天山百富策略白菜网 (以下简称“天山厂”) 位于上海中心城区西部, 周围紧邻大量的高档住宅和商业设施。2006年天山厂建成厂区除臭系统, 大部分会产生臭气的污水处理设施均已加罩, 臭气收集处理后高空排放, 除臭系统运行正常。2012年天山厂新建污泥深度脱水机房, 该机房与周边居民住宅仅隔40～50 m, 污泥处理过程产生的恶臭气体给周边居民带来了很大困扰。为降低恶臭污染物对周边大气环境的影响, 改善周边地区的大气环境质量, 上海市政府立项建设了与污泥脱水机房相配套的除臭系统。

天山厂污泥脱水机房设计规模13 tDS/d, 处理工艺采用离心浓缩、添加熟石灰和三氯化铁调理加隔膜压滤机脱水。污泥脱水工艺流程见图1。

污泥脱水机房按恶臭气体源强度的不同可分为2类, 第1类为高强度的恶臭气体, 主要包括:污泥调理池、离心浓缩机、隔膜压滤机、污泥堆棚。第2类是低强度操作空间的恶臭气体, 主要为污泥脱水机房室内和污泥离心浓缩机、隔膜压滤机加罩后的操作空间产生的异味气体。

恶臭污染物高峰浓度参考指标数据见表1。

H2S、NH3、臭气浓度是恶臭污染源, 污泥经过调理后产生的氨气浓度非常高, 其他硫醇、有机硫化物、胺类等微量有机组分气体为次要恶臭污染源。

针对天山厂污泥深度脱水系统的2类恶臭污染源, 采用分门别类的处理手段。第1类恶臭气体强度大、浓度高, 特别氨气含量较高, 用化学洗涤的预处理方法方能达到预期的处理效果;其他H2S和VOC等气体的去除, 适合采用生物滤池方法加以去除。第2类操作空间的臭味气体为低浓度相对干燥的气体, 适合采用离子换风的方法改善环境。故针对第1类恶臭气体采用化学洗涤加生物滤池除臭工艺, 化学洗涤药剂选择常用的硫酸。第2类恶臭气体采用补充离子新风除臭工艺。

化学洗涤除臭法是利用臭气中的某些物质和药液产生中和反应的特性, 利用呈碱性的苛性钠和次氯酸钠溶液, 脱去臭气中硫化氢、有机酸等酸性物质;利用盐酸或硫酸等酸性溶液, 去除臭气中的氨气等碱性物质。

化学洗涤塔为双段水平逆向流填充式湿式洗涤塔, 第1段以硫酸去除NH3, 第2段以NaOH及NaClO去除H2S以及其他有机气体。

化学洗涤除臭法比较适用于恶臭污染源成分相对浓度很高、气量比较大的恶臭气体的处理, 污泥深度脱水机房污泥添加石灰调理产生的高浓度氨气适于采用化学洗涤除臭法去除。

生物滤池是填料床滤池, 在密闭式的滤池中, 气体可经吹送或抽吸通过填料床。当臭气通过滤料池填料同时发生吸着作用 (吸附和吸收) 和生物转化。臭气被吸收入填料床的表面和生物膜表面, 利用附着在填料表面的微生物 (主要是细菌、真菌等) 对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能以及微生物细胞个体小、表面积大、吸附性强和代谢类型多样的特点, 将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O等简单无机物[1,2]。

生物滤池法是百富策略白菜网使用最多、效果稳定的一种良好除臭方法。

离子换风设备主要是新鲜空气通过离子发生装置时, 阳离子受到具有一定能量的电子的碰撞而形成分别带有正电和负电的正负氧离子, 这些氧离子具有很强的活性。将这些高活性的氧离子与臭源 (包括硫化氢和氨气) 和VOC气体相接触后, 打开VOC气体分子的化学链, 经过一系列的反应最终生成二氧化碳和水。正负氧离子能有效地破坏空气中细菌的生存环境, 减少室内细菌浓度。离子与空气中微小的可吸入固体颗粒碰撞, 使颗粒荷电并产生聚合作用, 使得传统过滤装置难以捕捉的微小颗粒成为可捕捉颗粒, 或形成较大颗粒靠自重沉降下来, 达到净化空气目的[3]。

离子换风设备主要适用于大空间、大流量、低浓度、相对比较干燥的臭气处理, 在改善工作环境方面有比较大的优势。

第1类恶臭污染源采用抽风除臭即化学预洗加生物滤池方法辅以离子新风预处理措施;第2类恶臭污染源采用送离子新风加机械排风的方法;隔膜压滤机、离心浓缩机采用加贴身罩统一封闭。

根据天山厂的除臭工艺, 确定处理臭气量见表2。

处理后尾气排放须执行GB 14554—1993《恶臭污染物排放标准》和GB 18918—2002《城镇百富策略白菜网污染物排放标准》中厂界 (防护带边缘) 废气排放二级标准。

对第1类恶臭污染源采用封闭抽风收集处理方式:污泥调理池上部覆有盖板, 污泥浓缩机及污泥隔膜压滤机周边空间进行加罩封闭。对污泥调理池、污泥离心浓缩机、隔膜压滤机及污泥堆棚采用密封内部负压收集的方式防止臭气外逸;该部分臭气收集输送至生物滤池除臭装置一并处理, 密闭空间总处理臭气量18 950 m3/h, 同时利用离子换风系统产生的离子新风向离心浓缩机和隔膜压滤机的有人员操作空间输送新鲜的离子风作为补充新风, 补充风量30 000 m3/h。

由于添加熟石灰后产生大量的氨气, 在进入生物滤池前添加稀硫酸水洗后再进入生物滤池处理。生物滤池尺寸10 m×4.2 m×3.3 m, 设2台风机, 1套处理风量为13 460 m3/h, 主要针对离心浓缩机、隔膜压滤机加罩封闭后的抽风, 另1套5 490 m3/h解决污泥调理池和污泥堆棚的臭气收集处理。

污泥深度脱水机房经常有人员进出, 且污泥输送、加药系统等均会有部分废气外逸, 第2类恶臭污染源采用机械排风和机械送风系统, 合理组织室内空气的流动。同步布置离子换风系统对操作空间的臭气进行净化处理。由于第1类恶臭污染源已经全部收集集中处理, 则整个脱水机房室内送风系统按照4～6次/h换气进行空气净化。

离子换风的发生器系统分2个部分, 一为隔膜压滤机和离心浓缩机服务的送风系统, 风量Q=30 000 m3/h;另为深度脱水机房室内操作空间的离子换风系统服务的发生器, 风量Q=42 000 m3/h。

天山厂深度脱水机房除臭工程于2012年10月投入运行, 为评价运行效果, 根据GB 18918—2002《城镇百富策略白菜网污染物排放标准》二级标准, 在脱水机房门口 (1号) 及脱水机房靠近居民区的围墙边 (2号) 分别设置采样点, 对NH3、H2S、臭气浓度进行检测, 每个点检测2组数据, 检测结果见表3。

从检测结果可以看出, NH3、H2S、臭气浓度均达到排放要求, 天山厂污泥深度脱水除臭效果显著, 可达到预期处理效果。

1) 天山厂污泥深度脱水机房除臭系统采用生物滤池加离子换风除臭技术, 该系统运行稳定高效, 无二次污染, 在去除恶臭的同时, 有效改善脱水机房室内及人员操作空间的空气质量, 达到净化空气的目的。

2) 根据检测结果可看出, 该除臭系统除臭效果显著, 可满足GB 18918—2002《城镇百富策略白菜网污染物排放标准》中的臭气排放要求。

3) 天山厂深度脱水机房除臭系统自2012年1 0 月运行后, 有效改善周边地区的大气环境质量, 解决了周边居民被臭气困扰的问题。