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天津市大部分污水泵站采用生物除臭技術(shù)來解決惡臭污染問題，取得了很好的處理效果，且運(yùn)行費(fèi)用低、工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定，具有一定的推廣意義。
1工程背景
1．1 惡臭氣體的散發(fā)特征
①污水泵站不同位置的惡臭散發(fā)情況有所不同。
?、诳傮w而言，污水泵站在夏季的惡臭散發(fā)量要大于秋季，惡臭散發(fā)量與來水水質(zhì)和運(yùn)行水位有關(guān)，在水位低且輸送管道非滿流情況下易產(chǎn)生高濃度的惡臭。格柵井韻水力攪動(dòng)(水泵及格柵機(jī)運(yùn)行時(shí))也易造成惡臭散發(fā)的增加。
?、畚鬯谜緪撼魵怏w的散發(fā)點(diǎn)較多，除敞口格柵井外，還包括潛水泵頂空的蓋板縫隙、進(jìn)水井蓋板縫隙、出水口的散氣井口、出水口的閥門井開口以及未密閉收納的柵渣等。
1．2 工程實(shí)例
本次實(shí)施泵站除臭的工程包括新貨場(chǎng)等20個(gè)泵站，其中采用生物滴濾床除臭技術(shù)的有咸陽(yáng)路等7個(gè)泵站。以咸陽(yáng)路泵站除臭工程為實(shí)例，具體介紹生物除臭技術(shù)在市政泵站的應(yīng)用效果。
污水泵站的格柵井、格柵機(jī)、螺旋輸送機(jī)、集水井等是臭氣散發(fā)的主要地點(diǎn)。為了減少臭氣量，降低投資和運(yùn)行成本，對(duì)于格柵閘井、格柵水槽、集水池的封閉均采用強(qiáng)度高、防腐性能好的玻璃鋼格柵蓋板封蓋，格柵機(jī)和渣斗采用不銹鋼密封包封?？傮w原則是在滿足密封的要求下，考慮設(shè)備的可維護(hù)性，追求與原建站設(shè)計(jì)風(fēng)格的和諧統(tǒng)一。
所有待除臭的泵站均統(tǒng)一安裝了臭氣收集系統(tǒng)，管路系統(tǒng)包括氣體收集罩、導(dǎo)流罩、管道、閥門及埋地、架空、爬墻等需要的支架體、吊裝件、加固件等部件，從每個(gè)氣體收集點(diǎn)開始匯合至處理系統(tǒng)。選擇耐腐蝕性能好和強(qiáng)度高的U–PVC管道。根據(jù)站內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)布置要求，管路盡量采用暗埋方式。對(duì)進(jìn)水閘井、出水泵井等其他散氣點(diǎn)則采用局部開口引出風(fēng)管、就近布置的方式，力求與建筑外觀形態(tài)吻合。
2工程設(shè)計(jì)
2．1 工藝流程
采用以生物滴濾床為核心的組合工藝，具體工
臭氣經(jīng)收集后通過風(fēng)機(jī)輸送到生物滴濾床內(nèi)進(jìn)行凈化，再經(jīng)過活性炭吸附柱進(jìn)一步凈化后達(dá)標(biāo)排放，生物滴濾床和活性炭吸附柱的噴淋水排入泵站下水道。采用活性炭吸附柱作為后處理單元主要是為了在生物滴濾床運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)保證處理效果。
生物除臭反應(yīng)器類型主要有傳統(tǒng)的生物過濾床、生物洗滌器等，新一代得到廣泛研究和應(yīng)用的生物反應(yīng)器有生物滴濾床等。生物除臭的原理[1]：收集到的廢氣在適宜的條件下通過長(zhǎng)滿微生物的固體載體(填料)，臭味物質(zhì)先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，完成除臭過程。微生物生長(zhǎng)除需要足夠的有機(jī)養(yǎng)分，還要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)適宜的濕度、pH值、氧氣含量、溫度和營(yíng)養(yǎng)成分的良好條件來保持微生物活性[2]。一般認(rèn)為微生物除臭過程分為三步[3]：①臭氣與水接觸并溶解到水中；②惡臭成分被微生物吸附、吸收，從水中轉(zhuǎn)移至微生物體內(nèi)；③惡臭成分作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被微生物分解、利用，從而使污染物得以去除。
生物滴濾床與傳統(tǒng)生物反應(yīng)器的主要區(qū)別是通過人工接種微生物和強(qiáng)化噴淋，有效改善了填料床內(nèi)的微生態(tài)環(huán)境，并提高了有效微生物密度，廣泛采用人工或天然的惰性填料或者復(fù)合填料避免填料的自降解，這些改進(jìn)使其相對(duì)于其他生物處理技術(shù)具有基質(zhì)譜廣、負(fù)荷高、可操控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[4]；相對(duì)于物理化學(xué)方法和其他傳統(tǒng)生物處理法，生物滴濾床除臭技術(shù)具有投資和運(yùn)行成本低、反應(yīng)條件溫和、無二次污染等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。最近20年來逐漸成為研究熱點(diǎn)，并在最近10年開始廣泛應(yīng)用，取得了很好的處理效果。
2．2設(shè)計(jì)參數(shù)
咸陽(yáng)路污水泵站位于咸陽(yáng)路中段，是咸陽(yáng)路污水處理廠的污水中途提升泵站，占地約2 440 m2。采用6臺(tái)?500 mm無阻塞潛水排污泵，設(shè)計(jì)排水能力為2 m3／s，該泵站除臭工程設(shè)計(jì)風(fēng)量為1 500 m3／h，各部分設(shè)計(jì)參數(shù)。
生物除臭裝置為艙體結(jié)構(gòu)(FRP材質(zhì))，氣體從艙體下部進(jìn)入，自下而上經(jīng)過過濾介質(zhì)，經(jīng)頂部出艙，再經(jīng)風(fēng)機(jī)和排氣管排出。過濾池內(nèi)為濾料床，上部濾料高約為1．2 m，下部為支撐體，池內(nèi)有噴淋加濕系統(tǒng)(必要時(shí)可用來對(duì)濾料加濕)。生物過濾艙包括氣流分布裝置、過濾介質(zhì)支撐層、給水和排水裝置，管道過濾艙上裝有壓力、溫度等相關(guān)檢測(cè)設(shè)備，裝有噴淋裝置，艙內(nèi)有介質(zhì)支撐系統(tǒng)。為便于操作維護(hù)，艙壁周圍和頂部設(shè)有進(jìn)、出料口與檢修口等。
本著實(shí)用、可靠、高效管理的原則，系統(tǒng)確定選用PLC的控制模式，并配有觸摸屏的人機(jī)對(duì)話模式，可對(duì)裝置的溫度、壓力、pH值、濃度、流量等參數(shù)進(jìn)行在線檢測(cè)。傳感變送裝置將信號(hào)傳送到控制柜的顯示儀表或PLC，可以直接顯示參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化情況。儀表可以設(shè)定檢測(cè)參數(shù)的上、下限，進(jìn)行越限報(bào)警，極大地滿足了工作人員的操作需要。
2．3填料選擇
生物滴濾床的填料至少需滿足以下條件：①比表面積大；②持水性能好；③有利代謝產(chǎn)物排出；④有一定的機(jī)械強(qiáng)度[5]。
生物滴濾床作為新一代生物反應(yīng)器，其最主要的特點(diǎn)是廣泛采用惰性填料，包括陶粒、泥炭、珍珠巖等[3、6]。本工程采用高密度聚乙烯填料，高度約為1．5 m[6]。
2．4營(yíng)養(yǎng)控制
為使微生物對(duì)污染物質(zhì)的去除能力達(dá)到最大化，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)添加的數(shù)量與頻率可參考惡臭氣體中的碳含量并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況來確定。營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)的水平對(duì)生物濾池啟動(dòng)及穩(wěn)定階段的生物活性有很大的影響[7]。
理想的生物滴濾床具有穩(wěn)定的水相和微生態(tài)系統(tǒng)，微生物自身降解產(chǎn)生的溶解態(tài)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以被正在生長(zhǎng)的生物體循環(huán)再利用，其本身可以維持微生物的營(yíng)養(yǎng)需求[8]。然而在實(shí)際運(yùn)行中，噴淋液可能會(huì)帶走部分溶解態(tài)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果微生物的生長(zhǎng)速度比較快，也會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)的不足。此外，在填料內(nèi)部或生物團(tuán)底部發(fā)生的厭氧反應(yīng)也可使氮以氮?dú)獾男问结尫懦鋈?。所以，需要外加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)才能維持生物滴濾床的運(yùn)行[8]。
本工程采用固態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽定期投加的方式維持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控pH、去除效率、噴淋液電導(dǎo)率等參數(shù)，自動(dòng)提示營(yíng)養(yǎng)鹽投加時(shí)間，維持系統(tǒng)處理效果的穩(wěn)定。
2．5微生物的接種與馴化培養(yǎng)
很多學(xué)者曾建議在生物滴濾床內(nèi)接種單一的理想菌種(降解特定污染物的能力很強(qiáng))。但是，只有當(dāng)這種微生物在生態(tài)上可行時(shí)這種方式才可能成功[9]。菌種必須能夠適應(yīng)生物滴濾床的環(huán)境條件[10]，即能夠在反應(yīng)器通常的pH值及溫度條件下生長(zhǎng)，并適應(yīng)必然發(fā)生的變化，同時(shí)還應(yīng)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，能夠降解污染物質(zhì)是所接種菌種的必要特點(diǎn)，但只有能夠快速利用污染物質(zhì)才能使菌種具有特殊的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[11]。
本工程采用工業(yè)化、程序化的自動(dòng)化培養(yǎng)體系，在填料出廠前已經(jīng)針對(duì)本泵站實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，由生產(chǎn)廠家接種特定的混合菌群進(jìn)行了掛膜，設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)安裝以后，立即投入運(yùn)行，工期大大縮短，效果很好[4]。
3運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)性
3。1 運(yùn)行效果
該生物過濾除臭系統(tǒng)投入運(yùn)行后，惡臭等異味都得到了有效的抑制和去除，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求，解決了長(zhǎng)期困擾周邊住戶環(huán)境和健康的問題，受到住戶的一致好評(píng)。驗(yàn)收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表2。
3．2經(jīng)濟(jì)分析
本工程的運(yùn)行費(fèi)用主要由電費(fèi)和水費(fèi)組成，電費(fèi)主要來自風(fēng)機(jī)和生物滴濾床噴淋泵，水費(fèi)主要來自系統(tǒng)噴淋液自動(dòng)補(bǔ)水、活性炭噴淋用水等，滴濾床營(yíng)養(yǎng)鹽在運(yùn)行成本中所占比例<1％。經(jīng)測(cè)算，該泵站除臭工程運(yùn)行費(fèi)用為2．2元／103m3臭氣，比采用其他物理化學(xué)除臭技術(shù)低一個(gè)數(shù)量級(jí)，具有很大的運(yùn)行成本優(yōu)勢(shì)，值得大力推廣。
4結(jié)論和建議
市政污水泵站的惡臭氣體散發(fā)受外界環(huán)境和泵站類型、結(jié)構(gòu)的影響較大，在制定惡臭控制措施時(shí)，不僅需考慮污水泵站惡臭的散發(fā)特點(diǎn)，還要全面考慮可能出現(xiàn)的惡臭散發(fā)點(diǎn)，以達(dá)到事半功倍的效果。
除臭效果不僅受生物反應(yīng)裝置的影響，還受到多方面輔助因素的影響：①封閉的形式。對(duì)臭氣源進(jìn)行合理封閉可以有效地控制臭氣的擴(kuò)散，從而達(dá)到集中處理的目的。②氣體的管路收集。充分考慮惡臭氣體的濃度，按照不同的換氣次數(shù)進(jìn)行換氣，管路布局要充分考慮壓力平衡以保障足夠的負(fù)壓對(duì)氣體進(jìn)行有效收集。
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