生活垃圾用封闭车辆运输过来预处理车间后, 进行卸车、破碎、生物干化、机械挤压脱水、成品贮存、再转运至水泥窑协同处置系统焚烧处置。伴随着生活垃圾的预处理过程, 会散发大量的恶臭气体。恶臭特点有臭气浓度高, 臭气成分复杂, 臭气浓度波动大。

含有恶臭污染物质的气体通过收集系统, 通过输送管道导入生物滤池除臭系统。有机和无机的恶臭污染物首先同水接触并溶于水中, 完成从气相到液相的扩散, 并在浓度差的推动下, 进一步扩散至介质周围的生物膜。微生物吸附、吸收各种致臭污染物如H2S、NH3等, 将其作为自身生长代谢所需的能量或碳源物质利用, 并最终转化为CO2、H2O、H2SO4、HNO3等无臭、无毒、无害的简单无机物。生物过滤除臭过程可以分为三个阶段。

(1) 气液扩散阶段。恶臭物质被除臭填料 (附着有微生物膜) 吸附, 臭气中的化学物质, 通过填料气/液界面由气相转移至液相。

(2) 液固扩散阶段。恶臭物质向微生物膜表面扩散, 臭气中的异味分子由液相扩散到生物填料的生物膜 (固相) 。

(3) 生物氧化阶段。微生物将恶臭物质氧化分解, 生物填料表面形成的生物膜中的微生物把异味气体分子氧化, 同时生物膜会引起氮、磷等营养物质及氧气的扩散和吸收。

当恶臭气体为H2S时, 专性的自养型硫氧化菌会在一定的条件下将H2S氧化成硫酸根;当恶臭气体为氨时, 氨先溶于水, 然后在有氧条件下, 经亚硝化细菌和硝化细菌作用转化成硝酸根, 在兼性厌氧条件下, 硝酸盐还原菌将硝酸盐还原成氮气。当恶臭气体为有机硫如甲硫醇时, 则首先需要异养型微生物将有机硫转化成H2S, 然后H2S再由自养型微生物氧化成硫酸根。各反应方程式如下:

华润环保工程 (宾阳) 有限公司协同处置生活垃圾项目设计日处置300t原生态生活垃圾, 臭气来源主要为垃圾预处理系统、垃圾输送系统、配套废水处理系统产生的臭气。

当水泥窑正常运转时, 将系统所有臭气引向水泥窑篦冷机当冷却风使用, 臭气因子在与高温熟料接触过程中会发生燃烧, 随后作为二次风经过回转窑内1 500℃以上高温长时间反应, 可确保臭气因子的彻底分解;当水泥窑都停产时, 通过引风机将臭气引至除臭系统, 经过水浴除尘池、生物滤池生化处理后达标排放。生物除臭技术仅作为恶臭控制的备用技术使用。

恶臭无组织排放执行日本垃圾场地恶臭控制标准二级标准 (见表3) ;有组织排放指标执行《恶臭污染物排放标准》 (GB14554-93) 35m排气筒一级排放标准, (见表4) 。

图2为实物布置图。

含臭废气首先进入预洗池, 部分H2S、CO2及大部分氨、颗粒物可通过预洗池去除。经过预洗后具有一定温度的有机废气进人生物滤池, 通过生物活性填料层, 有机物从气相转移到生物层, 进而被氧化分解。本项目采用的生物滤池的填料层是具有吸附件的滤料与营养物质组合式填料。生物滤池因其较好的通气性和适度的通水和持水性, 以及丰富的微生物群落, 能有效地去除烷烃类化合物, 如丙烷、异丁烷.酯类及乙醇等, 生物易降解物质的效果更佳。

当生物滤池处理效果不佳时, 开启活性炭吸附塔, 确保臭气最终达标排放。

(1) 生物滤池的压损控制。

生物滤池的压损应控制在300Pa~1 500Pa之间, 过低的压损可能有短流情况出现。随着滤料在使用过程中不断被压实, 孔隙度降低, 气体通过滤料的阻力不断增大, 压降和能耗也随之加大, 出现过大压损需要冲洗或者更换填料。

(2) 预洗池及生物滤池的p H值及温度。

预洗池及生物滤池在运行时, 因为吸收溶解性碱性气体, 其p H值会有所升高。填料中细菌的生长发酵也会促使填料温度有所升高。在适宜的温度、湿度、p H值等条件下, 填料中的微生物菌群将会得到快速生长、繁殖, 并在载体表面形成生物膜。

(3) 排放口的气味监控。

当生物除臭系统运行成功时, 排放口中的气味是土腥味, 药渣味。

(4) 预洗池及生物滤池填料表面的微生物挂膜情况。当生物除臭系统运行成功时, 预洗池及生物滤池填料表面是黄色的膜, 带有粘性。

宾阳水泥窑协同处置生活垃圾预处理系统运用生物除臭工程已经建成并投入运行, 设备正常运转一年以上, 经过了夏季及冬季的运行摸索, 现在预处理车间周围基本上闻不到臭味, 委托第三方监测单位对生物装置排放气体进行进行检测, 检测数据见表6。

从检测数据中表明:在生活垃圾预处理系统中, 采用生物除臭技术, 可以使储坑中的恶臭气体处理后达到了相关排放标准。图3为除臭系统总成中控画面。

采用预洗+生物滤池+活性炭吸附塔组合工艺是生化与吸附的完美结合, 该工艺具有流程简单、操作管理简便、运行稳定、运行成本较低、处理效果好等优点, 是一套技术含量、自动化程度比较高、运行先进的组合工艺。

预洗池对于水溶性的恶臭因子 (如硫化氢、氨气) 和粉尘具有较好的处理效果, 剩余的恶臭因子 (如挥发性有机物等) 在生物滤池填料层内经过吸附、降解, 在足够的停留时间情况下得到有效分解, 正常情况下可以达标排放。作为生物处理系统的补充, 活性炭吸附装置可以应对生物滤池处理效果不佳或者需要检修的特殊情况, 最终确保臭气达标排放。后续工艺优化可从运行维护方面考虑, 结合实际情况进行优化。