楊　鑫，祝雙燕，涂小平，李　婷

（1.西安陜鼓工程技術(shù)有限公司，陜西 西安 710075；2.陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司，陜西 西安 710075）

城鎮(zhèn)污水處理過程中的通風(fēng)除臭方法和設(shè)計(jì)

楊鑫1，祝雙燕2，涂小平2，李婷1

（1.西安陜鼓工程技術(shù)有限公司，陜西 西安 710075；2.陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司，陜西 西安 710075）

城鎮(zhèn)污水在處理的過程產(chǎn)生的臭氣，影響了操作人員健康和周邊環(huán)境。通過對(duì)污泥脫水間以及粗細(xì)格柵進(jìn)行通風(fēng)和生物濾床聯(lián)合工藝法處理排放的臭氣，獲得良好效果，并提供了有關(guān)的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)。經(jīng)某廠應(yīng)用，硫化氫與氨氣的去除效率分別為95.29%和88.68%。

通風(fēng)；除臭；城市污水處理；生物濾床；硫化氫

某城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行的過程中，在污泥脫水間以及粗細(xì)格柵處產(chǎn)生了大量的臭氣，主要成分為H2S和NH3，此外還有少量的有機(jī)氣體如甲硫醇、甲胺、甲基硫，不僅危害操作人員的健康，而且加快了工藝設(shè)備的腐蝕。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們環(huán)保意識(shí)和健康意識(shí)的提高，臭氣體處理已經(jīng)越來越到重視，這個(gè)問題亟待解決。

本文以西安某污水處理廠為例。該廠日處理污水2.5×104t，遠(yuǎn)期為5×104t。進(jìn)入到生物濾床設(shè)備的臭氣濃度為415～2300OU （無量綱），H2S為0.10～0.70mg/m3，NH3濃度為0.01～0.27mg/m3。

本廠通風(fēng)除臭采用分散收集，集中處理的原則，其排放依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為 《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB14554-93）》15m排氣筒和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918—2002）》廠界二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1　通風(fēng)設(shè)計(jì)

1.1風(fēng)量

粗細(xì)格柵采用獨(dú)立的密閉罩，排風(fēng)換氣次數(shù)為6次/h，污泥脫水間換氣次數(shù)為10次/h。依據(jù)以上原則，并結(jié)合工程設(shè)計(jì)原則，求得最終排風(fēng)量為13000m3/h。

1.2流速

干管設(shè)計(jì)流速10～12m/s，支管設(shè)計(jì)流速為6～10m/s。

根據(jù)上述設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)各個(gè)管道直徑以及集氣罩大小。并在各個(gè)支管處設(shè)置風(fēng)閥，以便調(diào)整管網(wǎng)風(fēng)量平衡。

1.3集氣罩及風(fēng)管

由于臭氣成分復(fù)雜，為了達(dá)到最大保護(hù)操作員安全的目的，對(duì)粗細(xì)格柵設(shè)置獨(dú)立的集氣罩，風(fēng)管設(shè)置在設(shè)備頂部。

集氣罩和通風(fēng)管道采用有機(jī)玻璃鋼材質(zhì)。

管道坡度設(shè)計(jì)為3‰～5‰。

1.4通風(fēng)機(jī)

由于氣量較大，通風(fēng)管道長(zhǎng)，根據(jù)各個(gè)排風(fēng)點(diǎn)需要，本工程工設(shè)置1臺(tái)離心風(fēng)機(jī)，單臺(tái)功率為15kW，風(fēng)機(jī)為玻璃鋼材質(zhì)。

2　工藝設(shè)計(jì)

2.1工藝流程

本廠處理臭氣具有量大，臭氣濃度低的特點(diǎn)，結(jié)合運(yùn)行成本低，運(yùn)行管理方便的原則，綜合各種處理方法之后，決定采用生物過濾法為主的處理工藝，工藝流程圖如圖1所示。

圖1　工藝流程圖

整個(gè)工藝的處理過程為：臭氣經(jīng)收集系統(tǒng)后集中送至預(yù)處理中，預(yù)處理有個(gè)作用：第一是去除氣體中的粉塵，第二步是對(duì)氣體濕度調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)（氣溫低于10℃時(shí)）。

預(yù)處理結(jié)束后，惡臭氣體進(jìn)入生物濾池中，臭氣通過濕潤(rùn)、多孔和充滿活性微生物的濾層，利用微生物細(xì)胞對(duì)異味物質(zhì)的吸附、吸收和降解功能，結(jié)合微生物細(xì)胞個(gè)體小、表面積大、吸附性強(qiáng)、代謝類型多樣的特點(diǎn)，將異味物質(zhì)吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等簡(jiǎn)單無機(jī)物。

2.2工藝參數(shù)

根據(jù)相關(guān)研究和文獻(xiàn)，合理的參數(shù)設(shè)計(jì)，直接決定著凈化效率，本工程中生物濾池設(shè)計(jì)的主要參數(shù)見表1。

表1　生物濾池的設(shè)計(jì)

2.3填料

選擇吸附層的填料時(shí)，應(yīng)考慮填料的質(zhì)地、團(tuán)聚性和結(jié)構(gòu)等因素，因?yàn)檫@些因素大大影響填料水分的保蓄能力、通氣性等。

填料的選取和裝填高度對(duì)去除效果尤為重要。本工程最終選取四種填料：樹皮、陶粒、多面空心球以及泥炭土，各組分配比見表2。

表2　填料配比

在填料裝填高度方面，結(jié)和工程的經(jīng)驗(yàn)和床層阻力，確定在1.2m。

2.3pH和溫度

生物過濾主要是通過酸性細(xì)菌等微生物的新陳代謝起作用［3］。本文采用pH計(jì)對(duì)循環(huán)液酸堿度進(jìn)行在線檢測(cè)，pH控制范圍在6.0～7.0之間，低于6.0時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，開啟堿液計(jì)量泵，使得pH保持在正常要求內(nèi)。

過高過低的溫度均會(huì)降低微生物的代謝速率和生長(zhǎng)速率。在西安的冬季溫度常低于0℃，會(huì)嚴(yán)重影響微生物正常代謝，因此在設(shè)計(jì)中設(shè)置加熱裝置兩套，單套功率為10kW，循環(huán)液溫度低于10℃，加熱系統(tǒng)啟動(dòng)，加熱至20℃時(shí)停止，經(jīng)過一年多運(yùn)行觀察，在冬季濾床層溫度保持在15～20℃。

2.4濕度

針對(duì)考試大綱側(cè)重內(nèi)容，依據(jù)學(xué)情、導(dǎo)游職業(yè)素養(yǎng)能力要求及考試題型，廣泛收集資料，選取多種教學(xué)素材，進(jìn)行課前、課中、課后整個(gè)教學(xué)過程的教學(xué)資源準(zhǔn)備與課件設(shè)計(jì)，并將其上傳到智慧課堂網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以供教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)與保存。

填料的濕度對(duì)微生物的生長(zhǎng)至關(guān)重要。本工程中在填料中間部位安裝了濕度檢測(cè)儀，濕度的控制由頂部的循環(huán)水調(diào)節(jié)。濕度低于80%，濕度泵啟動(dòng)，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.5系統(tǒng)啟動(dòng)

系統(tǒng)接種菌種來源于污水站活性污泥，在馴化階段，循環(huán)液中輔以含碳、氮、磷等物質(zhì)，菌種依靠循環(huán)泵，在填料層中不斷循環(huán)。并分四個(gè)階段，每個(gè)階段5～8d，逐步增加濾床進(jìn)氣量，在經(jīng)過35d馴化后，檢測(cè)硫化氫和氨氣去除率達(dá)到了85%以上。

2.6入口和排放氣體濃度

經(jīng)檢測(cè)，廠界污染物濃度以及設(shè)備排放口見表3、表4。

表3　廠界檢測(cè)數(shù)據(jù)

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1）對(duì)循環(huán)液進(jìn)行pH、溫度和濕度在線監(jiān)測(cè)，超出正常范圍時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。

2）濾床壓力差進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和控制，壓差過大時(shí)，增加風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速以及增大循環(huán)水。

3）整個(gè)系統(tǒng)的操作均在人機(jī)界面上完成。由工程師根據(jù)生產(chǎn)情況設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)

4）整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)具有聲光報(bào)警功能，并對(duì)所有的在線數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并提供分析。

3　結(jié)論

本文所介紹的通風(fēng)和生物過濾法已經(jīng)在西安某地成功運(yùn)行2年多，所有數(shù)據(jù)均符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且廠區(qū)內(nèi)基本聞不到任何臭味，每處理1000m3的運(yùn)行成本在1.5～2.0元。生物濾床法的運(yùn)行成本低，管理方便，因此本文中所涉及到的工藝必將在城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)有這巨大的前景。

［1］ 陳桐生.DG-DGGE分析除臭生物濾池微生物多樣性及富集后的種群結(jié)構(gòu)差異［J］．應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2006，12（1）：113-117.

［2］ 周群英，高廷耀．環(huán)境工程微生物學(xué)［M］.第2版．北京：高等教育出版社，2000：68-75，122-127.

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