生物除臭技術在水泥窯協同處置生活垃圾項目垃圾預處理系統的應用

余 銳，沈序輝，陳銳章，朱 麗

（華潤水泥控股有限公司，廣東 深圳 518000）

1 生活垃圾預處理系統惡臭特點

生活垃圾用封閉車輛運輸過來預處理車間后，進行卸車、破碎、生物干化、機械擠壓脫水、成品貯存、再轉運至水泥窯協同處置系統焚燒處置。伴隨著生活垃圾的預處理過程，會散發大量的惡臭氣體。惡臭特點有臭氣濃度高，臭氣成分復雜，臭氣濃度波動大。

2 生物除臭技術的工作原理

含有惡臭污染物質的氣體通過收集系統，通過輸送管道導入生物濾池除臭系統。有機和無機的惡臭污染物首先同水接觸并溶于水中，完成從氣相到液相的擴散，并在濃度差的推動下，進一步擴散至介質周圍的生物膜。微生物吸附、吸收各種致臭污染物如H2S、NH3等，將其作為自身生長代謝所需的能量或碳源物質利用，并最終轉化為CO2、H2O、H2SO4、HNO3等無臭、無毒、無害的簡單無機物。生物過濾除臭過程可以分為三個階段。

（1）氣液擴散階段。惡臭物質被除臭填料（附著有微生物膜）吸附，臭氣中的化學物質，通過填料氣/液界面由氣相轉移至液相。

（2）液固擴散階段。惡臭物質向微生物膜表面擴散，臭氣中的異味分子由液相擴散到生物填料的生物膜（固相）。

（3）生物氧化階段。微生物將惡臭物質氧化分解，生物填料表面形成的生物膜中的微生物把異味氣體分子氧化，同時生物膜會引起氮、磷等營養物質及氧氣的擴散和吸收。

當惡臭氣體為H2S時，專性的自養型硫氧化菌會在一定的條件下將H2S氧化成硫酸根；當惡臭氣體為氨時，氨先溶于水，然后在有氧條件下，經亞硝化細菌和硝化細菌作用轉化成硝酸根，在兼性厭氧條件下，硝酸鹽還原菌將硝酸鹽還原成氮氣。當惡臭氣體為有機硫如甲硫醇時，則首先需要異養型微生物將有機硫轉化成H2S，然后H2S再由自養型微生物氧化成硫酸根。各反應方程式如下：

3 生物除臭技術實際應用情況

華潤環保工程（賓陽）有限公司協同處置生活垃圾項目設計日處置300t原生態生活垃圾，臭氣來源主要為垃圾預處理系統、垃圾輸送系統、配套廢水處理系統產生的臭氣。

當水泥窯正常運轉時，將系統所有臭氣引向水泥窯篦冷機當冷卻風使用，臭氣因子在與高溫熟料接觸過程中會發生燃燒，隨后作為二次風經過回轉窯內1 500℃以上高溫長時間反應，可確保臭氣因子的徹底分解；當水泥窯都停產時，通過引風機將臭氣引至除臭系統，經過水浴除塵池、生物濾池生化處理后達標排放。生物除臭技術僅作為惡臭控制的備用技術使用。

3.1 生物除臭系統進出臭氣濃度要求

3.1.1 進氣濃度（見表1）

表1 生物除臭系統進氣濃度（mg/m3）

3.1.2 惡臭氣體來源分布（見表2）

表2 惡臭氣體來源分布及風量

3.1.3 排放標準

惡臭無組織排放執行日本垃圾場地惡臭控制標準二級標準（見表3）；有組織排放指標執行《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）35m排氣筒一級排放標準，（見表4）。

表3 無組織排放執行標準（ppm）

表4 有組織排放執行標準（kg/h）

3.2 生物除臭系統工藝流程及運行參數

3.2.1 工藝流程（見圖1）

圖1 生物除臭系統工藝流程圖

圖2 現場實物布置圖

圖2為實物布置圖。含臭廢氣首先進入預洗池，部分H2S 、CO2及大部分氨、顆粒物可通過預洗池去除。經過預洗后具有一定溫度的有機廢氣進人生物濾池，通過生物活性填料層，有機物從氣相轉移到生物層，進而被氧化分解。本項目采用的生物濾池的填料層是具有吸附件的濾料與營養物質組合式填料。生物濾池因其較好的通氣性和適度的通水和持水性，以及豐富的微生物群落，能有效地去除烷烴類化合物，如丙烷、異丁烷．酯類及乙醇等，生物易降解物質的效果更佳。當生物濾池處理效果不佳時，開啟活性炭吸附塔，確保臭氣最終達標排放。

3.2.2 主要運行參數（見表5）

表5 主要運行參數

3.3 生物除臭系統運行要點

（1）生物濾池的壓損控制。

生物濾池的壓損應控制在300Pa～1 500Pa之間，過低的壓損可能有短流情況出現。隨著濾料在使用過程中不斷被壓實，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，出現過大壓損需要沖洗或者更換填料。

（2）預洗池及生物濾池的pH值及溫度。

預洗池及生物濾池在運行時，因為吸收溶解性堿性氣體，其pH值會有所升高。填料中細菌的生長發酵也會促使填料溫度有所升高。在適宜的溫度、濕度、pH值等條件下，填料中的微生物菌群將會得到快速生長、繁殖，并在載體表面形成生物膜。

（3）排放口的氣味監控。

當生物除臭系統運行成功時，排放口中的氣味是土腥味，藥渣味。

圖3 除臭系統總成中控畫面

（4）預洗池及生物濾池填料表面的微生物掛膜情況。當生物除臭系統運行成功時，預洗池及生物濾池填料表面是黃色的膜，帶有粘性。

3.4 項目運行情況

賓陽水泥窯協同處置生活垃圾預處理系統運用生物除臭工程已經建成并投入運行，設備正常運轉一年以上，經過了夏季及冬季的運行摸索，現在預處理車間周圍基本上聞不到臭味，委托第三方監測單位對生物裝置排放氣體進行進行檢測，檢測數據見表6。

表6 活性炭吸附塔不開啟時除臭煙囪尾氣排放量（kg/h）

從檢測數據中表明：在生活垃圾預處理系統中，采用生物除臭技術，可以使儲坑中的惡臭氣體處理后達到了相關排放標準。圖3為除臭系統總成中控畫面。

4 總 結

采用預洗+生物濾池+活性炭吸附塔組合工藝是生化與吸附的完美結合，該工藝具有流程簡單、操作管理簡便、運行穩定、運行成本較低、處理效果好等優點，是一套技術含量、自動化程度比較高、運行先進的組合工藝。

預洗池對于水溶性的惡臭因子（如硫化氫、氨氣）和粉塵具有較好的處理效果，剩余的惡臭因子（如揮發性有機物等）在生物濾池填料層內經過吸附、降解，在足夠的停留時間情況下得到有效分解，正常情況下可以達標排放。作為生物處理系統的補充，活性炭吸附裝置可以應對生物濾池處理效果不佳或者需要檢修的特殊情況，最終確保臭氣達標排放。后續工藝優化可從運行維護方面考慮，結合實際情況進行優化。

參考文獻：

[1]王明健，李歆.污水廠生物過濾除臭工藝及工程設計[J].中國給水排水，2009，25（16）：32-35.

[2]李志強，劉緒宗，王建利.生物除臭技術[J].中國給水排水，1999，15（9）：52-54.

[3]潘壽，李安峰，杜兵.廢水污染控制技術手冊[K].北京：化學工業出版社，2013.1169-1177.