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不同填料生物滤塔净化城市污水厂恶臭气体研究
点击次数:131 发布时间:2020-09-18

填料

粒径/mm

堆积密度/(kg·m-3)

孔隙率

珍珠岩

3~8

100~200

0.44~0.62

矿物球

3~4

700

0.37~0.49

竹片

 

300~400

0.55~0.61

沸石

5~10

1200~2000

0.37~0.48

注:竹片填料的尺寸为(15~35)mm/4mm

1.2 装置启动与运行参数

   4套滤塔建于某城市污水处理厂的曝气沉砂池边,采用污水处理厂污泥作为菌种对装置进行接种。4套滤塔连续运行了约370d,试验期间它们的运行条件完全相同,如表2所示。

表2   滤塔的运行条件

      Tab.2   Operation parameters of biofilters

项目

数值

温度/

5~38(25)

相对湿度/

16~99(60)

进口H2S/(mg·m-3)

0.003~8.5

气体流量/(m3·h-1)

0.4~0.8

空塔停留时间/s

10~20

空塔气速/(m·h-1)

36~72

喷淋量/(mL·d-1)

300

注:括号内为平均值;气体流向为升流式;喷淋液为二沉池出水,间歇喷淋。

1.3 监测项目与方法

   根据前期对污染源的调查结果,确定H2S为主要目标污染物。在运行期间,采用亚甲基蓝光度法〖3〗测定了进、出口的H2S浓度,并对气温、温度、填料层压降、渗出液pH进行了连续监测。

2        结果与讨论

2.1    对H2S的去除性能

运行期间进口H2S的浓度呈现出明显的季节性波动,而气体流量则根据设定不断升高。在前300d,4套生物滤塔的出口H2S浓度均低于0.06mg/m3,满足《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)的二级排放标准。在第45天,进口H2S浓度出现大幅升高,各生物滤塔的出口H2S浓度也都有所上升,但沸石生物滤塔表现出将强的缓冲能力。在第330~350天,为考察填料层缺水对生物滤塔运行性能的影响,将喷淋次数由2次/d改为1次/d,4套生物滤塔的出口H2S浓度均有所升高,只有珍珠岩滤塔的出口H2S浓度继续维持在0.06mg/m3以下。

2.2    填料层压降的比较

测定显示,在运行期间不同填料生物滤塔的填料层压降没有显著区别,均在5~10Pa之间变化。第85天将空塔气速有36m/h提高至54m/h,但填料层的压降并没有显著提高。

2.3渗出液pH的变化

在前90d,由于矿物球和沸石具有一定的pH缓冲能力,其填料层和渗出液的pH能够维持不变;而珍珠岩和竹片填料层及渗出液的pH则略有降低。在第90~250天,进口H2S浓度很低,氢离子的产生速率也较低,滤塔中没有氢离子积累,4套滤塔渗出液的pH均没有显著变化。250d后,随着进气流量和进口H2S浓度的提高,填料层中氢离子的积累速度加快。这时,由于矿物球和沸石具有一定的pH缓冲能力,其填料层和渗出液的pH仍能够维持一段时间不变;而珍珠岩和竹片填料层和渗出液的pH则随着氢离子的积累而不断降低。

试验期间,4套生物滤塔对H2S的去除能力没有因为pH的波动而出现显著变化。相关研究表明,生物滤塔可在低pH条件下(低值达1.5)较好的去除H2S〖4〗。这是由于许多硫化细菌是嗜酸菌,在酸性条件下仍然具有较好的利用H2S能力〖5〗。虽然填料层酸化不影响滤塔对H2S的去除能力,但可能对废气中其他恶臭物质(如NH3)的去除产生不利影响〖6〗

3        结论

1 当进口H2S浓度在0.003~8.5mg/m3之间、空塔停留时间为10~20s时,4种填料生物滤塔对H2S的去除率均稳定在95%以上,出口H2S浓度<0.06mg/m3,并可以长期稳定达标排放。

2 沸石滤塔对H2S浓度和臭气流量有较好的缓冲和耐受能力;珍珠岩滤塔具有较强的持水能力,在降低喷淋量时仍具有较强的去除H2S能力。

3矿物球和沸石填料对pH的缓冲能力强于竹片和珍珠岩。生物滤塔在低pH条件下依然可以较好的去除H2S 。

4 在空塔气速为36~72 m/h时,4种生物率塔的填料层压降均稳定在5~10Pa之间。

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