭法、土壤脱臭法等，但经济实用的还属生物除臭技术。当采用排风换气时脱臭时，污水处理厂处理构筑物通气量。 在对国内污水处理厂除臭技术调查的基础上,分析了目前污水处理厂除臭技术存在问题,对常用的几种除臭技术进行了技术经济综合比较;并针对我国除臭技术的研究和发展现状,提出宜采用组合。城市污水处理系统由于其特殊性而具有成分复杂多变,有毒有害、动态负荷显著以及排污持续、近居民区,且很多时候是短时间突发的, 较难于捕集和收集, 也给治理带来困难。目前污水处理厂工程上常用恶臭气体处理技术主要有生物滤池、生物滴滤塔、生物滤床、植物提取液除、活性炭吸附、高能离子除臭、化学除臭和活性氧除臭等。随着社会经济的发展、生活水平的提高和公众环境意识的日益增强,城市污水处理厂的恶臭污染也就成为亟待解决的首要问题。因此在建设污水处理厂的过程中,除了设置必要的污水、污泥处理与处置系统外,还需针对污水处理厂臭气物质的成分和臭气的强度,选择合适的除臭技术,设置经济有效的除臭系。 关键词：污水处理厂，污泥处理，臭氧法 1.前言城市污水处理厂污水污泥处理过程中，必然会产生大量的恶臭气体异味，这些臭味主要是由有机物腐败产生的气体造成。臭味大致有鱼腥臭胺类CH3NH2，（CH3）3N，氨臭氨NH3，腐肉臭二元胺类NH2(CH2)4NH2，腐蛋臭（硫化氢H2S），腐甘蓝臭有机硫化物（CH3）2S，粪臭甲基吲哚C8H5NHCH3以及某些生产废水的特殊臭味。臭味给人以感官不悦，甚至会危及人体生理健康，诸如呼吸困难、倒胃、胸闷、呕吐等。随着人类社会经济的发展，人民生活水平的提高和日益增强的公众环境意识，城市污水处理厂在运行过程中所产生的臭气问题，已经引起社会越来越多的关注。为了防止和消除城市污水处理厂臭味对周围环境及居民生活的影响，一些发达国家先后制定和逐步完善了一些有关的具体规定。目前我国兴建的城市污水处理厂大多在大、中城市和旅游景点城镇，有的很难避开居民区、交通要道或村落，因此污水处理厂脱臭问题不可避免地提到议事日程上来，有的已达到急迫需要得到解决的地步。今后我国环境部门将要对污水处理厂提出臭气控制指标。 2.脱臭技术及设计 表1 臭气浓度控制参考值序号控制项目一级标准二级标准1氨1.54.02硫化氢.06.323甲硫醇.007.024甲硫醚.07.555臭气浓度（倍数）20606甲烷气（厂区最高浓度）557氯气.4.6表2 污水处理厂构筑物脱臭通量设施名称通风量备注沉沙池二层盖板作业空间35次小时非作业空间13次小时厂房式盖板作业空间510次小时在漏斗上加盖办事为35次小时泵房35次小时或根据发热量计算考虑内燃机用气鼓风机房35次小时或根据发热量计算电气室根据发热量计算发电机房35次小时考虑内燃机用气初沉池二层盖板作业空间35次小时非作业空间13次小时厂房式盖板作业空间510次小时曝气池二层盖板作业空间35次小时非作业空间1.2曝气空气量厂房式盖板作业空间35次小时加氯机房57次小时污泥浓缩池二层盖板作业空间35次小时1.5曝气空气量非作业空间13次小时厂房式盖板作业空间510次小时污泥浓缩机房310次小时热处理时采用其他方法一般机械室35次小时管廊35次小时2.1土壤脱臭技术2.1.1土壤脱臭原理及特点土壤脱臭机理主要可分为物理吸附和生物分解两类，恶臭气体如胺类、硫化氢、低级脂肪酸等水溶性臭气类，被土壤中的水分吸收去除，而非溶性臭气则被土壤表面物理吸附继而被土壤中微生物分解。土壤脱臭法特点： 维护管理费用低，效果与活性炭脱臭同等， 处理1m2的臭气需2.53.3 m土地； 但不适于降暴雨、下大雪地区；对于高温、高湿和水分、尘土、微尘等气体须予处理。2.1.2土壤和参数设计土壤脱臭时选择的土壤指标应是：腐殖土为好，亚粘土等红土需掺入鸡粪、垃圾和污泥肥料进行改良后使用；矿质土和粘土不宜。土壤水分4070%为宜。过于干燥的土壤需装设水喷淋器。种植草坪土壤表面保持倾斜，作为防降暴雨的措施。日本经验得出：臭气通过土壤中速度：2mm 17mms；设计一般选为5mms；有效土壤厚度为50 cm；臭气与土壤接触时间为1分40秒；臭气通过活性炭速度：30cm40cms；有效厚度为40cm；臭气与活性碳接触时间为1秒。2.1.3工程范例 （1）日本某处土壤脱臭床 臭气风量：600m3min 臭气与土壤接触时间：2.7m3m2min 需土壤面积：1580m2（2）我国某处污泥脱水机房土壤脱臭床 脱水机房容积：V450m3 设换气周期：每小时3次（20min） 换臭气量：22.5m3min（450m320min） 脱臭负荷：设2.7m3（臭气）m2（土）min 需土壤面积（计算值）：8.3m2 （设计值）：25m2 表3 结构设计（自土壤表层向下） 数结构参数1土壤植被2%坡度2三维土工网垫有效厚度50cm3腐殖土300 gm24土工布1层5砾石层中设臭气输入穿孔管，万包200 gm土工布6土工膜1层7基土原土层2.2填料塔式生物活性炭吸附脱臭装置2.2.1工作原理和填料（1）生物脱臭原理生物脱臭是在适宜条件下，利用载体填料比表面积上微生物的作用脱臭。臭气物质先被填料吸收，然后被填料上附着的微生物氧化分解，从而完成臭气的除臭过程。为了使微生物保持高的活性，必须为之创造一个良好的生存环境，比如：适宜的湿度、pH值、氧气含量、温度和营养成分等。实际生产设计要求，载体填料相对湿度保持在8095%，所以经常采用喷淋原污水或初沉池出水以提供水分和营养源。（2）填料选择生物脱臭塔最主要部分是填料。一种好的载体填料必须满足：容许生长的微生物种类丰富；为微生物提供栖息生长大的比表面积；营养成分合理（N、P、K和微量元素）；有好的吸水性；自身无异味；吸附性好；结构均匀孔隙率大；材料易得且价格便宜；耐老化；运行、养护简单。常用的填料有：塑料、半软性塑料、干树皮、干草、纤维性泥炭或其混合物。脱臭塔填料的堆放高度取决于所要求的停留时间和表面负荷。工程上填料高度一般为1.01.2 m。如果选择的填料合适，工艺上能做到布气均匀、排除气流短路的话，最低高度可以为0.5 m。2.2.2 活性碳吸附脱臭原理：使恶臭物质通过活性碳层，利用物理吸附去除1；适用物质：硫化氢和硫醇（氨和胺）。2.2.3脱臭工艺流程及脱臭装置臭气 空气净化器 风机 生物脱臭装置 活性炭脱装置 排放 日本某公司生产的生物活性炭脱臭装置规格和性能见表4所示：表4 生物活性炭脱臭装置规格和性能名称处理臭气量(m3h)2040306050100填料塔生物脱臭装置塔径（mm）外形尺寸(mm)填料容积(m3)填料高度(mm)钢板厚(mm)净重(kg)180018005400835006270020002000600012400063200250025000600020400064400活性炭吸附脱臭装置塔径(mm)外形尺寸(mm)填料容积(m3)填料高度(mm)钢板厚(mm)净重(kg)1100110043002.642400512701400140050005.132005174020002000550011.2400063000鼓风机型号风量（m3/min）静压力(mm水柱)电动机型号电动机功率(kw)D328-20/2000202000JO271-612D3628-30/2000302000JO271-422D3628-30/2000602000JO271-640污水泵型号流量(m3/h)杨程（m）配电动机功率(kw)21/2PW36-7211.0-8.55.521/2PW36-7211.0-8.55.521/2PW36-7211.0-8.55.52.3高能离子脱臭技术2.3.1技术简介及工作原理高能离子净化系统2是瑞典的高新技术，它能有效地清除空气中的细菌、可吸入颗粒物、硫化合物等有害物质。使人的嗅觉感受到模拟自然的清新空气。它的核心装置是BENTAX离子空气净化系统3，其工作原理是置于室内的离子发生装置发射出高能正、负离子，它可以与室内空气当中的有机挥发性气体分子（VOC）接触，打开VOC分子化学键，分解成二氧化碳和水4对硫化氢、氨同样具有分解作用；离子发生装置发射离子与空气中尘埃粒子及固体颗粒碰撞，使颗粒荷电产生聚合作用，形成较大颗粒靠自身重力沉降下来，达到净化目的5。发射离子还可以与室内静电、异味等相互发生作用，同时有效地破坏空气中细菌生存的环境，降低室内细菌浓度，并将其完全消除。最终的效果是使室内空气变得象雨后森林般的纯净6。高能离子净化系统在欧洲诸国应用于医院、办公楼、公众大厅等，以空气净化以致达到模拟自然森林空气清新的效果。近些年逐步开发应用于污水处理厂和污水提升泵房的脱臭方面，法国、英国、苏格兰、瑞典等国的应用实例很多。2.3.2天津市某污水厂试验效果（1）试验场地脱臭中试场地选择在天津市某污水处理厂污泥处置实验室内，臭源是脱水污泥处置过程中产生的臭气。（2）试验条件：污泥中试实验室总容积：30m3 (342.5m3) ；污泥发酵仓直径600mm，长3m；臭气测试点与发酵仓的水平距离为1m；高能离子净化系统主机及通风系统置于室内。臭气源260kg脱水污泥投入到回转式污泥发酵仓中；为了加强臭气强度，污泥采用了太阳能加热。高能离子净化系统离子机规格型号：2ES气流：0.42m3s空气处理量：1500m3h 功率：22w为离子发射系统配套的通风系统； 测试项目负离子浓度；VOC（有机污染）气体总量；H2S、O2、CO、CH4浓度。 试验数据分析及评价9小时连续运行，臭源VOC浓度周期性变化从25100ppm，室内则从1516.7ppm逐渐衰减到01ppm；室内测点离子浓度始终保持在160170Ionscm3；H2S气体浓度也保持为0。试验结果变化曲线见图1及2。 试验结果评价A试验所采用的VOC测定仪，离子检测计和有毒有害气体测定仪都是先进的便携式仪器，灵敏度很高，能保证数据的可靠性；B试运行是污泥发酵仓及太阳能加热后的污泥臭气，臭气强度高，通过BENTAX离子空气净化系统净化，仅1小时后，VOC浓度降低至零，离子浓度升高，H2S气体由4.0ppm减小到0，人员嗅觉感觉臭味明显下降。负载试验是在脱水污泥处置臭源条件下进行的，臭源VOC浓度从25100ppm，室内测点则从1516.7ppm逐渐衰减到01ppm；离子浓度始终保持在160170 Ionscm3；H2S气体浓度也保持为0。技术结论意见为：通过利用高能离子除臭，在上述试验条件下，除臭效果技术上是可行的。C经济分析在本实验条件下，高能离子净化系统对污水厂脱水污泥臭气的净化效果较显著，运行成本分析如下：24小时运行耗电量仅为0.53kwh；单位空间耗电量为0.018 kwhm3.d；按每度电0.45元计算净化1立方米臭气的成本约为0.0081元m3.d；污泥脱水车间以1000 m3为计；则运行成本直接耗电费用为8.1元d。3.结论各种恶臭处理技术各有其优缺点, 就目前我国城市污水恶臭处理研究发展现状而言, 综合经济因素, 采用组合法会更加经济有效建议污水处理厂结合具体环境特点, 采取诸如. 植物提取液一生物滴滤塔7、植物提取液一生物滤床8、生物滴滤塔一活性炭吸附9、化学除臭一活性炭吸附10等组合技术, 节约成本, 提高除臭效率各种新型的除臭技术也相继使用在恶臭气体的治理中相信随着科学技术的发展, 还会有更环保无污染的除臭技术产生. 参考文献1. 赵丽君，范淑平，梁力.污水处理厂除臭技术及工程化（J）.中国给水排水，2003，19（6）：46-482孙文革，孙永利，黄文雄。利用H2O2控制污水处理厂的H2S恶臭（J）。中国给水排水，2003，19（8），105-1063. 郑兴兰等.污水除磷脱氮技术.中国建筑工业出版社.2000