城市污水處理廠中惡臭氣體生物處理方法淺析

摘 要:概述了污水處理廠中惡臭氣體的來源以及常見的除臭方法，主要介紹了生物處理方法，詳細(xì)闡述了生物過濾法。

關(guān)鍵詞:惡臭 污水處理廠 生物除臭 生物過濾法

中圖分類號(hào):R123.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2011)03(c)-0132-01

1 惡臭物質(zhì)及其來源

污水處理過程中產(chǎn)生的臭味氣體主要為硫化氫(H2S)、氨(NH3)，以及某些生產(chǎn)廢水的特殊臭味物質(zhì)。這些物質(zhì)給人們的生活、生產(chǎn)帶來較大影響。少量臭氣會(huì)讓人產(chǎn)生不愉快的感覺，過多則會(huì)危及人體健康。臭氣中如H2S等腐蝕性氣體，還會(huì)腐蝕生產(chǎn)設(shè)備，縮短其使用壽命。污水處理廠中的惡臭氣味主要來源于預(yù)處理和污泥處理部分，如沉砂池、格柵間、污泥濃縮池、脫水機(jī)房等處。

2 常見除臭方法

污水處理廠中除臭的方法有很多，較為常用的有化學(xué)除臭法、物理除臭法和生物除臭法。化學(xué)除臭法是通過添加化學(xué)藥劑使其與具有臭味的物質(zhì)反應(yīng)，使臭味氣體分解從而達(dá)到除臭的目的，這種方法對(duì)于臭氣的處理最為有效、可靠。但是，這種方法存在一個(gè)很顯著的弊端，就是在除臭過程中需要消耗化學(xué)品，同時(shí)必須處理化學(xué)廢水，增加了工程占地和造價(jià)。物理除臭法中較為常用的為活性炭吸附法，處理臭氣方法和設(shè)備都比較簡(jiǎn)易，但是這種方法僅適用于低濃度的臭氣，且有一定局限性。在惡臭氣體處理的各種方法中，最為經(jīng)濟(jì)有效的是生物除臭法，具有操作簡(jiǎn)單、處理成分多樣等特點(diǎn)，如硫化氫，硫醚、硫醇、甲苯等常見的臭氣都可處理，并且處理效率高，運(yùn)行費(fèi)用極低。基于生物除臭法具有以上優(yōu)點(diǎn)，下面作以重點(diǎn)介紹。

3 生物除臭法

生物法處理惡臭氣體最早報(bào)道見于1957年，隨后人們開始進(jìn)行理論和應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)其具有高效、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境的可接受性等優(yōu)點(diǎn)，并于20世紀(jì)90年代受到了廣泛重視。目前，生物除臭法已經(jīng)成為凈化空氣的主要方法之一。

3.1 生物除臭原理

其原理主要基于氣味物質(zhì)被液相吸收并被微生物氧化。主要經(jīng)歷如下幾個(gè)過程:(1)廢氣成分首先同水接觸并溶于水中，由氣相轉(zhuǎn)移到液相;(2)污染物被生物膜吸附，有機(jī)成分被微生物吸收;(3)微生物將污染物轉(zhuǎn)化為無害的化合物。臭味物質(zhì)具有較好的水溶性并可被生物氧化時(shí)，最適合選用本方法。

在所有類型的臭氣處理生物反應(yīng)器中，污染物都是從氣相擴(kuò)散到液相，進(jìn)而由微生物將他們降解成CO2、H2O或其他礦物質(zhì)。這個(gè)過程可以簡(jiǎn)單的描述如下:

當(dāng)有氧氣存在時(shí)，廢水中的細(xì)菌就把硫化物的離子氧化為無臭的硫化物。這個(gè)反應(yīng)機(jī)制表明，在氧源充足時(shí)，合適的生物混合，例如活性污泥的回流可以將溶解的硫化物轉(zhuǎn)化為無臭物質(zhì)。

3.2 生物除臭過程中注意的問題

生物除臭應(yīng)主要注意以下幾點(diǎn):(1)氧濃度。若濾料過于致密，含氧量不足，將不利于好氧菌的正常代謝。(2)濕度。水分對(duì)于微生物的生長(zhǎng)和新陳代謝是必不可少的，濕度的控制可以通過濾料上方水噴霧的形式實(shí)現(xiàn)，或者直接對(duì)臭氣進(jìn)行加濕處理。(3)溫度。細(xì)菌生長(zhǎng)在一個(gè)適宜的溫度范圍內(nèi)，理想的溫度為37℃。進(jìn)氣的溫度可以在對(duì)氣流加濕時(shí)進(jìn)行調(diào)整。由于生物降解的過程可以產(chǎn)生熱量從而維持一個(gè)較高的溫度，因此即使在寒冷的氣候中也能正常運(yùn)行。(4)pH值。大部分微生物在接近中性的環(huán)境下生物活性較高，惡臭的去除率也較高。但在處理含有H2S的氣體時(shí)會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)，導(dǎo)致pH值下降，破壞現(xiàn)有菌種，如果未及時(shí)排出還會(huì)降低反應(yīng)構(gòu)筑物的降解能力。(5)營(yíng)養(yǎng)。生物生長(zhǎng)需要足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，若臭氣濃度低、停留時(shí)間短、有機(jī)物含量少，則降解用的微生物不能很好的生長(zhǎng)，影響其處理效果。(6)壓降。濾料在使用過程中不斷被壓實(shí)或堵塞，孔隙度降低，氣體通過濾料的阻力不斷增大，壓降和能耗也隨之加大。

3.3 生物除臭法的應(yīng)用形式

主要有生物過濾法、廢氣直接通入曝氣池法、生物洗滌法和生物加壓法[1]。本文重點(diǎn)介紹常用的生物過濾法。

生物過濾法處理惡臭氣體主要有生物濾池、生物洗滌塔和生物滴濾池，其中生物濾池和生物滴濾池是目前應(yīng)用最廣泛的兩種生物反應(yīng)器[2]。

3.3.1 生物濾池

生物濾池是最早被研究和使用的一種處理揮發(fā)性有機(jī)污染物和除臭的生物技術(shù)。為防止氣體中顆粒物造成濾池堵塞，惡臭氣體進(jìn)入濾池前必須除塵。生物濾池內(nèi)部充填活性填料，廢氣經(jīng)加壓預(yù)濕后，從底部進(jìn)入生物濾池，與填料上附著生成的生物膜(微生物)接觸，被生物膜吸收，最終降解為水和二氧化碳，處理過的氣體從生物濾池的頂部排出。生物濾池處理技術(shù)的特點(diǎn)是生物相和液相都是不流動(dòng)的，而且只有一個(gè)反應(yīng)器，氣—液接觸面積大，運(yùn)行和啟動(dòng)容易，運(yùn)行費(fèi)用低[3]。

3.3.2 生物洗滌塔

生物洗滌塔通常由一個(gè)裝有填料的洗滌器和一個(gè)具有活性污泥的生物反應(yīng)器構(gòu)成。洗滌器里的噴淋柱將微小的水珠逆著氣流噴灑，使廢氣中的污染物與填料表面的水接觸，被水吸收而轉(zhuǎn)入液相，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量傳遞過程。如果污染物的濃度較低、水溶性較高，則極易被水吸收，帶入生物反應(yīng)器。在生物反應(yīng)器內(nèi)，污染物通過活性污泥中微生物的氧化作用，最終被去除。與生物濾池不同的是，生物洗滌塔工藝中的液相(通常帶有懸浮微生物)是流動(dòng)的，在兩個(gè)分開部分連續(xù)循環(huán)。這有利于控制反應(yīng)條件，便于添加營(yíng)養(yǎng)液、緩沖劑和更換液體，除去多余的產(chǎn)物。其反應(yīng)的溫度和pH值等因素也可以監(jiān)測(cè)、控制。為了防止活性污泥沉積和降解有機(jī)物，活性污泥反應(yīng)器需要曝氣設(shè)備，并控制有關(guān)條件，如溫度、pH值以及碳、氮、磷之間比率，以確保微生物在最佳條件下發(fā)揮作用。

3.3.3 生物滴濾池

生物滴濾池被認(rèn)為是介于生物濾池和生物洗滌塔之間的處理技術(shù)。廢氣中污染物的吸收和生物降解同時(shí)發(fā)生在一個(gè)反應(yīng)裝置內(nèi)。滴濾池內(nèi)填充填料，循環(huán)水不斷噴灑在填料上，填料表面被微生物形成的生物膜所覆蓋。廢氣通過滴濾池時(shí)，廢氣中的污染物被微生物降解。生物滴濾池只有一個(gè)反應(yīng)器，設(shè)備較簡(jiǎn)單，生物相靜止而液相流動(dòng)，世代周期長(zhǎng)的微生物也能很好的生存。但生物滴濾池填料的比表面積(即單位柱體積接觸面積)比較低，不適于處理水溶性差的揮發(fā)性有機(jī)污染物。

4 結(jié)語

縱觀幾種治理技術(shù)，生物除臭法具有高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，已成為發(fā)展的主要方向。其中，生物過濾法因具有無二次污染、處理費(fèi)用低、操作維護(hù)方便、可長(zhǎng)期持續(xù)處理等優(yōu)點(diǎn)，已成為生物法的首選[4]。但是，生物除臭法對(duì)于超大氣量的的臭氣處理能力有限，一般在5萬m3以下，而且廢氣濃度過高可能影響處理效率。這也是今后需要進(jìn)一步研究的重點(diǎn)方向。

參考文獻(xiàn)

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[2]蘭中仁，余瓊，江霞.生物過濾法脫除硫化氫臭氣的研究進(jìn)展[J].四川環(huán)境，2007，26(4):83-87.

[3] 朱國(guó)營(yíng)，劉俊.新污水處理廠的生物濾池除臭技術(shù)[J].中國(guó)給水排水，2003，19(8):23-25.

[4]屈艷芬，葉錦韶，尹華.生物過濾法處理城市污水處理廠臭氣生態(tài)科學(xué)，2005，24(1):18-20.

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