生活污水处理厂臭气的治理方案应用研究——以广德市新杭镇污水处理厂提标改造工程项目为例

上海实力机电设备成套有限公司 庞欣阳

一、污水厂臭气来源及主要成分

污水处理厂的臭气主要有以下来源：预处理系统、生化处理系统、污泥浓缩和脱水系统。预处理系统，污水中的有机物，致使水中缺氧，伴随着厌氧菌的生成，会产生大量的恶臭物质，散发出恶臭气体进入大气中；生化处理系统，该系统一般由厌氧处理和好氧处理组成，其中厌氧处理的过程中会散发大量难以入鼻的恶臭气；污泥浓缩和脱水系统，在污泥脱水、过滤、分离、干燥的过程中亦会导致大量恶臭气体的排出。污水处理厂产生的臭气主要是由脂肪、蛋白质、碳水化合物等的微生物产生，一般分为三类：含硫化合物、含氮化合物及由碳、氢、氧或碳、氢组成的化合物。

二、广德市新杭镇污水处理厂提标改造工程项目简介

污水处理厂地点：安徽广德市。

污水处理厂未安装除臭设备时：污水处理设施运行过程中会散发出的硫化氢（H2S）、氨（NH3）、甲硫醇等有毒有味物质，不仅腐蚀机械设备，而且危害人们的健康甚至导致死亡。为降低污水厂设备运行过程中臭气的浓度，需对产生臭气的细格栅、粗格栅、提升泵房、沉砂池和曝气池进行区域除臭处理，并且尾气达标排放。

三、各主流除臭工艺分析及效果评价

现阶段用于污水废气处理的除臭工艺主要有以下几种：生物除臭法、酸碱（或加药）洗涤法、物理化学吸附法、植物液喷淋除臭法、光催化氧化法。

（一）生物除臭技术

生物除臭法除臭的原理是将废气中恶臭物质作为微生物的养分（俗称食物），通过自我繁殖将其净化。

（二）酸碱（或加药）洗涤法

用酸性碱性溶液分别对臭气中的氨（NH3）和硫化氢（H2S）进行中和，为了达到更好的除臭效果，一般酸洗塔、碱洗塔进行串联，同时使用。

（三）物理吸附法

我们一般用活性炭进行吸附废气中的恶臭物，利用吸附剂表面的分子引力或化学键力，将恶臭分子浓集并固定于吸附剂表面。

（四）植物液除臭技术

植物液除臭的工作液源自360 多种天然树木、花草的提取液，天然无毒无害。该方法适用性广，可根据不同臭气进行差异化的调制。

植物液中多种成分具有很强的化学活性，可用雾化设备喷洒去除敞开或半敞开空间的臭气，也可采用洗涤塔的方式集中收集处理。主要原理为通过吸附、吸收、分解、化合、催化氧化、聚合等一系列物理、化学反应机制消除臭味。

各种除臭技术的比较分析如表1所示。

表1 各种除臭技术比较分析表

四、生物除臭法设备及工艺原理简介

（一）生物除臭工艺流程

考虑该污水厂臭气成分单一、可用场地相对空余且业主对运行成本、维护管理、运行稳定性等方面比较敏感，采用：生物除臭的方式对收集的废气进行处理，臭气经臭气收集管道收集后统一送往臭气处理系统后达标排放。虽然前期资金投入较大，但后续维护方便。

具体工艺流程如图1：

图1 工艺流程图

（二）生物除臭滤池结构特点

1.主体结构及材质

生物除臭箱采用玻璃钢（FRP）+碳钢骨架结构，整个装置的强度和刚度能够得以保证。箱体外部配备进出口风管接口、填料口、卸料口、检修口、水箱接口、喷淋管路接口、爬梯等，内部包含填料支架、气体倒流板等。内部一般分成两级：前级为预洗池，后级为生物滤池。（如图2）

图2 生物滤池效果图

2.预洗池

（1）预洗池从内向外由玻璃钢内衬防腐层+碳钢防腐层+玻璃钢外衬防腐层三层组成。预洗池的作用是通过喷淋去除恶臭气体中可溶于水的酸性、碱性气体，同时洗去大部分不溶于水的粉尘，并且调节臭气的湿度和温度。

（2）预洗池侧面设有人孔、装料孔和卸料口。上层为喷淋层，布有水管及喷头，喷头均匀布置，保证各方向、空间的臭气都能与水接触。此处效率约高，后续生物滤池承受的臭气浓度越低，从而更好地达标排放。

（3）预洗段填料采用多面空心球，粒径DN50。

3.生物滤池

（1）生物滤池从内向外由玻璃钢内衬防腐层+碳钢防腐层+玻璃钢外衬防腐层三层组成。生物滤池的作用是将前级预洗池未能处理或未处理完的有机物、无机物进行补充处理，通过生物填料中的微生物复杂的新陈代谢，彻底去除恶臭物。

（2）生物滤池侧面设有人孔、装料孔和卸料口。上层为喷淋层，布有水管及喷头，喷头均匀布置，洗去生物滤料上的无用物质，保证滤料的透气度和微生物的活性。

（3）生物滤池内部生物填料下方有导气腔，解决配气不均匀的问题，防止出现短流、沟流。生物填料上方的维修空间充足，以方便设备的维护。

（4）除臭装置配有除雾器，能有效地将尾气中大量水分回收至生物床水池内。

（5）生物滤池内臭气停留时间不小于25秒，滤料寿命不小于10年，整套系统使用寿命不少于15年。

4.布气支撑系统

填料支撑系统位于除臭装置布气系统部分，用于支撑滤料的运行重量，材质玻璃钢。

支撑板为玻璃钢拉挤格栅板，为保证空气均匀通过生物滤体系统，在格栅板上口径较小的滤网，防止填料流失。

布气层内有用于能承载填料强度及耐腐蚀性的玻璃钢格栅，并满足填料在运行过程中由于微生物生长、喷淋湿重、自然压降等情况的强度。为解决臭气在生物箱体内部均匀流动，提高处理效果，除臭设备配置配气通道。

5.加湿循环及喷淋系统

生物除臭设备的喷淋系统含循环水泵、喷淋管道及喷嘴。喷嘴及循环水管采用耐腐蚀材料。喷嘴布置在生物滤池内部。喷淋系统配有流量计、PH计、液位计、加热器、温度传感器、电磁阀、过滤器等相关附件。

水 泵 电 源：380V/三 相50Hz，防护等级：IP55。带液位控制开关，能通过液位控制水泵的开停。

水喷嘴布置在封闭的洗涤床内部，通过检修人孔可使操作人员在无须打开设备壳体的情况下完成更换、检查等维修工作。

生物滤池的加湿通过间歇喷淋实现，功能是保持湿度，去除剩余污染物，主要包括加湿水泵、水供给系统等。

喷嘴采用耐腐蚀材料，喷嘴布置在封闭的生物滤床除臭设备顶部，通过检修人孔可使操作人员在无需打开设备壳体的情况下完成更换、检查等维修工作。

循环水管采用UPVC材质，耐酸碱腐蚀、抗老化。

喷淋系统配有电磁阀、过滤器，流量开关及pH检测仪等相关附件。

喷淋泵、循环泵过流部件材质：SUS304材质/氟合金/FRPP。

6.排放系统

在无其他污染源影响的正常工况下，臭气经处理后通过排气筒高空排放。

我们选用的联合除臭设备是全新的设备，具有可靠的工艺以及良好的设计，并能够适应现场气候条件的高质量和高等级的设备。

7.生物滤池除臭设备工艺原理

风机抽风，废气先进入预洗池，进行清水或化学药液洗涤，在该区域对硫化氢（H2S）、氨（NH3）和水溶性废气充分的吸收。剩余的恶臭气体进入生物滤池，通过生物填料时，污染物被挂生物膜。

恶臭气体与生物填料上水膜接触并溶解，在微生物菌的作用下被降解。

微生物菌种把臭气中的恶臭物质作为养分，用于新陈代谢与自我繁殖。通过不断的繁殖，达到去除恶臭物质所需要的饱和状态。

微生物分解过程的反应化学方程式：

生物除臭注意事项：

（1）散水方式及时间

预洗池需24小时连续喷淋降低对后续生物滤池的负荷。

生物滤池需间隙散水，让生物填料处于湿润状态但不宜过渡加湿。太干燥，微生物活性将降低，湿度太高，载体表面水膜加厚，堵塞气体正常流通。因此菌种繁殖的条件是相对严苛的，需要在湿度与空气流通效率之间找到最优的平衡点。

（2）温度控制

微生物的高活性温度为10-50℃，最佳温度在25-35℃左右。

（3）PH值控制

整个除臭过程中会产生大量酸性物质，主要来自臭气中的可溶性气体硫化氢（H2S氨（NH3）及微生物新陈代谢留下来的硫化物。

含硫的臭气会被氧化分解成各种硫酸根。在微生物的作用下转变成硫黄化合物。当臭气中的H2S与自养型硫氧化菌相遇时，会将H2S氧化成硫酸根H2S+O2+自养硫化细菌+CO2→合成细胞物质+SO42-+H2O CH3SH→CH4+H2S→CO2+H2O+SO42-

故整个系统PH值维持在4-6之间，如果PH值下降至3以下，需及时更换箱体循环水或加碱液，时刻让菌种保持在弱酸环境下。

8.生物填料

生物填料采用无机质惰性填料与植物性滤料相结合的组合式填料，选用火山岩、复合式滤料等，不使用树皮等易腐烂、易堵塞的滤料。

生物填料的外形及布置，可增加气体的接触时间，足够的停留时间是微生物对恶臭成分降解的必要条件。同时专门配置的酸碱平衡装置将适合微生物生长的PH值调整至最佳状态。另外还配备了生物填料的投入取出口、观察视镜等，将方便操作人员巡视和检修。填料支撑采用玻璃钢网格板。

生物滤料需具有化学稳定性和抗腐蚀性，保证在长期使用之后不发生化学变化和物理变化。因不会自身腐烂，所以使用寿命可达10年以上。

填料应具备抗压性及稳定性，填料层的压力损失为800～1000Pa；填料使用寿命大于十年，十年内不需要进行填料更换。

不含不透气的部分，没有粘连，不会因自身腐烂而产生厌氧生化反应，因此不会产生讨厌的臭味。

生物处理单元的滤池选用的填料与微生物相容性好，有利于多种微生物生长，并形成生物群，生物填料耐生物腐蚀能力强，使用寿命长。

生物处理单元中微生物应为混合微生物，能处理含有多种成分的复杂臭气。采用针对厨余、果蔬垃圾处理系统的专属生物菌种，菌种经一次挂膜成功后应能保障长期有效进行除臭。

因此所应用的上述生物填料具有不可比拟的优越性能。

五、结论与建议

综上所述，生活污水臭气的处理可以用多种工艺进行治理，需结合用户的实际现场情况、净化要求来针对性选择并确定。对后期维护费用较敏感的用户，建议采用生物除臭法，对前期投入费用较敏感的用户，可以采用酸碱洗涤、活性炭等需用药剂或耗材的除臭工艺。在实际应用中，可根据要求选择组合方案实施，发挥各种方法的优势，提高治理效果。