生物滴滤塔在造纸污水处理厂臭气治理中的应用

尹成彬(普罗生物技术(上海)有限公司，上海 200949)

0 引言

随着我国经济的腾飞，人口的日益增长，城镇化进程也在不断加快，一些原本远离居民区的工厂、畜牧农场和市政设施与居民区的距离不断压缩，迅速发展的同时也伴随着一系列环境污染问题，其中恶臭气体污染范围最为广泛[1]。造纸和纸浆行业在生产过程中都会排放大量有特殊气味的挥发性有机和无机化合物，比如：氨、硫化氢、胺类、二甲硫醚、甲硫醇和二甲基二硫等[2]，以上具有多种成分混合且对人体产生毒害作用的恶臭气体需采取有效的处理措施，以达到污水处理站区以及周边环境居民生活区的宜居的空气质量。

在广东某造纸废水收集和处理操作中，含有硫和氮的有机物通过微生物厌氧分解产生带有刺鼻的污染物。在许多情况下，可通过经常清洗废水处理设施，除去过量的浮渣和污泥，并优化的日常运行管理，可大大降低污水管道以及污水处理构筑物所产生的异味。但实际情况恶臭气体排放浓度太高，不能达到当地及国家环保部门所规定的排放标准，严重危害现场工作人员以及周边居民生活环境[3]。在这样的情况下，造纸污水处理厂的构筑物必须进行加盖收集，气体中污染物必须通过废气净化处理后进行排放。为此，文章采用除臭工艺流程为臭气收集系统+预处理+生物滴滤塔+活性炭吸附+风机+15 m烟筒排放，以确保处理后的臭气的排放达到要求。

1 主要污染物设计负荷及分析方法

1.1 废气设计负荷

根据业主提供的生物滴滤塔相关设计资料及实际运行检测情况可知，现场污水处理构筑物产生的废气主要为H2S、NH3等恶臭气体且成分较为复杂。主要臭气成分浓度如表1所示。

表1臭气成分浓度一览表

1.2 主要污染物分析方法

取样位置在生物滴滤池进出口，检测频率每天一次，H2S的测定用亚甲基蓝分光光度法(空气和废气监测分析方法第4版)，NH3的测定用纳氏试剂分光光度法(GB/T 14679—1993 《空气质量氨的测定次氯酸钠-水杨酸分光光度法》)。

2 菌种类型及降解污染物质

如表2所示，生物滴滤塔生物挂膜所采用的微生物菌种包括分别针对现场污水处理系统所产生的臭气成份的功能性菌类，均为特别分离或富集筛选获得。已经用于除臭工程的菌种类型包括：硫化细菌、氨氧化细菌、芽孢菌、假单胞菌等20余种。

表2 微生物类型及降解污染物质

3 结果与分析

当生物滴滤塔进气量平均为30 000 m3/h(对应气体空床停留时间为25 s)时，考察了生物滴滤塔除臭系统成功挂膜后持续跟踪30 d时间内，硫化氢和氨的进、出气质量浓度及其去除率的变化结果分别如图1和图2所示。

3.1 生物滴滤池对硫化氢去除效果

由图1可见，生物滴滤塔中填料挂膜运行期间进口的硫化氢质量浓度为80～100 mg/m3范围内波动，偶有除臭系统进口硫化氢质量浓度达到160 mg/m3，远超过生物滴滤塔设计负荷为100 mg/m3。生物滴滤塔挂膜前期硫化氢去除率相对较低(36.2%～56.7%)并存在较大幅度的波动，出口硫化氢的质量浓度完全随着进口的浓度呈正相关波动。硫化氢存在一定的去除率主要是由于生物滴滤塔中无机填料的吸附及连续喷淋的营养液的吸收作用。随着生物滴滤塔中填料成功挂膜后，在具有活性的微生物降解作用下，硫化氢的去除率逐渐升高。经过一个月左右时间的填料挂膜以及菌种驯化期，生物滴滤塔对硫化氢表现出了良好的去除性能，硫化氢平均去除率高达94%，在持续跟踪检测一个月数据出口硫化氢浓度较低且较为平稳，在大部分时间硫化氢去除率均保持在96%以上，生物滴滤塔出口硫化氢的质量浓度大部分为0～3 mg/m3。

图1 生物滴滤塔对H2S去除效果

3.2 生物滴滤池对氨气去除效果

由图2可知，生物滴滤塔生物挂膜运行期间，除臭系统氨的进气质量浓度为40～50 mg/m3。在生物滴滤塔挂膜的前期，氨去除率维持在较低水平(50%以下)。生物滴滤塔进行菌种培养成功挂膜后，生物滴滤塔填料上微生物进行大量繁殖，随着填料上微生物固定化除臭生物滴滤塔对氨的去除率也明显逐渐升高。在生物滴滤塔进口氨在设计负荷的条件下，生物滴滤塔对氨的去除率基本稳定在90%以上，且除臭系统生物滴滤塔出口检测到的氨浓度很稳定在0～2 mg/m3。降解硫化氢的微生物的营养类型主要以化能或光能自养型的硫化杆菌为主。其中降解氨的两类微生物对pH和温度等参数的变化较为敏感，故适应环境能力需较长时间。生物滴滤塔经过一个月左右时间的填料挂膜以及菌种驯化期，生物滴滤塔对氨表现出了良好的去除性能，氨的平均去除率高达90%，在持续跟踪检测一个月数据出口氨的质量浓度较低且较为平稳，在大部分时间氨的去除率均保持在92%以上，生物滴滤塔出口氨的质量浓度大部分为0～2 mg/m3。在生物滴滤塔进口氨的质量浓度偶尔波动幅度较大，但出口氨的质量浓度维持稳定。

图2 生物滴滤塔对NH3去除效果

4 结语

(1)在除臭生物滴滤塔进气量30 000 m3/h、气体空床停留时间为25 s、硫化氢和氨进气质量浓度分别为80～100 mg/m3、40～50 mg/m3的条件下，生物滴滤塔稳定运行时，硫化氢和氨平均去除率分别达95%和90%以上，而且除臭系统生物滴滤塔成功挂膜后对于进气负荷具有较强的抗冲击能力。

(2)采用一体化生物滴滤塔生物除臭装置+活性炭吸附联合除臭工艺能够达到 GB 14554—1993的二级排放标准，有效减少了臭气对污水处理厂内部及周围环境的影响。

(3)在可能产生H2S的场所使用的设备和电器要选择耐腐蚀的材质，防止人身体安全造成伤害，同时避免设备维修。