如前所述,生物脱臭过程是由吸收或吸附加生物降解反应两部分所组成的。当气相的传 质速率大于生化反应速率时,可视其为一慢反应化学吸收过程。此时一般可采用悬浮生长系 统工艺,即生物吸收法。它是利用悬浮生长在液相中的微生物来去除恶臭物质。
①一般流程生物吸收装置一般流程如图8-8所示。输人的气体和水反向流过吸收器。 恶臭物质被水吸收,净化了的气体由吸收器顶端排出,污染了的水由吸收器底部流出,送到 生物反应器再生,再生后的水再循环到吸收器的顶端。
吸收是一个物理过程,主要取决于所选的吸收器中常用的流体流动状态,通常这个过程 是较快的,水的停留时间大约只需几秒钟。而水的生物再生过程则较慢,水在生物反应器中 的停留时间从几分钟到十二小时。由于吸收和再生所需要的时间不同,水的再生就需要用专 门的生物反应器。
生物反应器可以是一个敞开的槽或封闭的容器。在生物反应器中,氧用分散气泡的办法 输人。含有细菌、污染物和气泡的水叫做生物悬浮液。生化反应进行的速度主要取决于氧的 输人的速度,生物反应器的尺寸随氧输入量的增大而减小。在发生生化反应后,水与细菌分
160
-泥土 纤维状泥炭和木柴的混合物
.泥土
斜度>2%
泥上有管道罩的气体分配管 排水
H Iip(
0.2mm塑料膜或有
防水层的薄层混凝土
图8-7动物饲养场废气生物滤池 图8-8 .生物吸收装置简图
离,再循环到吸收器中。
在通过生物反应器的过程中,空气给水输入氧并从水中吸收二氧化碳和包含在生物悬浮 液中的部分气态污染物。如果需荽的话,从生物反应器出来的被污染的空气必须净化。由于 气体流速很慢,它可以被送到吸收器中。
②分类根据处理气体的供给方式,它可分为气相分散型和液相分散型两种方法。
a.气相分散型。在二级污水处理厂,曝气池中存在含有大量微生物的水。不少学者致 力于将恶臭物质直接通入曝气池中,利用其中的微生物来降解恶臭物质的研究。1974年福 山等人首先发表了关于这种方法的研究论文。气相分散型活性污泥脱臭法即曝气式活性污泥 法,恶臭物质由气相转移至液相,再被吸附于微生物上而被氧化分解掉。该过程与废水的活 性污泥处理法极为相似,这种方法已在日本作为屎尿处理场和污水处理厂的脱臭处理法被成 功采用。有报道指出,活性污泥经过驯化后,对任何不超过极限负荷量的臭气成分其去除率 均可髙达99. 5%以上。
该装置若单独用于脱臭时,运转费用高,因此常常把臭气处理与污水处理同时进行,可 以节省费用。用恶臭气体代替空气注人污水处理厂的曝气池,
则废水处理和恶臭气体处理可
处理气出a
恶臭入口
脱臭液入口
脱臭液出口 图8-9多孔板洗涤塔结构示意
同时进行,也可将两个屎应器合并以节省费用。对于已建有 曝气池的污水处理厂来说,仅需要设置风机与配管,将恶臭 气体引人曝气池中即可进行脱臭,因而该法十分经济。不足 之处在于曝气强度不宜过大,臭气的送人速度以控制在 20m3/(m2 • h)以下为宜,同时,采用这种方法为克服水深 而造成的阻力需消耗极大的动力。
b.液相分散型。液相分散型活性污泥法常指洗涤式活 性污泥法。图8-9是多孔板洗涤塔结构示意图。恶臭物质在 吸收塔中由气相转移至含微生物的污泥悬浮液中,吸收了恶 臭物质的悬浮液再进人一个生化反应器(曝气池),通人空 气,使吸收的恶臭物质在池内被微生物降解掉,污泥悬浮液 可循环使用。 ,
吸收塔内的吸收过程和一般化工吸收过程无异,通常这
个过程几分钟便可完成,而含恶臭物质的污泥悬浮液的再生时间往往很长,需要几个小时。 由于吸收和再生所需时间不同,因此污泥悬浮液的再生在另一个反应器中进行。这种方法可 以处理大气量的臭气,同时操作条件易于控制,所需占地面积仅为曝气式活性污泥脱臭法的 1/60,在实际脱臭过程中得到了一定的应用。1979年日本一铸造厂首先采用此法处理含胺、 酚和乙醛等污染物的气体,效果很好,这种处理方式目前在国外有不少应用。德国某印刷厂 采用该法处理生产过程中产生的含甲醛、磷等的恶臭气体,在废气量为4000Nm3/h时,恶 臭物质浓度由4g/Nm3降解为100mg/Nm3以下。
洗涤式活性污泥法进行脱臭处理时,需外加营养物质,吸收塔内气液接触不比生物滴滤 床充分,因而其脱臭效率通常仅有85%左右,同时,活性污泥池抗冲击负荷能力差,并难 以处理水溶性差的恶臭物质。目前该法的研究重点在于改善恶臭物质的溶解性、提高反应器 的缓冲能力。生物洗涤法可通过增大气液接触面积来提高处理气量,或在吸收液中加某些不 影响生物生命代谢活动的溶剂,以利于气体吸收,达到去除某些不溶于水的有机物的目的。 Lothar Gruendfeld报道,在活性污泥悬浮液中加人粒状活性炭和网状的塑料微粒,可适应 臭气负荷的变动,并减少袍沫的形成和提高去除率,Dr.M. Angrick报道了在活性污泥中加 人10%~30%高沸点的、不被微生物降解的、可溶解恶臭物质的溶剂,可以提高恶臭物质 的溶解性。
③应用实例图8-10为处理动物脂肪加工厂废气的生物吸收系统。废气含有氨、胺、 硫醇、脂肪酸、乙醛和酮等污染物。吸收反应器为两级填充塔,第一级用弱酸性(pH~ 5.5)的吸收剂吸收弱碱性或中性有机物或氨,第二级用弱碱性(pH~9)吸收剂吸收其他 污染物。吸收剂为微生物悬浮液。
图8-11为处理轻金属铸造厂废气的生物吸收系统。废气含有胺、乙醛和酚等污染物, 该系统由两个并联的吸收器、生物反应器及附属设备组成。第一级中,废气中的粉尘和碱性 污染物被弱酸性的吸收剂清除。在第二级,气体与生物悬浮液接触,每个吸收器配一个生物 反应器,用压缩空气向反应器供氧。当反应器效率下降时,则由营养物贮槽向反应器添加特 殊营养物。
现气
排气
排气
图8-10动物脂肪加工厂废气生物吸收系统 图8-11轻金属铸造厂废气生物吸收系统(标号)
磷酸盐 ...排出的水
这两个生物吸收系统的主要数据见表8-16。
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