生物除臭技术在垃圾填埋场的应用

　　摘要：垃圾填埋场调节池是储存填埋场渗沥液的场所，该位置是垃圾场臭味非常集中的场所，对整个垃圾填埋场及周围空气产生很大的影响。生物除臭系统具有建设成本投入低、真正的绿色方法、全自动控制、处理效率高、维护简便等诸多优点，已逐步应用到垃圾填埋场除臭工程中。

　　关键词：生物除臭系统，生物滤塔，生物过滤法

　　垃圾填埋已经成为我国环境保护领域的一项重要环保投资项目，但垃圾填埋场在运行中也会产生二次污染。臭气的主要成份为H2S和NH3，此外还有少量的有机气体如甲硫醇、甲胺、甲基硫等。由于恶臭气体挥发性强，易扩散，刺激性气味大，可能对人的呼吸系统、消化系统、内分泌系统、神经系统和精神产生不利影响，甚至高浓度的恶臭气体会导致急性中毒及死亡，因此对垃圾填埋场产生的臭气进行处理具有巨大的社会意义。

　　1.概述

　　1.1臭气处理场所

　　垃圾填埋场主要针对渗沥液调节池产生的臭气。

　　1.2除臭系统工程内容

　　本除臭系统工程包括两部分：

　　①生物除臭系统

　　②自动控制系统

　　2.设计依据及环境条件

　　2.1臭气来源及处理气量

　　根据调节池液面以上、浮盖以下空气容积变化，设置一套生物除臭系统，以山东某县垃圾场为例，调节池容积约10000m3，设计气量：Q=5000m3/h。

　　2.2主要控制污染物

　　H2S、NH3、硫醇、有机硫化物、胺类等微量有机组分气体为恶臭气体控制的主要污染物。

　　3.除臭系统工艺设计

　　3.1生物除臭系统特点

　　 建设成本投入低

　　 压力损失小，设备运行能耗低，运行成本低于所有其他方法，比如活性碳法，焚烧法

　　 真正的绿色方法——没有使用有害的化学药品，能源需求低廉，不产生二次污染物，最后的产物是良性的

　　 全自动控制，全天候工作，只需巡视，运行稳定可靠，适应不同条件的运行状况

　　 处理效率高、去除效果明显，对主要恶臭气体H2S的去除率达98%

　　 维护简便、多材料、多类型，满足不同工作环境

　　3.2主体工艺介绍—生物除臭系统

　　3.2.1生物过滤法工作原理

　　生物过滤工艺采用了液体吸收和生物处理的组合作用。臭气首先被液体(吸收剂)有选择地吸收形成混合污水，再通过微生物的作用将其中的污染物降解。

　　具体过程是：先将人工筛选的特种微生物菌群固定于填料上，当污染气体经过填料表面初期，可从污染气体中获得营养源的那些微生物菌群，在适宜的温度、湿度、pH值等条件下，将会得到快速生长、繁殖，并在填料表面形成生物膜，当臭气通过其间，有机物被生物膜表面的水层吸收后被微生物吸附和降解，得到净化再生的水被重复使用。

　　污染物去除的实质是以臭气作为营养物质被微生物吸收、代谢及利用。这一过程是微生物的相互协调的过程，比较复杂，它由物理、化学、物理化学以及生物化学反应所组成。

　　生物除臭可以表达为：污染物+O2→细胞代谢物+CO2+H2O

　　3.2.2生物过滤工艺特点及流程

　　生物除臭工艺流程：

　　整个生物过滤除臭系统主要由管道输送系统、生物滤塔、排放系统和辅助整个除臭系统的控制系统、排放系统组成，流程如下:

　　

 

　　3.2.3加湿循环系统(预洗池)

　　预洗部分由进气分配室、洗涤塔体、无机填料、喷淋系统、循环水池、尾气收集室、循环水泵等部分组成。抽吸过来的臭气先进入分配室，经配气后进入洗涤塔体，臭气从塔底送入，经气体分布器分布后，在填料表面与喷淋液在逆流、连续、充分接触条件下进行传质，塔内填料层作为气液两相间接触的传质介质，底部装有填料支承板，填料以无序方式堆置在支承板上。喷淋液经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。臭气先进行水洗喷淋，去除臭气中的粉尘、NH3以及少量H2S、CH3SH等气体，氨气溶于水形成碱性溶液，循环喷淋可去除臭气中的H2S，同时吸收少量有机臭气污染物。喷淋洗涤塔上设置了监视窗和检修人孔以便于人员进行监视洗涤塔的工作状况是否正常以及及时更换老化的填料。为了避免尾气排放夹带液滴，在净化装置顶部设置气水分离器。塔内喷淋液循环使用，在使用过程中会有部分损失和消耗，需要定期更换喷淋液。喷淋部分也可根据实际工况灵活添加或更换化学吸收剂，但是一定要注意化学废水带来二次污染。

　　3.2.4生物除臭装置主体

　　生物除臭装置主为密闭式的生物滤塔，采取点源排放形式，塔体材质为玻璃钢。设备内部的滤料承托层采用尺寸适宜的玻璃钢格栅板，塔体上设有检修口500mm×500mm、排气口、有观察口、进气口等。

　　3.2.5生物滤料

　　本项目生物滤料采用高效火山岩，该生物填料的优点包括：

　　1) 抗酸碱性强;

　　2) 滤料粒径15～50mm，可选;

　　3) 滤料的表面积大，孔径接近1mm，便于生物膜附着;

　　4) 空隙率高，可以降低风压损失;

　　5) 机械强度高，抗水力剪切能力强;

　　6) 该填料在于酸性致臭化合物接触后，不会发生变质或者剥落，寿命持久。

　　可以实现如下功能：

　　1) 作为有机微生物的载体;

　　2) 为微生物提供潮湿的生态环境;

　　3) 为臭气聚合物提供吸附作用表面;

　　4) 火山岩填料具有调节pH值的措施和能力，运行时无需添加酸碱液。

　　5) 为生物菌种提供营养。

　　该生物填料可以保证10年以上的使用寿命，不易板结，不会随着含水量的变化收缩或膨胀，不会因为菌种的重新植入而降低使用寿命或者丧失使用功能。

　　3.2.6滤料支撑系统

　　在塔体内部采用玻璃钢材质的防腐滤板来支撑滤料的重量，滤板留有一定的间隙以保证臭气均匀通过生物滤塔系统。塔内设有FRP支架，用于安装防腐滤板,以保证滤料不会落入配气槽内。

　　3.2.7设备运行、控制

　　生物过滤除臭系统在每天24小时不间断的条件下运行。

　　菌种的生存和繁殖需要一定的外界条件，如温度、PH、湿度等，通过在线检测仪器对温度、PH、湿度进行检测和控制。

　　通过自动控制系统对循环水箱液位进行自动控制，并配备低液位报警功能。

　　除臭系统可实现手动、自动控制，并预留上位机接口。控制系统控制风机、水泵、故障报警的启停，满足手动/自动功能。

　　3.2.8保温系统

　　由于微生物适宜的工作环境为0～40℃，我方在除臭系统设置加热器，安装在循环水箱内，给循环水加热，循环水给气体和填料传热，保持滤塔内温度维持在微生物正常生长温度20～35℃范围内，以保证微生物的正常工作。

　　4.工程投资及运行费用估算

　　4.1工程投资估算

　　4.1.1生物除臭系统工程投资估算

　　

 

　　4.1.2生物除臭系统设备清单

　　

 

　　

 

　　二 电器仪表

　　

 

　　三 电控系统

　　1 控制柜 600×300×1500mm 不锈钢 台 1 含PLC

　　2 局部电缆 型号待定 米 若干

　　四 排放系统

　　1 排气管 DN450 玻璃钢 米 15 含井字架

　　2 除雾器 DN320×30mm 玻璃钢 个 2

　　五 监测系统

　　1 硫化氢探头 0—100ppm 个 1

　　2 氨气探头 0—100ppm 个 1

　　六 安装附件

　　1 安装附件 穿线盒、支托架等 批 1&

　　注：生物除臭系统基础占地面积约26平方米。(含风机及附属设备)

　　4.2运行费用估算

　　序号 主要设备 功率(kw) 运行时间 数量 总运行功率(kw) 总运行费用

　　(元/天)

　　1 离心风机 5.5 24 1 132 132

　　2 离心水泵 1.5 24 1 36 36

　　3 离心水泵 1.5 1 1 1.5 1.5

　　4 加热器 2 1 2 4 4

　　4 合计 173.5 173.5

　　注：生物除臭系统主要运行费用为电费。另生物除臭系统每天用水量大约2吨。电费按1元/千瓦时计算。

　　结论：生物过滤除臭系统，该工艺投资省，占地小，操作方便，能很好的解决垃圾填埋场的臭味污染。

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