生物滴滤与化学洗涤工艺在工业污水厂臭气治理中的应用

(上海嘉园环保科技有限公司，上海，200333)

1 前言

工业污水厂在污水处理过程中，由于污水输送、微生物厌氧发酵、曝气和污泥浓缩脱水等因素，产生的废气主要有硫化物、醇醛酯和非甲烷总烃等，臭气的特点为组分种类多且臭气浓度较高，对周边环境及人的健康造成较大危害。若直接采用活性炭吸附运行成本较高，同时部分臭气浓度高的物质如硫化氢、甲硫醇和甲硫醚等处理效果较差，难以达到治理效果；若直接采用焚烧工艺，运行成本过高；由于含有酸性物质，也不适用于沸石转轮浓缩技术。本文以某化工区污水厂臭气治理项目为例，详细描述了采用生物滴滤与化学洗涤组合工艺的原理及其治理效果。

2 臭气基础参数及治理要求

臭气来源于调节池、事故池、均化池、污泥缓存池和离心机房等，基础参数见表1。

表1 废气基础参数

臭气经过治理后需达到上海市地方标准《城镇污水处理厂大气污染物排放标准》(DB31/982-2016)和上海市地方标准《大气污染物综合排放标准》(DB31/933-2015)，相关标准如表2和表3。

表2 上海市地方标准《城镇污水处理厂大气污染物排放标准》 (DB31/982-2016)

*注：当净化设施的臭气浓度去除效率不低于90%时，等同于臭气浓度满足最高允许排放浓度限值要求。

表3 上海市地方标准《大气污染物综合排放标准》 (DB31/933-2015)

*注：非甲烷总烃污染物控制设施总去除率≥90%时，等同于满足最高允许排放速率限值要求。

3 臭气治理工艺原理

3.1 治理系统工艺流程

1-生物滴滤塔；2-滴滤循环水泵；3-营养液添加系统；4-化学洗涤塔；5-洗涤循环水泵；6-化学药剂添加系统；7-排风机；8-排放烟囱。

污水站各需要进行恶臭处理的构建物经加盖密封后，由风机提供动力经管道输送至生物滴滤塔进行治理，臭气在气液接触中，通过吸附、平流等综合作用，被微生物菌群捕捉，成为微生物的营养物质，经微生物反应最终转化成为无害的无机物质[1]，生物滴滤对非甲烷总烃治理效率达60%以上、臭气浓度治理效率达80%以上。经过处理后的废气，进入含有氢氧化钠+次氯酸钠溶剂的化学洗涤塔，次氯酸钠在碱性条件下，具有较强的氧化性，臭气组分同化学洗涤塔中的液膜接触时，被次氯酸钠氧化和氢氧化钠中和，从而大大降低臭气中非甲烷总烃浓度及酸性物质浓度，同时采用鲍尔环等多面球填料，可增加气液接触面积，化学洗涤塔对污水厂产生的臭气有很好的治理效果[2]，在进一步去除非甲烷总烃及臭气浓度后，最终进行达标排放。

3.2 设备及设计参数

3.2.1 生物滴滤塔

生物滴滤塔的原理是利用寄居在填料上的微生物，在气液接触中，将非甲烷总烃及臭味物质捕捉，成为自身的营养物质，最终将臭气中的污染物质转为无害的物质，无害物质及老化的菌群被喷淋液及时转移至循环液中，最终排放回污水厂调节池。微生物除臭机理过程为：

气相中的臭气成分通过气液交换转移至液相膜；

臭气被微生物捕捉作为营养物质；

经微生物反应最终转化成为无害的无机物质。

以上三个过程同时进行。

填料表面的除臭原理，见图2。

图2 填料表面除臭原理图

微生物分解恶臭成分化学反应式如下：

通过以上方程式可以看出，臭气经微生物反应最终转化成为无害的无机物质，无害物质及老化的菌群被喷淋液及时转移至循环液中。不同菌种可降解不同的废气成分，具体见表4[3]。

表4 常见菌种及其主要降解物

生物载体采用以火山岩为主的组合填料，火山岩(图3)是一种轻质多孔硅酸盐无机材料，拥有较高的比表面积，具有一定的吸附性能，微生物容易附着，本身具备有较好的吸附臭气污染物能力，吸附工作瞬间完成，远远小于生物除臭设计的停留时间，因此，可确保整个除臭系统在负荷大幅度变动的状态下稳定高效运行。同理，根据该特性，生物除臭系统可间歇运转，再次启动即可达到处理效果。需特别注意，在除臭系统停止运转时，系统需继续加湿，以保持生物媒的湿润。

图3 火山岩

加湿泵采用一用一备、间歇喷淋，有助于维持填料一定的湿度，为微生物创造良好的生存条件；采用分组方式能够减小加湿泵配置功率，合理投资。喷淋加湿水回流至储水箱，通过pH值控制外排，能够有效减少用水量。生物滴滤塔运行参数见表5。

3.2.2 化学洗涤塔

经生物滴滤塔去除大部分非甲烷总烃及臭气物质后，经过处理后的废气，进入含有氢氧化钠+次氯酸钠溶剂的化学洗涤塔，次氯酸钠在碱性条件下，具有较强的氧化性，臭气组分同化学洗涤塔中的液膜接触时，被次氯酸钠氧化和氢氧化钠中和，从而大大降低臭气中非甲烷总烃浓度及酸性物质浓度，同时采用鲍尔环等多面球填料，可增加气液接触面积，化学洗涤塔对污水厂产生的臭气有很好的治理效果。

表5 生物滴滤塔运行参数

化学洗涤塔采用玻璃钢夹芯板制作，内表层接触面采用耐酸碱腐蚀的乙烯基树脂+不饱和树脂为结构层；化学洗涤塔内填充空心多面球，提供气液接触的比表面积，对气流不造成过大的阻力，化学洗涤塔配备加药桶、加药泵、Cl-离子分析仪等。化学洗涤塔包含了循环液层、填料层、除雾层、视窗等。化学洗涤塔运行参数见表6。

表6 化学洗涤塔运行参数

4 调试数据

系统调试过程中，采用便携式FID检测仪对系统治理效果进行检测。

4.1 生物滴滤塔

生物滴滤塔进气非甲烷总烃浓度在50～150mg/m3，经调试约30天后设备达到设计治理效率要求的60%以上，pH值控制在6～8之间，调试曲线见图4。

图4 生物滴滤塔调试曲线

4.2 化学洗涤塔

化学洗涤塔进气非甲烷总烃浓度在20～120mg/m3，经调试约30天后设备达到设计净化效率要求的35%以上，pH值控制在8～10之间，OPR值控制在300～600mV之间，调试曲线见图5。化学洗涤塔相较于生物滴滤塔，可快速投入使用(由于为化学反应)，在生物滴滤塔处于调试期间时，起到缓冲作用，使系统废气达标排放，当生物滴滤塔效率上升后，药品消耗速率将减小，运行成本得以降低。

图5 化学洗涤塔调试曲线

5 治理效果

根据表7检测结果，烟囱检测口中：氨平均浓度为0.15mg/m3、硫化氢低于检出限、非甲烷总烃平均浓度为15.8mg/m3、臭气浓度低于600、热态排气量达到20000m3/h，达到了该项目的治理要求。同时可知生物滴滤塔对非甲烷总烃净化效率达64.6%，臭气浓度净化效率达82.3%；化学洗涤塔对非甲烷总烃净化效率达46%，臭气浓度净化效率达57.6%，达到了设计净化效率。检测结果表明，系统整体达到了处理要求，取得了良好的效果。

6 结语

工业污水产生的臭气，成分复杂且臭气浓度高，但由于臭气来源于污水中的微生物活动及有机物的挥发，可生化性好，采用生物滴滤处理是行之有效且投资运行都较为经济的工艺。在生物滴滤末端增加化学洗涤工艺，可将微生物活动中经过初步分解及未能降解的物质进一步处理，从而提高整体净化效率和降低臭气浓度，同时化学洗涤还可在生物滴滤培养初期，对系统起到缓冲的作用，确保在调试期间也可稳定达标。综上，采用生物滴滤与化学洗涤的组合工艺治理工业污水厂臭气，可达到治理要求。

表7 检测结果