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生物滴滤床技术用于市政污水泵站除臭

2010-03-29

生物滴滤床技术用于市政污水泵站除臭
采用生物滴滤床对市政污水泵站产生的臭气进行净化,运行结果表明,生物滴滤床对污水泵站恶臭的特征污染物(H2S和NH3)的去除效果长期稳定在98%以上,能达到《恶臭污染物排放标准》(GB 14554—93)的要求;影响除臭效果的主要因素是进气浓度、气温以及喷淋量。
中图分类号:X703    文献标识码:C  文章编号:1000–4602(2009)20–0073–04
Biotrickling Filter Bed Technology for Odor Removal in Sewage Pumping Station
WANG Ling–fan1,  JIANG Guo–jin2
(1.Tianjin Drainage Management Department,Tianjin 300202,China;2.Jiangsu Sanqiang
Environmental Engineering Co.Ltd.,Yixing 214200,China)
Abstract:The biotrickling filter bed was used to purify odor in sewage pumping station.The operation results show the removal efficiency of characteristic pollutants such as H2S and NH3 in sewage pumping station is maintained over 98%.and the pollutants can meet the requirement of the Emission Standards for Odor Pollutants(GB 14554–93).The main factors which affect deodorization are inlet concentration,waste gas temperature and trickling flow.
Key words:  sewage pumping station;  odor;  biotrickling filter bed;  biological deodorization
污水泵站作为一种在城市核心区域广泛分布的固定市政设施,由于其周围环境多为居民区等敏感目标,恶臭问题使市政设施管理单位面临越来越大的压力,对泵站恶臭进行治理是解决这一问题的有效途径。
天津市大部分污水泵站采用生物除臭技术来解决恶臭污染问题,取得了很好的处理效果,且运行费用低、工艺简单、运行稳定,具有一定的推广意义。
1工程背景
1.1  恶臭气体的散发特征
①污水泵站不同位置的恶臭散发情况有所不同。
②总体而言,污水泵站在夏季的恶臭散发量要大于秋季,恶臭散发量与来水水质和运行水位有关,在水位低且输送管道非满流情况下易产生高浓度的恶臭。格栅井韵水力搅动(水泵及格栅机运行时)也易造成恶臭散发的增加。
③污水泵站恶臭气体的散发点较多,除敞口格栅井外,还包括潜水泵顶空的盖板缝隙、进水井盖板缝隙、出水口的散气井口、出水口的阀门井开口以及未密闭收纳的栅渣等。
1.2  工程实例
本次实施泵站除臭的工程包括新货场等20个泵站,其中采用生物滴滤床除臭技术的有咸阳路等7个泵站。以咸阳路泵站除臭工程为实例,具体介绍生物除臭技术在市政泵站的应用效果。
污水泵站的格栅井、格栅机、螺旋输送机、集水井等是臭气散发的主要地点。为了减少臭气量,降低投资和运行成本,对于格栅闸井、格栅水槽、集水池的封闭均采用强度高、防腐性能好的玻璃钢格栅盖板封盖,格栅机和渣斗采用不锈钢密封包封。总体原则是在满足密封的要求下,考虑设备的可维护性,追求与原建站设计风格的和谐统一。
所有待除臭的泵站均统一安装了臭气收集系统,管路系统包括气体收集罩、导流罩、管道、阀门及埋地、架空、爬墙等需要的支架体、吊装件、加固件等部件,从每个气体收集点开始汇合至处理系统。选择耐腐蚀性能好和强度高的U–PVC管道。根据站内现场布置要求,管路尽量采用暗埋方式。对进水闸井、出水泵井等其他散气点则采用局部开口引出风管、就近布置的方式,力求与建筑外观形态吻合。
2工程设计
2.1  工艺流程
采用以生物滴滤床为核心的组合工艺,具体工
    臭气经收集后通过风机输送到生物滴滤床内进行净化,再经过活性炭吸附柱进一步净化后达标排放,生物滴滤床和活性炭吸附柱的喷淋水排入泵站下水道。采用活性炭吸附柱作为后处理单元主要是为了在生物滴滤床运行出现故障时保证处理效果。
生物除臭反应器类型主要有传统的生物过滤床、生物洗涤器等,新一代得到广泛研究和应用的生物反应器有生物滴滤床等。生物除臭的原理[1]:收集到的废气在适宜的条件下通过长满微生物的固体载体(填料),臭味物质先被填料吸收,然后被填料上的微生物氧化分解,完成除臭过程。微生物生长除需要足够的有机养分,还要创造一个适宜的湿度、pH值、氧气含量、温度和营养成分的良好条件来保持微生物活性[2]。一般认为微生物除臭过程分为三步[3]:①臭气与水接触并溶解到水中;②恶臭成分被微生物吸附、吸收,从水中转移至微生物体内;③恶臭成分作为营养物质被微生物分解、利用,从而使污染物得以去除。
生物滴滤床与传统生物反应器的主要区别是通过人工接种微生物和强化喷淋,有效改善了填料床内的微生态环境,并提高了有效微生物密度,广泛采用人工或天然的惰性填料或者复合填料避免填料的自降解,这些改进使其相对于其他生物处理技术具有基质谱广、负荷高、可操控性强等优点[4];相对于物理化学方法和其他传统生物处理法,生物滴滤床除臭技术具有投资和运行成本低、反应条件温和、无二次污染等技术优势。
咸阳路污水泵站位于咸阳路中段,是咸阳路污水处理厂的污水中途提升泵站,占地约2 440 m2。采用6台Ø500 mm无阻塞潜水排污泵,设计排水能力为2 m3/s,该泵站除臭工程设计风量为1 500 m3/h,各部分设计参数。
生物除臭装置为舱体结构(FRP材质),气体从舱体下部进入,自下而上经过过滤介质,经顶部出舱,再经风机和排气管排出。过滤池内为滤料床,上部滤料高约为1.2 m,下部为支撑体,池内有喷淋加湿系统(必要时可用来对滤料加湿)。生物过滤舱包括气流分布装置、过滤介质支撑层、给水和排水装置,管道过滤舱上装有压力、温度等相关检测设备,装有喷淋装置,舱内有介质支撑系统。为便于操作维护,舱壁周围和顶部设有进、出料口与检修口等。
本着实用、可靠、高效管理的原则,系统确定选用PLC的控制模式,并配有触摸屏的人机对话模式,可对装置的温度、压力、pH值、浓度、流量等参数进行在线检测。传感变送装置将信号传送到控制柜的显示仪表或PLC,可以直接显示参数的动态变化情况。仪表可以设定检测参数的上、下限,进行越限报警,极大地满足了工作人员的操作需要。
2.3填料选择
生物滴滤床的填料至少需满足以下条件:①比表面积大;②持水性能好;③有利代谢产物排出;④有一定的机械强度[5]。
生物滴滤床作为新一代生物反应器,其主要的特点是广泛采用惰性填料,包括陶粒、泥炭、珍珠岩等[3、6]。本工程采用高密度聚乙烯填料,高度约为1.5 m[6]。
2.4营养控制
为使微生物对污染物质的去除能力达到大化,营养物质添加的数量与频率可参考恶臭气体中的碳含量并结合实际运行情况来确定。营养供应的水平对生物滤池启动及稳定阶段的生物活性有很大的影响[7]。
理想的生物滴滤床具有稳定的水相和微生态系统,微生物自身降解产生的溶解态营养物质可以被正在生长的生物体循环再利用,其本身可以维持微生物的营养需求[8]。然而在实际运行中,喷淋液可能会带走部分溶解态的营养物质,如果微生物的生长速度比较快,也会造成营养供应的不足。此外,在填料内部或生物团底部发生的厌氧反应也可使氮以氮气的形式释放出去。所以,需要外加营养物质才能维持生物滴滤床的运行[8]。
本工程采用固态营养盐定期投加的方式维持系统运转,通过系统自动监控pH、去除效率、喷淋液电导率等参数,自动提示营养盐投加时间,维持系统处理效果的稳定。
2.5微生物的接种与驯化培养
很多学者曾建议在生物滴滤床内接种单一的理想菌种(降解特定污染物的能力很强)。但是,只有当这种微生物在生态上可行时这种方式才可能成功[9]。菌种必须能够适应生物滴滤床的环境条件[10],即能够在反应器通常的pH值及温度条件下生长,并适应必然发生的变化,同时还应有竞争优势,能够降解污染物质是所接种菌种的必要特点,但只有能够快速利用污染物质才能使菌种具有特殊的竞争优势[11]。
本工程采用工业化、程序化的自动化培养体系,在填料出厂前已经针对本泵站实际运行环境,由生产厂家接种特定的混合菌群进行了挂膜,设备到现场安装以后,立即投入运行,工期大大缩短,效果很好[4]。
3运行效果及经济性
3。1  运行效果
该生物过滤除臭系统投入运行后,恶臭等异味都得到了有效的抑制和去除,达到了设计目标和要求,解决了长期困扰周边住户环境和健康的问题,受到住户的一致好评。验收监测数据见表2。

  3.2经济分析
本工程的运行费用主要由电费和水费组成,电费主要来自风机和生物滴滤床喷淋泵,水费主要来自系统喷淋液自动补水、活性炭喷淋用水等,滴滤床营养盐在运行成本中所占比例<1%。经测算,该泵站除臭工程运行费用为2.2元/103m3臭气,比采用其他物理化学除臭技术低一个数量级,具有很大的运行成本优势,值得大力推广。
4结论和建议
市政污水泵站的恶臭气体散发受外界环境和泵站类型、结构的影响较大,在制定恶臭控制措施时,不仅需考虑污水泵站恶臭的散发特点,还要全面考虑可能出现的恶臭散发点,以达到事半功倍的效果。
除臭效果不仅受生物反应装置的影响,还受到多方面辅助因素的影响:①封闭的形式。对臭气源进行合理封闭可以有效地控制臭气的扩散,从而达到集中处理的目的。②气体的管路收集。充分考虑恶臭气体的浓度,按照不同的换气次数进行换气,管路布局要充分考虑压力平衡以保障足够的负压对气体进行有效收集。

经典案例介绍