摘要：随着市政污水处理厂周边区域的开发及生态环境的改善，市政污水厂臭气散发已成为影响厂区周围环境的突出问题。本文介绍了污水处理厂的恶臭气体物质的组成、来源和生物除臭的设计原则。以污水处理厂实际除臭工程为例,介绍了生物除臭系统中气体的收集和处理的设计参数以及生物除臭装置的工艺控制方法,可以为类似工程提供参考。
关键词：市政污水处理厂；恶臭气体；生物除臭
近年来，生物除臭技术以其工艺相对成熟、运行费用低、操作维护简单、无二次污染等特点而得到大力推广，已成为城市污水厂臭气处理的主流工艺。但目前市政污水处理厂生物除臭工艺缺乏统一的考虑，设计参差不齐，为此，就目前污水厂的生物除臭系统设计中存在的几个问题进行探讨。
1.污水厂构筑物密封和臭气收集系统的设计要点
对于任何一个高效的恶臭气体收集和处理系统而言，臭气源的密封和臭气的收集都是一个极为重要的关键要素。臭气的收集和密封系统从源头决定了恶臭控制和处理系统的能力及大小。对于污水处理厂而言，应该采取密闭回收、集中处理的治理方法，故污水处理厂都存在各构筑物密封处理的问题。对于污水处理厂而言，当前臭气收集方式主要有三种：
一种是在原有构筑物的基础上加盖，主要用于格栅间、初沉池和浓缩池等。其设计要点在于对加盖空间的选择，要求在满足功能要素的前提下尽量小，这样既可以降低收集系统和除臭装置的建设成本，也可以减小臭气处理过程中的运行成本。
第二种是在设备房内直接收集，主要用于脱水间、提升泵房等处臭气的收集。其设计主要是对臭气源重点收集的同时保证对整个房间的换气，避免简单地对整个房间进行统一收集带来的除臭风量过大的问题。
第三种是在用地紧张的地区，对于全地下式污水处理厂，对地下有臭气源产生的空间进行统一收集。其重点需注意的问题在于尽可能减少收集系统臭气的外逸量，收集管路的布置不影响工艺运行，同时需保证地下污水厂区的通风、干燥等。此外，在臭气收集系统的设计中还需要考虑安全生产问题、防腐问题，以及户外加盖材料的防紫外线问题。
目前国内污水处理厂除臭的研究具有相当的经验，但除臭剂收集系统作为除臭工艺和污水处理过程的重要组成部分，其重点还不够。对于新建的污水处理厂及其他设施，可将结构密封方法与植物区相结合，美化环境。对于已有污水厂及其他设施，封闭加盖是在原有的构筑物上增加新的荷载，常见的几种水池类封闭结构形式对比如表1所示
常见的水池类几种封闭结构形式对比
以某改扩建市政污水处理厂全厂封闭除臭工程为例，其厌氧池和生化池选用的封闭方案是普通碳钢骨架(加防腐，内侧)+中空型平板玻璃钢盖板。这种封闭方式的优点是结构防腐性能好，自重轻，封闭空间小，适用于跨度在10m以上的池体，使用年限20年，弥补了常见的几种封闭结构形式的缺点。特别是中空型平板玻璃钢盖板引进国外的设计和制作理念，从形式结构、工艺尺寸和制作方法上区别于国内现有玻璃钢盖板。
污水厂内除了水池类构筑物需要封闭，设备和厂房也需要进行封闭。污水厂中比较典型的设备有粗格栅、细格栅、污泥浓缩机、污泥脱水机、污泥传送螺旋，其特点是体积小、恶臭气体浓度高，一般使用304不锈钢骨架+耐腐蚀板材(例如：304不锈钢板、阳光板、耐力板等)进行封闭。设备封闭时应特别注意设备检修维护的便利性，建议采用易于拆卸重组的封闭方式。污水厂中比较典型的厂房有粗格栅间、细格栅间、进水泵房、污泥脱水间、污泥转运间，在其中的设备进行封闭除臭之后，为进一步治理散落泥水产生的恶臭，对环境空间还应进行除臭。特别是污泥转运车间，应对大门进行改造，采用自动感应门，既方便了运泥车辆的进出，也防止了恶臭气体的散逸。
2.臭气收集与传输
收集与传输是城镇污水处理厂脱臭系统能耗关键节点，封闭系统宜采用负压吸气式。一般的收集与传输的原则：宜采用耐腐蚀性强的材料；架空经过道路时，不得影响设备进出；各并联收集风管的阻力应保持平衡；风机和进出风管应采用法兰连接并设置柔性连接管。除臭工程的处理气量在严格遵照《城镇污水处理厂臭气处理技术规程》(CJJ／T243—2016)的前提下，建议还应关注以下几点。除臭系统依附于污水处理系统之上，应该特别专注两者之间的相互作用。例如1：除臭是将恶臭气体从水面／泥面抽走，封闭系统内气压要保持微负压，必将导致新鲜的空气进入到构筑物内。因此，如果判断封闭系统的漏风点不足以补气的时候，还应另设补风口。例如2：设计院在暖通设计时，已经考虑了房间内的应急强制排风，一般来讲，除臭系统正常运行时，不会用到应急排风，因此，除臭和应急强制排风应进行联动。例如3：常有人进行操作的室内空间，建议设计新风系统，在操作人员的工位附近输送室外清新的空气，保障工作人员的工作环境的舒适。建议新风系统的风量为室内除臭风量的50％，其余50％的除臭风量由门窗缝补齐。
由于粗格栅、细格栅此类设备和污水渠道相连，对污水渠道进行除臭吸风的同时，可以将补风口设计在格栅封闭罩的顶部，让清新的空气始终流经设备的电机，保护电机，防止其在恶臭气体和水蒸气的共同作用下被腐蚀。
污水处理构筑物的臭气风量宜根据构筑物种类、散发臭气的水面面积、臭气空间体积等因素综合确定；设备臭气风量宜根据设备的种类、封闭程度、封闭空间体积等因素综合确定。封闭系统的换风次数(或者空间换气量)是指相对独立的除臭空间在单位时间内被抽走的恶臭气体的体积(以相当于除臭空间体积的倍数表示)，单位为影h。对于人员需要经常进入的构筑物，抽气量宜按换气次数不小于6~8欠／h计算。建议对于体积相对较小、直接接触污泥的设备(例如：污泥浓缩机、污泥脱水机)宜适当增加换风次数(或者空间换气量)，可增加至12次／h。
3.生物处理装置的选用
3.1生物滴滤池
生物洗涤器通常由一个吸收塔与填料和活性污泥的再生反应池、生物暂停从吸收塔喷淋喷雾列下来,排气污染物被水吸收后表面的液相填充,然后被软管到反应堆的再生,通过微生物氧化最终被删除。生物洗涤方法可以处理大量气体的废气，降低压力，不易堵塞，操作和处理单元容易控制，生物质积累能保证有效的污染物降解能力。然而，该设备的成本要高得多，需要额外的营养物质，如铁和钙，这是不适合处理低浓度的恶臭污染物的。此外，该装置的处理能力取决于溶解气体，它只能处理高溶解度的污染物。目前，该装置在污水处理厂的实际应用较少。
3.2生物滤池
生物过滤除臭是最早、最常用的方法。生物滤池生物相和液相不流,只有一个反应堆,气体和液体相接触面积大,运行成本低,没有额外的营养物质,处理效率高,适合处理大流量,低浓度的硫化合物废气。目前，生物滤池已广泛应用于城市污水处理厂。然而，生物滤池的面积较大，且高浓度的恶臭气体和复杂气体的处理效果不佳。生物滤池除臭工艺一般由四部分组成:气体收集输送系统、加湿保温系统、生物过滤系统和检测控制系统。
3.3生物滴滤池
生物滤池的结构与滴滤池的结构相似，不同的是提供营养的惰性填料。包装只能起到生物生长载体的作用，它的间隙率比生物过滤器高，使用寿命长，阻力小，避免了压实、短流、包装损耗等现象。营养和缓冲可以通过添加回流溶液来实现;通过更换回流液可以去除微生物代谢产物。生物滴滤池比生物滤池能承受更高的污染物负荷，同时具有缓冲能力，处理卤化物、硫和氮化合物能产生酸性污染物，生物过滤系统更容易调整pH值。因此，生物滴滤器更适合于对卤化物、硫化物和含氮化合物等恶臭气体的处理。
3.4湿度
水不仅是生命活动的重要组成部分，而且是吸收废气并被微生物利用的溶剂。因此，气味需要有一定的湿度。生物滤清器低湿度、水溶性恶臭物质及时进入液相，包装干燥，降低床内生物活性，均影响整体除臭效率，使代谢产物不易过滤。然而，生物过滤器的高湿度会影响传质效率，这将导致气体通过电阻的增加，甚至可能导致局部厌氧影响除臭效率。本项目采用生物滤池喷雾增湿区设计，在进入生物氧化带前可达到90%以上的相对湿度，完全满足生物滤池的需要。除生物滤池外，还添加了水分散装置，易于填充细菌的接种添加到填料。
4.溢出气体治理
4.1生物法
生物法是利用自然界的微生物和细菌对恶臭硝化降解自然除臭，其原理是使收集的废气在适宜条件下通过长满微生物的固体载体，被填料吸收并被微生物氧化分解。除臭过程大致分为从气相到液相传质、恶臭污染物进入微生物、恶臭分子作为营养物质被分解利用３个阶段。生物法具有除臭效率高、设备简单、费用低等优点，在城市污水处理厂应用最广泛。
4.2天然植物液除臭法
天然植物液除臭法的原理是将雾化的天然植物提取液均匀喷洒到异味气体中。液滴高效吸附恶臭分子并将其分解为无毒无味分子。该方法对Ｈ２Ｓ、甲硫醇及三甲胺的去除率较高，具有无二次污染、廉价、科学、安全等特点，无需安装臭气源密封、臭气收集及输送系统，适宜处理分散不易收集的臭气，但无法净化收集的废气，对低浓度、密闭空间内臭气具有广阔的应用前景。
4.3高能离子除臭法
高能离子除臭法是运用电离在高能电场中产生大量α粒子，与氧碰撞生成强氧化性的正负氧离子，打开挥发性有机化合物（ＶＯＣ）分子化学键，将其迅速分解为稳定无害小分子。同时，氧分子与空气中颗粒及尘埃碰撞，颗粒荷电聚合成较大颗粒物沉降下来。高能离子能有效降低空气中细菌浓度。高能离子除臭法是项新技术，设备占地小、运行管理方便、系统抗冲击能力强。
结论
污水厂运行实践表明，生物除臭滤池具有去除率高、不存在二次污染、运行成本低、管理方便等优点。随着人们生活环境质量的提高， 生物滤池工艺作为一种新型臭气处理技术具有投资适中、填料构造简单、操作方便、无需液体循环系统等优点， 已越来越多的应用于污水处理厂。但是， 目前国内对这项技术的研究应用尚处于起步阶段， 还有许多问题亟待解决。希望本课题的探讨为国内城市污水处理厂恶臭气体的控制提供了良好的借鉴。
参考文献
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论文作者:王贵明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：生物论文; 臭气论文; 滤池论文; 恶臭论文; 污水处理论文; 气体论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第6期论文;