国家标准GB14554-1993将恶臭定义为”一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质”。在污水处理厂运行过程中,污水处理系统和污泥处理系统都会产生臭气(1)。由于造纸废水中含有大量的溶解性有机物和无机物,这些化合物都极易引起污水的发酵。发酵的主要产物是低相对分子质量的有机物质,如甲硫醇、甲硫醚、甲胺、二甲胺等,及一些含氮或含硫物。所以恶臭污染主要来自于污水中有机物的分解物和污水中可挥发的无机物。一般造纸污水处理厂恶臭气体主要来自于初沉池、生物处理构筑物、二沉池、污泥处理构筑物等。

国家标准GB14554-1993将恶臭定义为:一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质。在污水处理厂运行过程中,污水处理系统和污泥处理系统都会产生臭气(1)。由于造纸废水中含有大量的溶解性有机物和无机物,这些化合物都极易引起污水的发酵。发酵的主要产物是低相对分子质量的有机物质,如甲硫醇、甲硫醚、甲胺、二甲胺等,及一些含氮或含硫物。所以恶臭污染主要来自于污水中有机物的分解物和污水中可挥发的无机物。一般造纸污水处理厂恶臭气体主要来自于初沉池、生物处理构筑物、二沉池、污泥处理构筑物等。

本项目污水处理中心总处理规模4.5万吨/天(包含两个污水厂处理能力分别为1.5万吨/天、3万吨/天),在污水处理的过程中,产生恶臭气体的主要工艺构筑物有初沉池、好氧曝气池、污泥浓缩池、SBR池和压滤机房等,恶臭污染物质主要是氨、硫化氢、甲硫醇气体等微量有机组分气体。其中恶臭污染物质以硫化氢和氨的含量最高。

污水站臭气量的确定是根据臭气源密封气体空间(高度以水面至密封顶面为准)以及换气率确定的。为了限制恶臭扩散、降低腐蚀、提供一个安全舒适的工人工作环境,以及最小化待处理的气体量,我们根据类似系统的经验及遵循相关地方、国家和建筑部门颁布的法规要求,确定了该项目密封或加盖的各工艺构筑物的换气率如下:非工人工作区域2~4次/h换气率;工人工作区域6~10次/h换气率。各工艺构筑物密闭后收集的风量约为12万m3/h废气。

设计处理前臭气浓度和排放标准所示如表1所示。

将污水处理过程中产生的臭气收集,引入现有锅炉进行燃烧,臭气中的主要污染成分氨、硫化氢以及甲硫醇分解成氮氧化物、二氧化硫、水等,烟气通过后续烟气脱硫脱硝装置处理后,达标排放。

硫化氢在锅炉内燃烧后,生成SO2、游离态的S和H2O,其燃烧反应方程式如下:

氨气在锅炉内燃烧后,生成NO、N2和H2O,其燃烧反应方程式如下:

甲硫醇在锅炉内燃烧后,生成SO2、O2和H2O,其燃烧反应方程式如下:

各污水处理池产生的臭气,经加盖密封后集聚于液面到密封盖顶之间的空间内,在密封盖顶预留集气口,通过外接支风管,汇合至主风管,用风机抽送除湿器进口,经除湿后,通过风管接入锅炉鼓风机进风管,与新鲜风一起送至锅炉内燃烧,在高温条件下,将臭气燃烧转换成其他物质,再随尾气进入烟气处理系统处理后,经烟囱达标排放。

根据池体运行时的主要操作和检修要求,以及除臭设计的技术经济性考虑,本项目采用了钢支撑+反吊膜做集气面罩,并根据各个池体的功能大小分为随动式和固定式两种加盖形式。用玻璃钢管做集气管道,保证材料的防腐性能。在形状方面,从有利于集气收集和结构强度考虑,集气系统骨架设计为拱型,集气面罩设计为圆弧型。集气罩在池壁的高度与池面持平,中间弧形高度略高,可以有效减少废气量,提高废气浓度。

(1)采用钢支撑加反吊膜的加盖形式,根据各个池体的功能大小分为随动式和固定式,相对传统的玻璃钢盖板和不锈钢盖板加盖形式,我们这一加盖方法具有总重量轻、维护和检修方便、防腐性能好、造价低特点。

(2)将收集后的废气送入锅炉燃烧处理,和传统活性炭过滤和生物滤池技术相比,具有处理效率最高、运行费用低的特点。

(3)针对造纸污水废气特性采取特殊的除湿防腐措施,防止废气对锅炉风机等设备的腐蚀,保证臭气处理效果的同时确保锅炉的安全稳定运行。

污水处理臭气治理项目实施后,有效减少了污水处理厂的臭气逸出问题,对污水处理池体加盖前后的臭气主要成份硫化氢监测显示,同一池体,加盖前周边硫化氢浓度最高为9mg/m3,加盖后硫化氢的浓度为0~0.05mg/m3,降低效果达88%以上。对公司内部员工的工作生活环境和厂区周围空气环境起到良好的改善作用。

污水处理臭气治理收集后采取生物滤池处理方法的投资费用需1200万元以上,我们污水处理臭气治理项目送锅炉燃烧后整个项目共花费了800万元,实际投资费用节约400万元。

生物滤池处理方法后期运行还需定期更换滤料,后期运行费用共需332.31万元/年(包括电费和药剂费用)。我们污水处理臭气治理项目送锅炉燃烧处理方法后期只有风机和除湿装置的耗电费用,所消耗电费147万元/年,可节省运行费用184.69万元/年。

采用钢支撑加反吊膜的加盖形式收集具有腐蚀性的气体,克服了传统工艺支架腐蚀的问题,大大的延长了集气系统的寿命;且具有总重量轻、维护和检修方便、造价低等优点。

将密闭收集后的废气引入锅炉中进行燃烧净化处理,彻底消除了污水处理中心臭气外逸问题,达到理想的净化空气环境的目的,对造纸企业的废水处理系统除臭技术有很好的借鉴和参考意义。