姚鹏飞,路水娥
(灵石中煤化工有限责任公司, 山西灵石 031300)
灵石中煤化工有限责任公司是利用中煤九鑫焦化公司的焦炉气来生产合成氨、尿素产品的企业。生产形成的污水中主要污染物有油类、化学需氧物、硫化物和氨等[1]。污水处理站设计处理能力为100 m3/h,采用二级缺氧/好氧工艺(A/O)和膜生物反应器(MBR)处理技术。原污水处理运行过程中产生的废气无组织排放,对环境造成了危害。为实现污水处理站废气有组织达标排放,对污水处理站内设施进行加罩密封,收集恶臭气体并进行治理。针对恶臭气体常见的处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等[2-4]。其中,生物法利用微生物降解恶臭物质而使气体脱臭,适用于可生物降解的水溶性恶臭物质的去除,具有去除效率高、装置简单、成本低、维护简便等特点[5-6]。因此,采用加盖收集、生物洗涤、活性炭吸附和高于15 m的烟囱排放以实现污水处理站废气有组织达标排放。
将集水池、曝气调节池、混凝气浮器、缺氧池、好氧池、MBR池、污泥池、事故池和初期雨水池用悬吊膜、反吊膜加盖密封,气体经玻璃钢管道收集后,在引风机的抽引下进入生物洗涤塔底部。工艺流程见图1。
1—生物洗涤塔;2—循环泵;3—引风机;4—活性炭过滤器;5—烟囱;6—引液泵;7—排液泵。
含除臭菌种的活性污泥液经循环泵加压后分两部分进入生物洗涤塔内,自上而下与气体接触,除去气体中的灰尘和易溶于水的组分;同时,存在于循环喷淋液和附着在塔内填料层上的微生物将气体中的有机、无机污染物成分降解为二氧化碳、水和硫酸盐等,并将部分元素转化成自身生长需要的营养元素。经过生物洗涤塔处理后的气体进入活性炭过滤器进一步处理,处理后的气体通过烟囱达标排放。生物洗涤塔底的污泥液大部分通过循环泵加压后循环使用,另一部分通过排液泵送至MBR池,同时通过引液泵将等量的活性污泥液送至生物洗涤塔底部。
膜材料的技术参数见表1。
表1 膜材料技术参数
加盖密封采用700 m2悬吊膜、210 m2反吊膜。所用膜材料为7层结构,基层为高张力聚脂纤维材料,其余分别为2层黏合层、2层聚氯乙烯涂层和2层改性聚偏氟乙烯涂层,涂层材料还配有抗老化剂、增塑剂使得膜材料具有抗酸碱腐蚀、抗紫外老化、抗气候温度变化、抗霉变和阻燃性好等特点。
为方便检修维护,混凝气浮器和MBR池加盖采用反吊膜,其余采用悬吊膜。反吊膜加盖是将钢结构支撑到地面上,膜材料张紧悬挂于钢结构下方,钢结构不与池内气体接触,有效避免了腐蚀问题;悬吊膜直接平铺在各水池上,每隔一定间距用钢丝绳拉伸。膜材料与各池体边缘采用膨胀螺栓固定,压板及橡胶条密封。此外,还设置检修孔、吊装孔、观察孔和加药口等,方便观察、加药、取样和维修。
生物洗涤塔采用玻璃钢制作,内部装填空心多面球填料,使除臭微生物在填料表面生长。臭气通过生物洗涤塔时被微生物捕集吸收,然后进一步降解为二氧化碳、水和硫酸盐等无害成分。生物洗涤塔配置pH控制器和湿度监测器,用于监控设备内循环液pH和湿度,底部安装电加热管,用于满足微生物生长对温度的需要。主要设备参数见表2。
表2 主要设备参数
在生物洗涤塔投运前,填料先用好氧活性污泥溶液进行预挂膜处理1周,以保证投运后有良好的处理效果,运行过程中不需要添加营养液和其他调节溶液。生物膜除臭过程主要分为以下3个阶段:(1) 气液扩散阶段。废气中的挥发性有机物质首先进入填料的气液界面,由气相转移到液相。(2) 生物吸收阶段。进入液相中的恶臭物质被微生物吸附、吸收,从水中转移至为微生物体内。(3) 生物降解阶段。进入微生物细胞体内的有机物在代谢过程中作为能源及营养物质被分解、利用,转化为无害化合物。
稳定运行后,引风机风量(体积流量)为15 350 m3/h,循环液体积流量为48 m3/h、pH控制在7~8、温度控制在25~30 ℃、湿度控制在80%~95%、烟囱排放口臭气浓度(无量纲)[7]为234,排放气体各指标均满足相关标准要求。处理后气体排放质量流量见表3。
表3 处理后气体排放质量流量 kg/h
通过对污水处理站进行加罩密封,废气通过收集、生物洗涤后,实现了有组织达标排放,减轻了恶臭气体和有机废气对环境的危害。在处理大流量、低浓度、可生物降解的水溶性恶臭气体时,采用生物洗涤法是较好的选择,可在同行业内进行推广。