常用的三種污泥堆肥廠除臭工藝
污泥堆肥廠臭味氣體處理方法一般主要有三類(lèi):物理方法(吸附、吸收、濃縮等)、化學(xué)方法(化學(xué)洗滌、熱氧化、催化氧化、臭氧氧化等)和生化方法(生物過(guò)濾、生物洗滌、生物滴濾等)。在生物除臭工藝中,生物濾池、生物洗滌和生物滴濾池是應(yīng)用最廣泛的三種反應(yīng)器。下面對(duì)這三種反應(yīng)器做簡(jiǎn)要介紹。
生物過(guò)濾是利用固體介質(zhì)床(填料)來(lái)吸收/吸附流經(jīng)氣體中的臭味物質(zhì),并通過(guò)后續(xù)的微生物活動(dòng)去除污泥臭氣的處理技術(shù)。生物濾池的組成部分主要有:氣室、承托層、填料層、噴淋系統(tǒng)等。污泥臭氣經(jīng)風(fēng)機(jī)送入氣室,以一定的流速穿過(guò)填料層,填料上附著有活性生物膜,濾池上部噴淋系統(tǒng)保證濾料濕潤(rùn),維持微生物活性,當(dāng)氣流流經(jīng)填料時(shí),惡臭化合物與濾料上附著的微生物發(fā)生生化反應(yīng),將惡臭物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)臭物質(zhì)。微生物繁殖所需碳源及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)由流經(jīng)的廢氣及填料物質(zhì)提供。噴淋系統(tǒng)不僅保證填料層濕潤(rùn),還可為微生物生長(zhǎng)提供N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素。生物濾池所用填料需要特定的粒徑、適宜的孔隙率、較大的比表面積、較強(qiáng)的酸堿緩沖能力、較強(qiáng)的微生物附著能力,同時(shí)填料上附著的微生物承擔(dān)了物質(zhì)轉(zhuǎn)換的任務(wù),因此微生物生長(zhǎng)需要足夠的養(yǎng)分和能量來(lái)源,所以固體載體必須有大量有機(jī)成分,使微生物保持較強(qiáng)的活性,所以生物濾池的填料一般要求具有“活性”。生物濾池常用填料有土壤、堆肥、泥煤、泥炭、木片、樹(shù)皮、珍珠巖等,實(shí)際工程中的生物濾池往往采用多種填料組合。
生物濾池是最早用于處理污水處理廠污泥臭氣控制的生物反應(yīng)器。其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行過(guò)程中不需要添加化學(xué)藥劑,且不產(chǎn)生廢物,是一種高效的“綠色”處理技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅2005年生物濾池在歐洲的使用數(shù)量超過(guò)15000座,其中用于污水廠和堆肥廠臭氣凈化的生物濾池約占50%。
生物洗滌是一種廢氣流經(jīng)吸收液,污染成分被洗滌液吸收凈化的生物處理工藝。該方法是基于氣體中惡臭物質(zhì)的可溶性,通入的臭味氣體被液體吸收,無(wú)臭空氣從反應(yīng)器上部排出,溶入臭味物質(zhì)的洗滌液轉(zhuǎn)移到活化罐中,在活化罐中液體所吸收的臭味物質(zhì)被微生物降解,洗滌液循環(huán)使用。生物洗滌裝置稱為生物洗滌塔,通常由一個(gè)裝有填料的洗滌器和一個(gè)具有活性污泥的生物反應(yīng)器構(gòu)成。在洗滌器內(nèi),氣水逆流接觸,使污泥廢氣中的污染物溶入洗滌液,從而達(dá)到廢氣凈化的目的。如果污染物的濃度較低、水溶性較高,則極易被水吸收,帶入生物反應(yīng)器。在生物反應(yīng)器內(nèi),污染物通過(guò)活性污泥中微生物的氧化作用,最終被去除,這種技術(shù)適用于水溶性好的氣體。生物洗滌法對(duì)H2S的去除率一般為90%~99%。
生物洗滌法具有pH、溫度、營(yíng)養(yǎng)平衡易控制,代謝產(chǎn)物易排出的優(yōu)點(diǎn)。但該方法也有其難以避免的缺點(diǎn),生物洗滌要求臭味氣體在較短的氣-液接觸時(shí)間內(nèi)被洗滌液溶解、吸收,但眾多惡臭物質(zhì)難溶于水,所以該方法也具有一定的局限性。在工程實(shí)踐中,應(yīng)將生物洗滌與生物濾池組合使用,在組合工藝中生物洗滌既起到濕潤(rùn)氣體的作用,又具有緩沖作用,洗滌段可去除大部分臭味物質(zhì),降低生物濾池的負(fù)荷。另外,當(dāng)廢氣溫度較高時(shí),若直接將高溫氣體通入生物濾池,會(huì)導(dǎo)致濾床水分散失過(guò)快,濾料易干燥,對(duì)附著在濾料上的生物膜損害較大,在生物濾池前增加生物洗滌段有利于維持生物濾池的良好運(yùn)行狀況。
生物滴濾法是介于生物過(guò)濾法和生物洗滌法之間的一種臭味氣體處理技術(shù)。生物滴濾池的構(gòu)造與生物濾池相似,廢氣由反應(yīng)器下部進(jìn)入,以一定的速率流經(jīng)填料層,濕潤(rùn)填料層附著的活性微生物將惡臭化合物代謝為無(wú)臭物質(zhì),從而完成污泥除臭過(guò)程。生物滴濾池與生物濾池的不同之處在于,噴淋裝置是生物滴濾池的必要組成部分,而且生物滴濾池所采用的濾料通常由非有機(jī)質(zhì)的惰性材料構(gòu)成,一般也不需要更換。生物滴濾法與生物洗滌法的不同之處在于,污泥廢氣中污染物的吸收和生物降解同時(shí)發(fā)生在一個(gè)反應(yīng)裝置內(nèi),濾池內(nèi)填充填料,循環(huán)水不斷噴灑在填料上,填料表面被微生物形成的生物膜包裹。廢氣流經(jīng)濾料時(shí),污染物被微生物降解。反應(yīng)器下部設(shè)濾液收集系統(tǒng),所收集濾液經(jīng)處理后循環(huán)使用。生物滴濾池常用填料有陶粒、塑料球、活性炭、復(fù)合填料等。
有研究表明,生物滴濾對(duì)于污水處理廠等場(chǎng)合產(chǎn)生的H2S、NH3、揮發(fā)性有機(jī)酸及還原性硫化物等均有較好的處理效果,并認(rèn)為是替代化學(xué)洗滌的低運(yùn)行成本污泥臭氣控制技術(shù)。但生物滴濾法也有一定缺陷,生物滴濾池處理臭氣只對(duì)填料的濕潤(rùn)部位有效,但濕潤(rùn)部位往往只占填料總比表面積的50%以下,盡管增加噴淋的強(qiáng)度可增加填料的濕潤(rùn)區(qū)域,但強(qiáng)度過(guò)大會(huì)破壞填料表面的生物膜,同時(shí)也增加了后續(xù)的污水處理量。