生物滴濾塔在造紙污水治理的應(yīng)用

時間:2022-11-08 08:38:10

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生物滴濾塔在造紙污水治理的應(yīng)用

摘要:文章基于廣東某造紙污水處理廠生物除臭項目,對污水處理站構(gòu)筑物的惡臭氣體通過生物滴濾塔進(jìn)行凈化處理的工程應(yīng)用與研究,其中以硫化氫和氨氣為主要目標(biāo)污染物。現(xiàn)場所采用的生物滴濾塔除臭系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)氣風(fēng)量為30000m3/h,在生物滴濾塔除臭裝置生物膜掛膜成功后,對廢氣成分中的硫化氫氣體去除率在94%以上,對氨的去除率可達(dá)90%以上,經(jīng)碳吸附進(jìn)一步凈化排放氣體達(dá)到GB14554—1993《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞:生物滴濾塔;臭氣治理;硫化氫去除

隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛,人口的日益增長,城鎮(zhèn)化進(jìn)程也在不斷加快,一些原本遠(yuǎn)離居民區(qū)的工廠、畜牧農(nóng)場和市政設(shè)施與居民區(qū)的距離不斷壓縮,迅速發(fā)展的同時也伴隨著一系列環(huán)境污染問題,其中惡臭氣體污染范圍最為廣泛[1]。造紙和紙漿行業(yè)在生產(chǎn)過程中都會排放大量有特殊氣味的揮發(fā)性有機(jī)和無機(jī)化合物,比如:氨、硫化氫、胺類、二甲硫醚、甲硫醇和二甲基二硫等[2],以上具有多種成分混合且對人體產(chǎn)生毒害作用的惡臭氣體需采取有效的處理措施,以達(dá)到污水處理站區(qū)以及周邊環(huán)境居民生活區(qū)的宜居的空氣質(zhì)量。在廣東某造紙廢水收集和處理操作中,含有硫和氮的有機(jī)物通過微生物厭氧分解產(chǎn)生帶有刺鼻的污染物。在許多情況下,可通過經(jīng)常清洗廢水處理設(shè)施,除去過量的浮渣和污泥,并優(yōu)化的日常運(yùn)行管理,可大大降低污水管道以及污水處理構(gòu)筑物所產(chǎn)生的異味。但實(shí)際情況惡臭氣體排放濃度太高,不能達(dá)到當(dāng)?shù)丶皣噎h(huán)保部門所規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)重危害現(xiàn)場工作人員以及周邊居民生活環(huán)境[3]。在這樣的情況下,造紙污水處理廠的構(gòu)筑物必須進(jìn)行加蓋收集,氣體中污染物必須通過廢氣凈化處理后進(jìn)行排放。為此,文章采用除臭工藝流程為臭氣收集系統(tǒng)+預(yù)處理+生物滴濾塔+活性炭吸附+風(fēng)機(jī)+15m煙筒排放,以確保處理后的臭氣的排放達(dá)到要求。

1主要污染物設(shè)計負(fù)荷及分析方法

1.1廢氣設(shè)計負(fù)荷根據(jù)業(yè)主提供的生物滴濾塔相關(guān)設(shè)計資料及實(shí)際運(yùn)行檢測情況可知,現(xiàn)場污水處理構(gòu)筑物產(chǎn)生的廢氣主要為H2S、NH3等惡臭氣體且成分較為復(fù)雜。主要臭氣成分濃度如表1所示。1.2主要污染物分析方法取樣位置在生物滴濾池進(jìn)出口,檢測頻率每天一次,H2S的測定用亞甲基藍(lán)分光光度法(空氣和廢氣監(jiān)測分析方法第4版),NH3的測定用納氏試劑分光光度法(GB/T14679—1993《空氣質(zhì)量氨的測定次氯酸鈉-水楊酸分光光度法》)。

2菌種類型及降解污染物質(zhì)

如表2所示,生物滴濾塔生物掛膜所采用的微生物菌種包括分別針對現(xiàn)場污水處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的臭氣成份的功能性菌類,均為特別分離或富集篩選獲得。已經(jīng)用于除臭工程的菌種類型包括:硫化細(xì)菌、氨氧化細(xì)菌、芽孢菌、假單胞菌等20余種。

3結(jié)果與分析

當(dāng)生物滴濾塔進(jìn)氣量平均為30000m3/h(對應(yīng)氣體空床停留時間為25s)時,考察了生物滴濾塔除臭系統(tǒng)成功掛膜后持續(xù)跟蹤30d時間內(nèi),硫化氫和氨的進(jìn)、出氣質(zhì)量濃度及其去除率的變化結(jié)果分別如圖1和圖2所示。

3.1生物滴濾池對硫化氫去除效果

由圖1可見,生物滴濾塔中填料掛膜運(yùn)行期間進(jìn)口的硫化氫質(zhì)量濃度為80~100mg/m3范圍內(nèi)波動,偶有除臭系統(tǒng)進(jìn)口硫化氫質(zhì)量濃度達(dá)到160mg/m3,遠(yuǎn)超過生物滴濾塔設(shè)計負(fù)荷為100mg/m3。生物滴濾塔掛膜前期硫化氫去除率相對較低(36.2%~56.7%)并存在較大幅度的波動,出口硫化氫的質(zhì)量濃度完全隨著進(jìn)口的濃度呈正相關(guān)波動。硫化氫存在一定的去除率主要是由于生物滴濾塔中無機(jī)填料的吸附及連續(xù)噴淋的營養(yǎng)液的吸收作用。隨著生物滴濾塔中填料成功掛膜后,在具有活性的微生物降解作用下,硫化氫的去除率逐漸升高。經(jīng)過一個月左右時間的填料掛膜以及菌種馴化期,生物滴濾塔對硫化氫表現(xiàn)出了良好的去除性能,硫化氫平均去除率高達(dá)94%,在持續(xù)跟蹤檢測一個月數(shù)據(jù)出口硫化氫濃度較低且較為平穩(wěn),在大部分時間硫化氫去除率均保持在96%以上,生物滴濾塔出口硫化氫的質(zhì)量濃度大部分為0~3mg/m3。

3.2生物滴濾池對氨氣去除效果

由圖2可知,生物滴濾塔生物掛膜運(yùn)行期間,除臭系統(tǒng)氨的進(jìn)氣質(zhì)量濃度為40~50mg/m3。在生物滴濾塔掛膜的前期氨去除率維持在較低水平(50%以下)。生物滴濾塔進(jìn)行菌種培養(yǎng)成功掛膜后,生物滴濾塔填料上微生物進(jìn)行大量繁殖,隨著填料上微生物固定化除臭生物滴濾塔對氨的去除率也明顯逐漸升高。在生物滴濾塔進(jìn)口氨在設(shè)計負(fù)荷的條件下,生物滴濾塔對氨的去除率基本穩(wěn)定在90%以上,且除臭系統(tǒng)生物滴濾塔出口檢測到的氨濃度很穩(wěn)定在0~2mg/m3。降解硫化氫的微生物的營養(yǎng)類型主要以化能或光能自養(yǎng)型的硫化桿菌為主。其中降解氨的兩類微生物對pH和溫度等參數(shù)的變化較為敏感,故適應(yīng)環(huán)境能力需較長時間。生物滴濾塔經(jīng)過一個月左右時間的填料掛膜以及菌種馴化期,生物滴濾塔對氨表現(xiàn)出了良好的去除性能,氨的平均去除率高達(dá)90%,在持續(xù)跟蹤檢測一個月數(shù)據(jù)出口氨的質(zhì)量濃度較低且較為平穩(wěn),在大部分時間氨的去除率均保持在92%以上,生物滴濾塔出口氨的質(zhì)量濃度大部分為0~2mg/m3。在生物滴濾塔進(jìn)口氨的質(zhì)量濃度偶爾波動幅度較大,但出口氨的質(zhì)量濃度維持穩(wěn)定。

4結(jié)語

(1)在除臭生物滴濾塔進(jìn)氣量30000m3/h、氣體空床停留時間為25s、硫化氫和氨進(jìn)氣質(zhì)量濃度分別為80~100mg/m3、40~50mg/m3的條件下,生物滴濾塔穩(wěn)定運(yùn)行時,硫化氫和氨平均去除率分別達(dá)95%和90%以上,而且除臭系統(tǒng)生物滴濾塔成功掛膜后對于進(jìn)氣負(fù)荷具有較強(qiáng)的抗沖擊能力。(2)采用一體化生物滴濾塔生物除臭裝置+活性炭吸附聯(lián)合除臭工藝能夠達(dá)到GB14554—1993的二級排放標(biāo)準(zhǔn),有效減少了臭氣對污水處理廠內(nèi)部及周圍環(huán)境的影響。(3)在可能產(chǎn)生H2S的場所使用的設(shè)備和電器要選擇耐腐蝕的材質(zhì),防止人身體安全造成傷害,同時避免設(shè)備維修。

作者:尹成彬 單位:普羅生物技術(shù)(上海)有限公司