溫州中心污水處理廠的生物除臭設計及應用

葉天明，李珊珊

（浙江富春紫光環保股份有限公司，杭州 310012）

1 工程概況

溫州市中心片區污水處理廠廢水處理總規模為40 萬m3/d，污水處理廠按40 萬m3/d 規模一次建成，采取全封閉半地埋式建設。構筑物主要包括粗格柵渠、提升泵站、細格柵渠、曝氣沉砂池、A2/O 生化池、雙層沉淀池、高效沉淀池、纖維濾池、紫外消毒渠等污水和污泥處理系統，還包括鼓風機房、脫水機房、配電室等生產附屬設施。污水處理廠尾水排放水質可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）的一級A 標準。

本工程因為整個廠區處于全封閉狀態，部分區域空氣中含有少量惡臭氣體，因此無法采用稀釋法、植物液噴灑法、生物土壤法和高能離子法，考慮到運營成本，擬采用生物過濾除臭技術。該技術操作便捷，自動化程度高，運行方式穩定，運行費用低，具有較強的穩定性和可靠性，在城鎮污水處理廠得到廣泛應用。

2 工程設計

溫州市中心片區污水處理廠的臭氣主要產生于粗格柵及提升泵房、細格柵及曝氣沉砂池、A2/O 池、污泥池、污泥脫水機房、污泥料斗等，根據各構筑物的現場建設位置，將臭氣源分為5 個系統進行臭氣的收集與處理。系統1 負責粗格柵及提升泵房、細格柵及曝氣沉砂池、儲泥池、污泥脫水機房、污泥料斗；系統2 負責第1 組A2/O 池；系統3 負責第2 組A2/O池；系統4 負責第3 組A2/O 池；系統5 負責第4 組A2/O 池。

2.1 臭氣量計算

《城鎮污水處理廠臭氣處理技術規程》（CJJ/T 243—2016）規定：（1）進水泵吸水井、沉砂池由于水面交換較為頻繁，臭氣風量按10m3/（m2·h）計算，上部密封空間，按增加1—2 次/h 的空間換氣量計算。（2）初沉池、濃縮池、厭（缺）氧池、儲泥池等構筑物由于水面交換頻率相對較低，臭氣風量按3m3/（m2·h）計算，上部密封空間，按增加1—2 次/h 的空間換氣量計算。（3）曝氣池構筑物加蓋除臭時，考慮加蓋設備會發生泄漏，泄漏量按氣量的10%計。（4）脫水機房、污泥堆棚、污泥處理處置車間等構筑物宜將設備分隔除臭。難以分隔時，工作人員需要進入處理構（建）筑物的抽氣量宜按換氣次數不少于8 次/h 計，經常進入工作人員的且要求較高的場合換氣次數可按12 次/h 計，貯泥料倉等一般工作人員不進入的空間的換氣次數按2 次/h 計算。

本工程臭氣量具體計算見表1。

表1 臭氣量計算結果

2.2 臭氣密封系統

對于污水處理廠而言，應該采取密閉回收、集中處理的治理方法，故污水處理廠存在各構筑物密封處理的問題[1]。一個項目的密封系統要考慮以下幾個方面:（1）方便污水處理廠運行的日常巡檢和設備的維護保養工作。（2）加罩后要盡量少增加額外的密封空間。（3）密封材料具有良好的耐腐蝕性與強度，使用壽命長。（4）充分利用原有的構筑物結構，節約投資費用。例如，格柵機、柵渣壓榨機采用設備所處的墻體及不銹鋼骨架陽光房進行密封，陽光房部分可拆卸，便于設備檢修和維護；提升泵房采用廠區已有的鋼格柵蓋板密封；曝氣沉砂池采用不銹鋼+陽光板，兼具抗腐蝕和方便拆卸的特點；A2/O 池、污泥池、污泥料斗采用混凝土+已有的鋼蓋板密封；污泥脫水機房利用污泥脫水設備的自身密封條件，可減少投資費用。

2.3 臭氣收集系統

污水處理廠的惡臭氣體主要是硫化氫、氨氣、硫醚類、吲哚類[2]，這些污染物具有較強的腐蝕性，同時所處的環境也很潮濕，這對于管道的使用壽命有很大的影響。因此，在實際工程中通風管道較多采用玻璃鋼風管，其具有強度高、抗腐蝕、耐老化等特點[3]。本工程臭氣收集風管和管件也采用玻璃鋼材質，外模手糊工藝，表面熱熔抗紫外線膠衣層，在保證滿足材料強度、抗腐蝕和耐老化的基本要求下，考慮了風管和管件的光滑度、美觀度。風管支架采用304 不銹鋼，耐腐蝕的同時免去其防銹處理工作。風管管徑計算如下：

其中：

D——圓形風管管徑，m；Q——臭氣風量，m3/h；V——管內風速，m/s；a——鉅形風管截面長邊，m；b——矩形風管截面短邊，m。

根據一般工業建筑的機械通風系統風管內風速，取非金屬風管主管風速為12m/s、支管風速為8m/s、各吸風口風速為2m/s。再根據表1 計算出的各單體構筑物風量及總風量，可計算出各支管管徑及主管管徑。

2.4 除臭工藝設計

2.4.1 除臭工藝設計說明

本工程采用生物過濾除臭系統，該系統具體工藝流程見下圖。

除臭系統工藝流程圖

生物除臭就是利用微生物體內酶的催化作用對臭氣進行氧化分解，最終轉化為穩定的無機物，從而達到凈化的目的[4]。各除臭單體密封的臭氣經玻璃鋼風管收集由玻璃鋼風機正壓送入生物箱體。箱體前段為預洗滌段，該段填充了用于增加接觸面積的多面空心球，能將大顆粒及溶于水的物質先噴洗下來，然后臭氣進入生物濾池，該段填充了多層天然填料，用于微生物的生存附著。臭氣通過濕潤、多孔和充滿活性微生物的濾層，利用各種微生物對特定惡臭物質的吸附、吸收和降解功能，將惡臭物質吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等簡單無機物，不可揮發的無機成分經過間歇的水泵噴淋隨著循環液進入下方水池收集，排放至污水處理廠前端；微量可揮發的成分經本段無害化處理后，隨尾氣從污水處理廠廠區的集合總排放井達標排放。

2.4.2 設計參數

生物濾池除臭工藝主要設備有生物濾池除臭主體裝置、離心風機、排氣筒及電控制柜。廠區根據區域分為5 套系統。

（1）1#生物濾池（預處理區域、污泥處理區域）

處理能力：60 000m3/h；外形尺寸：20.0m×12.0m×3.0m；表面負荷：250m3/（m2·h）；填料層有效停留時間：18.72s；循環（補充）水箱尺寸：1.4m×1.4m×0.8m（高）；濾池壓損：1200Pa；預洗滌床尺寸：4.0m×12.0m×3.0m（高），液氣比：1.5L/m3，填料高度：1.3m，接觸時間：3.74s；生物過濾床尺寸：16.0m×12.0m×3.0m（高），液氣比：1.0L/m3，填料層高：1.3m，接觸時間：14.98s。

（2）2#、3#、4#、5#生物濾池（第1、2、3、4組A2/O 生化池區域）

處理能力：40 000m3/h；外形尺寸：15.0m×11.0m×3.0m；表面負荷：242.42m3/（m2·h）；填料層有效停留時間：19.3s；循環（補充）水箱尺寸：1.2m×1.2m×0.8m（高）；濾池壓損：1200Pa；預洗滌床尺寸：3.0m×11.0m×3.0m（高），液氣比：1.5L/m，填料高度：1.3m，接觸時間：3.86s；生物過濾床尺寸：12.0m×11.0m×3.0m（高），液氣比：1.0L/m3，填料層高：1.3m，接觸時間：15.44s。

2.4.3 設備選型

根據各系統的風量、管道的風壓選配符合要求的玻璃鋼防腐離心風機作為收集系統的動力裝置，根據氣液比選配符合要求的不銹鋼水泵作為水循環的動力裝置。

根據表1 計算出的總風量選擇除臭設備：1#生物濾池處理風量為60 000m3/h，配套風機3 臺（2用1 備），每臺離心風機風量為30 000m3/h，風壓為2400Pa，功率為37kW；配備循環水泵2 臺（1用1 備），流量為140m3/h，揚程為30m，功率為18.5kW；配備補充水泵1 臺，流量為90m3/h，揚程為28m，功率為11kW。

2#、3#、4#、5#生物濾池處理風量為40 000m3/h，配套風機2 臺（1 用1 備），每臺離心風機風量為40 000m3/h，風壓為2000Pa，功率為37kW；配備循環水泵2 臺（1 用1 備），流量為80m3/h，揚程為30m，功率為11kW；配備補充水泵1 臺，流量為50m3/h，揚程為27m，功率為5.5kW。

3 處理效果

本項目于2018 年8 月底完成安裝并調試，2018 年9 月中旬委托第三方現場取樣檢測，具體檢測結果見表2。

表2 臭氣處理效果

由檢測結果可知，處理效果達到《惡臭污染物排放標準》（GB 14554—93）中的二級標準，滿足設計要求。

4 結語

溫州市中心片區污水處理廠通過設置生物濾池處理臭氣，成功解決了污水處理廠廠區臭氣四處逸散的問題。正式運行一段時間后證實，生物除臭濾池具有去除率高、不存在二次污染、運行成本低、管理方便等優點，該工程為我國半地埋式污水處理廠惡臭氣體的控制提供了良好的借鑒。