温州中心污水处理厂的生物除臭设计及应用

2024-04-24叶天明李珊珊

中国环保产业 2024年3期

叶天明，李珊珊

（浙江富春紫光环保股份有限公司，杭州 310012）

1 工程概况

温州市中心片区污水处理厂废水处理总规模为40 万m3/d，污水处理厂按40 万m3/d 规模一次建成，采取全封闭半地埋式建设。构筑物主要包括粗格栅渠、提升泵站、细格栅渠、曝气沉砂池、A2/O 生化池、双层沉淀池、高效沉淀池、纤维滤池、紫外消毒渠等污水和污泥处理系统，还包括鼓风机房、脱水机房、配电室等生产附属设施。污水处理厂尾水排放水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A 标准。

本工程因为整个厂区处于全封闭状态，部分区域空气中含有少量恶臭气体，因此无法采用稀释法、植物液喷洒法、生物土壤法和高能离子法，考虑到运营成本，拟采用生物过滤除臭技术。该技术操作便捷，自动化程度高，运行方式稳定，运行费用低，具有较强的稳定性和可靠性，在城镇污水处理厂得到广泛应用。

2 工程设计

温州市中心片区污水处理厂的臭气主要产生于粗格栅及提升泵房、细格栅及曝气沉砂池、A2/O 池、污泥池、污泥脱水机房、污泥料斗等，根据各构筑物的现场建设位置，将臭气源分为5 个系统进行臭气的收集与处理。系统1 负责粗格栅及提升泵房、细格栅及曝气沉砂池、储泥池、污泥脱水机房、污泥料斗；系统2 负责第1 组A2/O 池；系统3 负责第2 组A2/O池；系统4 负责第3 组A2/O 池；系统5 负责第4 组A2/O 池。

2.1 臭气量计算

《城镇污水处理厂臭气处理技术规程》（CJJ/T 243—2016）规定：（1）进水泵吸水井、沉砂池由于水面交换较为频繁，臭气风量按10m3/（m2·h）计算，上部密封空间，按增加1—2 次/h 的空间换气量计算。（2）初沉池、浓缩池、厌（缺）氧池、储泥池等构筑物由于水面交换频率相对较低，臭气风量按3m3/（m2·h）计算，上部密封空间，按增加1—2 次/h 的空间换气量计算。（3）曝气池构筑物加盖除臭时，考虑加盖设备会发生泄漏，泄漏量按气量的10%计。（4）脱水机房、污泥堆棚、污泥处理处置车间等构筑物宜将设备分隔除臭。难以分隔时，工作人员需要进入处理构（建）筑物的抽气量宜按换气次数不少于8 次/h 计，经常进入工作人员的且要求较高的场合换气次数可按12 次/h 计，贮泥料仓等一般工作人员不进入的空间的换气次数按2 次/h 计算。

本工程臭气量具体计算见表1。

表1 臭气量计算结果

2.2 臭气密封系统

对于污水处理厂而言，应该采取密闭回收、集中处理的治理方法，故污水处理厂存在各构筑物密封处理的问题[1]。一个项目的密封系统要考虑以下几个方面:（1）方便污水处理厂运行的日常巡检和设备的维护保养工作。（2）加罩后要尽量少增加额外的密封空间。（3）密封材料具有良好的耐腐蚀性与强度，使用寿命长。（4）充分利用原有的构筑物结构，节约投资费用。例如，格栅机、栅渣压榨机采用设备所处的墙体及不锈钢骨架阳光房进行密封，阳光房部分可拆卸，便于设备检修和维护；提升泵房采用厂区已有的钢格栅盖板密封；曝气沉砂池采用不锈钢+阳光板，兼具抗腐蚀和方便拆卸的特点；A2/O 池、污泥池、污泥料斗采用混凝土+已有的钢盖板密封；污泥脱水机房利用污泥脱水设备的自身密封条件，可减少投资费用。

2.3 臭气收集系统

污水处理厂的恶臭气体主要是硫化氢、氨气、硫醚类、吲哚类[2]，这些污染物具有较强的腐蚀性，同时所处的环境也很潮湿，这对于管道的使用寿命有很大的影响。因此，在实际工程中通风管道较多采用玻璃钢风管，其具有强度高、抗腐蚀、耐老化等特点[3]。本工程臭气收集风管和管件也采用玻璃钢材质，外模手糊工艺，表面热熔抗紫外线胶衣层，在保证满足材料强度、抗腐蚀和耐老化的基本要求下，考虑了风管和管件的光滑度、美观度。风管支架采用304 不锈钢，耐腐蚀的同时免去其防锈处理工作。风管管径计算如下：

其中：

D——圆形风管管径，m；Q——臭气风量，m3/h；V——管内风速，m/s；a——钜形风管截面长边，m；b——矩形风管截面短边，m。

根据一般工业建筑的机械通风系统风管内风速，取非金属风管主管风速为12m/s、支管风速为8m/s、各吸风口风速为2m/s。再根据表1 计算出的各单体构筑物风量及总风量，可计算出各支管管径及主管管径。

2.4 除臭工艺设计

2.4.1 除臭工艺设计说明

本工程采用生物过滤除臭系统，该系统具体工艺流程见下图。

除臭系统工艺流程图

生物除臭就是利用微生物体内酶的催化作用对臭气进行氧化分解，最终转化为稳定的无机物，从而达到净化的目的[4]。各除臭单体密封的臭气经玻璃钢风管收集由玻璃钢风机正压送入生物箱体。箱体前段为预洗涤段，该段填充了用于增加接触面积的多面空心球，能将大颗粒及溶于水的物质先喷洗下来，然后臭气进入生物滤池，该段填充了多层天然填料，用于微生物的生存附着。臭气通过湿润、多孔和充满活性微生物的滤层，利用各种微生物对特定恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无机物，不可挥发的无机成分经过间歇的水泵喷淋随着循环液进入下方水池收集，排放至污水处理厂前端；微量可挥发的成分经本段无害化处理后，随尾气从污水处理厂厂区的集合总排放井达标排放。

2.4.2 设计参数

生物滤池除臭工艺主要设备有生物滤池除臭主体装置、离心风机、排气筒及电控制柜。厂区根据区域分为5 套系统。

（1）1#生物滤池（预处理区域、污泥处理区域）

处理能力：60 000m3/h；外形尺寸：20.0m×12.0m×3.0m；表面负荷：250m3/（m2·h）；填料层有效停留时间：18.72s；循环（补充）水箱尺寸：1.4m×1.4m×0.8m（高）；滤池压损：1200Pa；预洗涤床尺寸：4.0m×12.0m×3.0m（高），液气比：1.5L/m3，填料高度：1.3m，接触时间：3.74s；生物过滤床尺寸：16.0m×12.0m×3.0m（高），液气比：1.0L/m3，填料层高：1.3m，接触时间：14.98s。

（2）2#、3#、4#、5#生物滤池（第1、2、3、4组A2/O 生化池区域）

处理能力：40 000m3/h；外形尺寸：15.0m×11.0m×3.0m；表面负荷：242.42m3/（m2·h）；填料层有效停留时间：19.3s；循环（补充）水箱尺寸：1.2m×1.2m×0.8m（高）；滤池压损：1200Pa；预洗涤床尺寸：3.0m×11.0m×3.0m（高），液气比：1.5L/m，填料高度：1.3m，接触时间：3.86s；生物过滤床尺寸：12.0m×11.0m×3.0m（高），液气比：1.0L/m3，填料层高：1.3m，接触时间：15.44s。

2.4.3 设备选型

根据各系统的风量、管道的风压选配符合要求的玻璃钢防腐离心风机作为收集系统的动力装置，根据气液比选配符合要求的不锈钢水泵作为水循环的动力装置。

根据表1 计算出的总风量选择除臭设备：1#生物滤池处理风量为60 000m3/h，配套风机3 台（2用1 备），每台离心风机风量为30 000m3/h，风压为2400Pa，功率为37kW；配备循环水泵2 台（1用1 备），流量为140m3/h，扬程为30m，功率为18.5kW；配备补充水泵1 台，流量为90m3/h，扬程为28m，功率为11kW。

2#、3#、4#、5#生物滤池处理风量为40 000m3/h，配套风机2 台（1 用1 备），每台离心风机风量为40 000m3/h，风压为2000Pa，功率为37kW；配备循环水泵2 台（1 用1 备），流量为80m3/h，扬程为30m，功率为11kW；配备补充水泵1 台，流量为50m3/h，扬程为27m，功率为5.5kW。