淮安玻璃鋼工廠除臭裝置:
生物濾池的結(jié)構(gòu)
生物濾池主要由氣室、承托層、填料層、噴淋系統(tǒng)、濾液收集系統(tǒng)等組成。待處理氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)送入氣室,以一定的流速穿過填料層,污染物從氣膜擴(kuò)散到液膜,在濃度差的推動(dòng)下進(jìn)一步擴(kuò)散到生物膜內(nèi),被生物膜中的微生物作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)降解,最終轉(zhuǎn)化為無害化合物。噴淋系統(tǒng)為濾池提供所需水分及養(yǎng)分。
此外,廢氣及濾料也可為微生物的生長提供所需的C、N、S等元素。噴淋液多采用循環(huán)使用方式,補(bǔ)充部分營養(yǎng)鹽和散失的水分。
附著于濾料上的生物膜主要由細(xì)菌和真菌組成,其形成過程為:分子引力及機(jī)械移動(dòng)使微生物與濾料接觸,并通過流體力學(xué)剪切力形成聚合物復(fù)合體將微生物固定于濾料上而形成生物膜。死亡微生物釋放的DNA及細(xì)胞分泌物(多糖一蛋白質(zhì)復(fù)合物等)在生物膜的形成與穩(wěn)定過程中起關(guān)鍵作用。
生物量過多和分布不勻會(huì)造成濾料堵塞、質(zhì)量擴(kuò)散的比表面積減小、形成氣流槽等問題,從而破壞濾池的運(yùn)行環(huán)境、降低對臭氣的去除率。壓降的增量與生物量的增量呈線性正相關(guān),因此生物量過多是造成壓降的重要原因之一。壓降越高則所需要的排氣成本越大,有研究表明,當(dāng)壓降從o.4kPa增加到2.5kPa時(shí),能耗增大3倍。兇此,控制生物量是生物濾池長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
控制生物量及壓降的措施有:①物理方法,如同流水洗、水沖洗、氣流噴射、攪拌等。②化學(xué)方法,例如,控制碳源和氮源種類,一N為氮源可減小生物濾池的壓降;用化學(xué)試劑洗滌和填充,如Na0H、NaClO、NaCl等。③生物方法,如原生和后生動(dòng)物的捕食。④改善生物濾池的設(shè)計(jì),如不同性質(zhì)的生物濾池填充物、旋轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)濾池和起泡乳膠生物反應(yīng)器。⑤改善運(yùn)行參數(shù),如改變進(jìn)氣方向(氣體分離、間歇式進(jìn)氣)、生物濾池前使用氣體吸收裝置以平衡負(fù)荷。使用腐熟堆肥去除生物垃圾堆肥臭氣的試驗(yàn)結(jié)果表明,單一方向進(jìn)氣時(shí)生物濾池的壓降是周期性變向進(jìn)氣時(shí)的3~4倍,可抑制生物量的過度生長,有效控制生物濾池的壓降。
一般地,城鎮(zhèn)污水處理廠的惡臭氣體來源于兩類:一類是直接從污水中揮發(fā)出來的有機(jī)組分,另一類是微生物對有機(jī)物降解過程中產(chǎn)生的還原性代謝產(chǎn)物。惡臭氣體的成分繁多,其中硫化氫、氨氣、硫醇和揮發(fā)性脂肪酸是產(chǎn)生臭味的主要物質(zhì)。
臭氣體的現(xiàn)有處理方法
惡臭氣體的處理方法主要有:吸收法、活性炭吸附法、化學(xué)氧化法、燃燒法、等離子體分解法、光催化氧化法、天然植物提取液噴灑技術(shù)和生物除臭法等。
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受技術(shù)、投資和運(yùn)行費(fèi)用的影響,當(dāng)前城鎮(zhèn)污水處理廠惡臭氣體采用的處理方法主要有吸收法、化學(xué)氧化法、等離子體分解法和生物除臭法。其中生物除臭法是20世紀(jì)50年代后期發(fā)展起來的惡臭氣體處理方法,具有處理效率高、無二次污染、設(shè)備簡單、便于操作、投資適中、運(yùn)行費(fèi)用低廉和管理方便的特點(diǎn)。
生物除臭原理
生物除臭主要分為三個(gè)步驟:第一是將部分惡臭氣體由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟膫髻|(zhì)過程;第二是溶于水中的惡臭氣體通過微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被微生物吸收,不溶于水的惡臭氣體先附著在微生物體外,由微生物分泌的胞外酶分解為可溶性物質(zhì),再滲入細(xì)胞;第三是惡臭氣體進(jìn)入細(xì)胞后,在體內(nèi)作為營養(yǎng)物質(zhì)被微生物分解、使用,使惡臭氣體得以去除。
生物濾池是一種利用生物濾料的吸附/吸收特性及微生物的生理活性去除有害氣體的處理技術(shù),可有效去除低濃度的臭氣及VOCs,但是對高濃度及高亨利常數(shù)氣體的去除效果欠佳。濾池運(yùn)行初期和重啟過渡期的穩(wěn)定性與濾料的吸附能力有關(guān),而濾池的長期運(yùn)行則主要取決于生物化學(xué)作用。
對VOCs的去除
生物濾池對VOCs的吸附和吸收作用在初始的1~48h內(nèi)即可達(dá)到平衡,此后生物降解起主導(dǎo)作用。噬氨副球菌可有效降解有機(jī)胺類化合物,脫氮副球菌對含硫化合物及三甲胺類化合物的去除效果較佳。假單胞菌屬、硫桿菌屬、生絲微菌屬、噬甲基菌屬的菌類均可降解DMS。噬甲基菌屬(p一變形菌門)、生絲微菌屬、慢生根瘤菌屬(d一變形菌門)的菌類可有效降解甲醇。
當(dāng)生物濾池同時(shí)去除多種氣體時(shí),氣體間的相互作用會(huì)影響去除效果。NOF可作為好氧微生物降解VOCs的電子受體,從而促進(jìn)VOCs的降解;參與硫酸鹽反應(yīng),平衡pH值。硫化物對硝化及VOCs的去除過程均有抑制作用。
由于微生物新陳代謝過程中會(huì)放熱,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濾料會(huì)出現(xiàn)干燥現(xiàn)象;尤其是在進(jìn)氣端,濾料的微生物活性較強(qiáng),干燥現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此,在濾池運(yùn)行過程中需要對濾料補(bǔ)水。目前,控制濾料含水率主要采用進(jìn)氣預(yù)噴淋加濕和填料噴淋加濕相結(jié)合的措施。
僅加濕氣體不能維持微生物生長所需的含水率。并且,僅加濕氣體的生物濾池對甲苯的去除率僅為(33±7)%,該方法只能保證進(jìn)氣口的微生物活性。噴淋加濕可提高對親水性氣體的去除率,但對疏水性氣體的去除率會(huì)降低,其原因是噴淋加濕后濾料表面形成了較厚的水膜,在低濃度和低流量的條件下,較低的濃度梯度及較大的氣體擴(kuò)散阻力成為疏水性化合物降解的限制性因素。
空床停留時(shí)間
空床停留時(shí)間(EBRT)是氣流通過未加濾料的濾床所需的時(shí)間。設(shè)計(jì)濾池的EBRT時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮濾料類型、氣體性質(zhì)、多種氣體的相互作用、氣體流量和濃度與氣相階段的流體力學(xué)特征、流動(dòng)區(qū)域的污染物和氧氣從氣相到生物膜的傳遞速率、生物降解速率等因素。