技术:污泥干化尾气的研究
《2024年污泥热干化过程恶臭污染物排放特性研究》范文

《污泥热干化过程恶臭污染物排放特性研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,污泥处理成为环境保护领域的重要课题。
污泥热干化技术因其高效、便捷的特性,在污泥处理中得到了广泛应用。
然而,热干化过程中产生的恶臭污染物对环境和人体健康构成严重威胁。
因此,研究污泥热干化过程中的恶臭污染物排放特性,对于控制污染物排放、优化处理工艺具有重要意义。
本文将围绕污泥热干化过程中的恶臭污染物排放特性展开研究,为污染控制提供科学依据。
二、研究方法本研究采用实验与理论分析相结合的方法,对污泥热干化过程中的恶臭污染物排放特性进行研究。
具体研究方法包括:1. 实验设计:选择不同类型、不同含水率的污泥样本,进行热干化实验,同时设置对照组,对比分析热干化过程中恶臭污染物的排放情况。
2. 样品采集与分析:在实验过程中,定期采集热干化过程中产生的气体样品,运用气质联用等分析手段,对样品中的恶臭污染物进行定性和定量分析。
3. 数据分析:对实验数据进行统计分析,探究热干化过程中恶臭污染物的排放规律及影响因素。
三、实验结果与分析1. 恶臭污染物种类及浓度变化通过实验分析,发现污泥热干化过程中产生的恶臭污染物主要包括硫化氢、氨气、甲硫醇等。
随着热干化过程的进行,恶臭污染物的浓度呈现出先升高后降低的趋势。
在热干化初期,由于污泥中有机物的分解,恶臭污染物浓度迅速上升;随着热干化的进行,有机物逐渐减少,恶臭污染物浓度逐渐降低。
2. 影响因素分析(1)污泥类型:不同类型污泥的恶臭污染物排放特性存在差异,这主要与污泥的成分、含水率等因素有关。
(2)含水率:污泥含水率对恶臭污染物的排放具有显著影响。
含水率越高,恶臭污染物排放量越大。
(3)温度与时间:热干化温度和时间对恶臭污染物的排放也有影响。
在一定范围内,温度越高、时间越长,恶臭污染物的排放量越大。
但当温度达到一定程度时,恶臭污染物的排放量可能会因有机物的快速分解而略有降低。
四、讨论与结论本研究表明,污泥热干化过程中产生的恶臭污染物主要包括硫化氢、氨气、甲硫醇等,其排放特性受污泥类型、含水率、温度和时间等因素的影响。
城市污水处理厂污泥干化焚烧技术

城市污水处理厂污泥干化焚烧技术随着城市化进程的加速和人口的增长,城市污水处理厂的污泥处理已成为一个急需解决的问题。
现在,一种越来越受欢迎的方法是利用污泥干化焚烧技术来处理污泥。
本文将介绍这种技术的原理、优点和应用。
原理污泥干化焚烧技术通常包括三个步骤:1.污泥干化:在无氧条件下,将污泥中的水分蒸发掉,从而减少其重量和容积。
干化可以通过自然干燥或机械干燥实现。
在自然干燥过程中,污泥被散布到大型泥田中,然后在太阳和空气的作用下蒸发。
机械干燥则需要使用烘干设备。
2.焚烧:在高温下将干化后的污泥燃烧并转化成灰烬和烟气,其中灰烬可以用作建筑材料,烟气经过净化设备处理后可以排放到大气中。
3.能量回收:通过对烟气进行冷却、净化和脱水,可以回收其中的热能和水分,用于加热干燥的污泥,以降低能源消耗。
优点污泥干化焚烧技术具有以下优点:1.减少污泥体积和重量: 干化后,污泥体积可减少70%以上,重量也可减少50%以上,这样就减少了对污泥处理场地的需求,同时也降低了处理和运输成本。
2.处理效率高: 干化焚烧可以一次性处理多量的污泥,处理效率高。
3.节能环保: 干化焚烧设备自带能源回收系统,节能环保,符合绿色发展观。
4.经济效益好: 干化焚烧可将污泥转化为可利用的资源,如灰烬材料,提高污泥的综合利用效率,经济效益较好。
应用污泥干化焚烧技术在城市污水处理厂中广泛应用。
目前,已经有不少污水处理厂采用这种技术来处理污泥,特别是在欧美发达国家普遍采用。
例如,一个标准废水处理厂每年生产的含1万吨污泥,采用干化焚烧处理后,仅剩下3.3吨的灰烬残渣。
针对中国,随着环保意识普及和环保法规的加强,近年来,污泥干化焚烧技术也在国内逐渐得到推广应用。
尤其在一些新建的、节能环保型污水处理厂中,已经开始使用这种技术。
总的来说,污泥干化焚烧技术具有处理效率高、能源回收和经济效益等优点,应用也逐渐得到推广。
对于城市污水处理厂来说,采用此种技术将会使其始终保持高效运作,实现物料的减少与资源的回收,同时也有利于推动城市绿色、可持续发展。
《2024年污泥热干化过程恶臭污染物排放特性研究》范文

《污泥热干化过程恶臭污染物排放特性研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业的快速发展,污泥处理问题日益突出。
污泥热干化技术作为一种有效的污泥处理方法,得到了广泛的应用。
然而,在热干化过程中,恶臭污染物的排放问题成为了影响该技术推广和应用的关键因素。
因此,对污泥热干化过程中恶臭污染物的排放特性进行研究,对于优化污泥处理技术、保护环境具有重要意义。
本文旨在研究污泥热干化过程中恶臭污染物的排放特性,为污泥处理技术的优化提供理论依据。
二、研究方法本研究采用实验室模拟和现场试验相结合的方法,对污泥热干化过程中的恶臭污染物排放特性进行研究。
首先,通过文献综述,了解国内外关于污泥热干化过程中恶臭污染物的研究现状和进展。
其次,设计实验室模拟实验,模拟污泥热干化过程,分析不同因素对恶臭污染物排放的影响。
最后,进行现场试验,实地观察污泥热干化过程中的恶臭污染物排放情况,并收集相关数据。
三、实验设计与实施1. 实验室模拟实验在实验室中,我们采用不同温度、不同湿度、不同污泥类型等条件进行模拟实验。
通过控制这些因素的变化,观察恶臭污染物的排放情况。
同时,利用气体采样器收集排放的气体,进行化学分析和成分鉴定。
2. 现场试验在现场试验中,我们选择了多个污泥处理厂进行实地观察和采样。
通过连续监测和记录污泥热干化过程中的恶臭污染物排放情况,收集相关数据。
同时,对排放的气体进行化学分析和成分鉴定,以了解实际运行过程中的恶臭污染物排放特性。
四、结果与讨论1. 实验室模拟实验结果通过实验室模拟实验,我们发现温度、湿度和污泥类型等因素对恶臭污染物的排放有显著影响。
在高温、高湿条件下,恶臭污染物的排放量明显增加。
不同类型的污泥在热干化过程中也会产生不同种类的恶臭污染物。
这些结果为优化污泥处理技术提供了重要的参考依据。
2. 现场试验结果通过现场试验,我们发现在实际运行过程中,污泥热干化过程中的恶臭污染物主要包括硫化氢、氨气、挥发性有机物等。
污泥干化详细方案

污泥干化详细方案近年来,随着城市化的进程不断加快,城市人口数量不断增加,城市垃圾的产生量也不断攀升。
而其中含有有机物质的污泥,更是对城市环境带来了极大的威胁。
为了解决这一问题,许多城市开始采用污泥干化技术进行处理。
下面将详细介绍污泥干化技术的详细方案。
一、污泥干化的原理与特点污泥干化是指通过加热和干燥的方式,将含有有机物的污泥转化为固体状,进而减少其体积和重量,提高其热值和稳定性,从而降低其处理成本,并方便后续处理。
污泥干化与传统的污泥处理方法相比,具有以下几点特点:1. 减少处理污泥所需的耗能:污泥干化过程中通过回收产生的热量,可以降低处理污泥所需的耗能;2. 减少处理污泥所需的应对措施:干化处理后的污泥无臭味,处理方便,易于运输和堆放;3. 降低处理成本;4. 无需大量的土地和建筑。
二、污泥干化的具体流程污泥干化技术主要分为以下几个步骤:1. 污泥的预处理:将水分较高的污泥通过机械压榨、离心等方式降低其水分含量;2. 泄露氧化:将污泥浆料通过喷洒的方式,在干燥器中与高温气流进行接触,使其水分蒸发,同时氧化其中的有机物质;3. 大气稳定器处理:在粘稠的溶液中加入硫酸、氢氧化钠等化学物质,使其无臭味;4. 干燥处理:将经过泄露氧化和大气稳定器处理的污泥在干燥器中进行干燥处理,直至其水分含量达到规定标准(一般为10%以下);5. 粉碎:将干燥处理后的污泥进行机械碾压,然后再进行筛分、分选等步骤,以得到最终的处理产物。
三、污泥干化技术在实践中的应用目前,国内外很多污泥处理企业已经开始采用污泥干化技术,并且已经取得了很好的效果。
在中国,一些城市,如北京、上海、广州等已经开始试点这一技术。
在实践中,污泥干化技术的具体实施方案应根据当地实际情况,如当地的气候、地形、污泥成分、干燥器设备等因素进行合理的调整和改进。
四、污泥干化技术存在的问题和挑战污泥干化技术虽然在污泥处理领域具有良好的前景,但是同样存在一些问题和挑战。
生物除臭技术在污泥干化工程上的应用

生物除臭技术在污泥干化工程上的应用摘要:在污水污泥脱水过程中,大量恶臭污染物释放到环境空气中,形成恶臭气体,对环境质量、人类健康和经济活动构成严重威胁。
首先,大多数恶臭污染物的毒性或气味阈值较低,可能造成人体不适,严重情况甚至导致中毒。
第二,当恶臭污染物释放到大气中时,它们会与其他物质发生反应,受光照或微粒的影响,造成酸雨、雾霾和光化学烟雾等环境问题。
另外,操作人员长期在充满臭味的环境中工作,职业危害重大,可能导致头痛、眩晕、呼吸困难等。
因此,处理恶臭气体,改善环境管理刻不容缓。
随着环境治理技术的发展,积累了大量成熟的净化恶臭气体技术,可根据处置机制分为物理法(水喷淋)、化学法(化学清洗)、生物法(生物滤池)、光催化氧化等。
这些技术可根据实际工况和排放标准,单独或并联使用。
其中,大量实际应用数据表明:生物除臭技术具有以下优点:操作简单方便、运营成本低、除臭效果好、无二次污染等。
因此,生物脱臭技术在污泥脱水过程中的应用十分重要。
在此基础上,本文研究了生物除臭技术在污泥干燥工程中臭气处理的应用,以供参考。
关键词:生物除臭技术;污泥干化工程;应用分析引言近年来,经济迅速发展,城市化显著改善,市政污水处理厂往往位于居民区或办公室附近,其运行过程中不可避免地产生臭气。
市政污水处理厂的可持续发展要求严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》。
市政污水处理厂运行期间产生的恶臭物质,主要来自预处理区(粗细格栅、撇水池、沉砂池)、生物区(主要在缺氧厌氧区)和深度处理区(主要是污泥处理处置)。
市政污水处理厂臭气是伴随H2S、NH3、CH4和微生物、原生动物代谢过程的产物等产生的混合气味,无组织排放到大气中。
臭气的不处理、无组织排放严重影响了室内和室外环境,直接影响到工人的健康和工作效率,甚至影响到周围居民的生活。
1污泥产生污水污泥是在污水处理厂处理工业和城市废水时,通过各种分离方法在溶液中处置固体物质而产生的污泥。
《污泥热干化过程恶臭污染物排放特性研究》

《污泥热干化过程恶臭污染物排放特性研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业的迅猛发展,污泥处理成为环境保护领域的重要课题。
污泥热干化技术因其处理效率高、资源化利用潜力大等优点,在污泥处理中得到了广泛应用。
然而,热干化过程中产生的恶臭污染物对环境和人体健康构成了威胁。
因此,研究污泥热干化过程中恶臭污染物的排放特性,对于优化污泥处理工艺、减少环境污染具有重要意义。
本文旨在探讨污泥热干化过程中恶臭污染物的排放特性,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
二、研究方法本研究采用实验室规模的污泥热干化装置,模拟实际污泥热干化过程。
通过采集不同干化阶段的排放气体,分析其中的恶臭污染物成分及浓度。
同时,结合现场调查和文献资料,对热干化过程中恶臭污染物的产生机理、影响因素及排放特性进行深入研究。
三、恶臭污染物成分及产生机理在污泥热干化过程中,恶臭污染物主要包括挥发性有机物(VOCs)、硫化物、氮化物等。
这些污染物主要来源于污泥中的有机物分解、氨氮等物质的挥发。
其中,VOCs是主要的恶臭成分,包括低分子量的醇类、酮类、醛类等。
硫化物和氮化物则主要来源于蛋白质和氨基酸的分解。
四、排放特性分析1. 排放规律:在污泥热干化过程中,恶臭污染物的排放量随干化温度和时间的变化而变化。
随着干化温度的升高和时间的延长,排放量逐渐增加。
但当达到一定阶段后,由于污泥中可挥发性物质的减少,排放量逐渐趋于稳定。
2. 影响因夜:影响恶臭污染物排放的因素包括污泥性质(如含水率、有机物含量等)、干化温度、干化时间、通风量等。
其中,干化温度和时间是影响排放特性的主要因素。
3. 空间分布:在热干化装置内,恶臭污染物的空间分布受温度梯度、湿度梯度及气体流动的影响。
一般而言,温度较高、湿度较低的区域,恶臭污染物的浓度较高。
五、结论与建议本研究表明,污泥热干化过程中恶臭污染物的排放特性受多种因素影响。
为了减少恶臭污染物的排放,提出以下建议:1. 优化工艺参数:通过调整干化温度、时间及通风量等参数,降低恶臭污染物的排放量。
污泥干化详细方案

污泥干化详细方案污泥是指生活污水、工业废水等经过处理后产生的含水率较高的泥状物,其组成复杂,含有微量元素、有机物等多种成分,如果不经过处理或处理不充分,直接排放到大气或水体中,将会对环境造成极大的危害。
因此,污泥处理成为环境保护的重要一环,今天我们将从污泥干化方案入手,探讨污泥的处理问题。
污泥干化是指将含水率较高的污泥通过热风干燥技术,使其含水率大大降低的过程。
在此过程中,污泥被加热到一定温度下,同时经过风力作用,将污泥中的水分蒸发,从而使污泥干燥。
污泥干化是目前最广泛采用的污泥处理方式之一,其具有减少体积、减少重量、便于运输等多种优点。
下面,我们将从污泥干化的详细方案入手,介绍污泥干化的全过程。
一、污泥干化设备的选型污泥干化设备是污泥干化处理的关键,它的选择应考虑污泥的物理特性、化学成分以及处理能力等因素。
常见的污泥干化设备包括烘干机、滚筒干燥机、喷雾干燥机等,其中烘干机是最为常用的一种设备。
烘干机可分为单缸烘干机和多缸烘干机两种型号,多缸烘干机因其工作效率高、占地面积小、节省能源等优点而被广泛使用。
二、污泥干化工艺流程污泥干化工艺流程主要包括进料系统、干燥系统,以及尾气集中处理系统三部分。
1.进料系统进料系统是指将污泥送入干燥设备的过程。
进料系统主要包括污泥输送系统和输送机构两部分。
污泥输送系统主要将污泥从储存设备中输送到干燥设备。
输送机构则是将污泥在干燥设备中均匀分布,以便使每一部分污泥都得到充分的热量。
2.干燥系统干燥系统是指通过加热对污泥进行干化的过程。
干燥系统主要包括加热系统和风力机制系统两部分。
加热系统是通过电、蒸汽等热源,将干燥设备内的温度升高至一定程度,使污泥中的水分挥发掉。
风力机制系统则是将热风通过干燥设备中的空气流动,将污泥中挥发的水分带出,以达到干燥的目的。
3.尾气集中处理系统尾气集中处理系统主要是对干燥后的废气进行治理,以达到环保的目的。
治理方法主要包括湿式除尘、干式除尘等方法,以达到将排放物减少到最低的目的。
污泥干化技术概述

污泥干化技术概述要使污泥能够得到更好的处置,含水率必须降到40%~50%,有些处置工艺甚至要求含水率降到20%~30%或更低,这就需要对污泥进行干化处理。
干化是一种污泥深度脱水方式,干化过程是将热能传递至污泥中的水,使水分受热并最终汽化蒸发,以降低污泥的含水率。
利用自然热源(太阳能)的干化过程称为自然干化,使用人工能源作为热源的则称为热干化。
一、污泥干化技术原理根据污泥的干燥特性曲线(图1),污泥干燥过程分为三个区域:首先是湿区,污泥含水率高,在这个区域的污泥能自由流动,能非常容易地流入加热管;然后是黏滞区,在这个区域的污泥含水率为40%~60%,具有黏性,不能自由流动;最后是粒状区,这个区域的污泥呈粒状,容易和其他物质掺混。
图1 污泥的干燥特性曲线当湿物料与干燥介质相接触时,物料表面的水分开始汽化,并向周围介质传递。
根据干燥过程中不同期间的特点,干燥过程可分为两个阶段。
第一个阶段为恒速干燥阶段。
在此过程开始时,由于整个污泥的含水率较高,其内部的水分能迅速地移动到污泥表面。
因此,干燥速率为污泥表面上水分的汽化速率所控制,故此阶段亦称为表面汽化控制阶段。
在此阶段,干燥介质传给物料的热量全部用于水分的汽化,物料表面的温度维持恒定(等于热空气湿球温度),物料表面处的水蒸气分压也维持恒定,故干燥速率恒定不变。
第二个阶段为降速干燥阶段,当物料被干燥达到临界湿含量后,便进入降速干燥阶段。
此时,物料中所含水分较少,水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的汽化速率,干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。
故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。
随着物料湿含量逐渐减少,物料内部水分的迁移速率也逐渐减小,故干燥速率不断下降。
二、干化技术及干化设备1.干化技术(1)直接加热转鼓干化技术图2所示是带返料的直接加热转鼓式干化技术工艺流程。
图2 直接加热转鼓式干化技术工艺流程工作流程:脱水后的污泥进入混合器,按一定比例与返回的干化污泥充分混合,调整污泥的含固率在50%~60%,然后将混合物料输送到转鼓式干燥器中。
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技术 | 污泥干化尾气的研究利用水泥厂煅烧设备处理污水处理厂污泥是有效的途径之一。
由于污水处理厂脱水污泥的含水率大多在80%,而水泥窑焚烧要求污泥含水率低于30%,因此在利用水泥窑焚烧污泥之前,须对污泥进行干化。
水泥窑的热烟气可以作为污泥干燥的热源加以利用。
干化后的污泥送入水泥窑煅烧处置。
干化污泥含有大量有机质,煅烧过程中可作为燃料,替代部分原煤。
在湿污泥干化过程中,会释放出大量的水分、二氧化碳及挥发性有机物,气体温度高且伴有恶臭,危害大气环境,影响周边居民身体健康。
目前,常见的废气处理方法有吸附法、吸收法、氧化法、中和法、催化燃烧法和生物法,其中生物法凭借其投资少、处理效果好、二次污染少等优点逐渐成为近年来主要的废气治理方法。
目前,国外对采用生物技术处理单一废气开展了大量的研究,对带有一定温度的混合废气处理的生物技术研究较少。
为了有效处理污泥干化尾气中的混合污染物,构建高温生物滤塔,研究生物滤塔的处理效果及运行特征,分析滤塔的微生物的量和种群特征,以期为污泥干化尾气的有效处理处置提供科学的参考依据,实现技术工程化应用。
1、材料与方法1.1生物滤塔根据污泥干化尾气成分复杂、温度高,SO2浓度较高的特点,采用石灰石-石膏法结合生物处理的组合工艺对其进行处理。
污泥干化尾气先经过脱硫塔,再进入生物滤塔。
大部分SO2在脱硫塔转化为脱硫石膏,作为水泥生产原料再利用。
生物滤塔为钢结构的圆柱体,部填充填料供微生物附着生长。
气体中的SO2、挥发性有机物、氨等物质在生物滤塔被微生物降解,净化后的气体从生物滤塔顶部排放。
污泥干化尾气生物处理系统包括气体输送系统、生物滤塔、喷淋系统、电控系统和监测系统。
气体输送系统包括:风机、冷凝水分离系统、进气管路、排气管等设施。
生物滤塔为三层结构(图1),塔高22m,直径2m,每层填充2.20m填料。
填料为陶粒(粒径30-50mm)和聚氨酯块(8-27cm3)。
气体处理量为2700-3100m3·h-1,有效停留时间为:21.88-25.10s。
1-3.监测口;4-6.控制阀;7.风机;8.循环水池;9-11.喷淋头;12.填料层(1);13.填料层(2);14.填料层(3);15.进气口;16.出气口图1生物滤塔实验室在50-55℃下筛选出的功能菌种经富集后,接种于生物滤塔的填料上。
定期喷淋营养液,为微生物生长提供所需的营养和水分。
营养液成分:KH2PO4,2.0g·L-1;KNO3,2g·L-1;NaHCO3,1.0g·L-1;MgCl2·6H2O,0.5g·L-1;蛋白胨,10g·L-1。
喷淋量为1.5m3·h-1。
多余的营养液排入循环水池循环使用。
循环池的水定期排入污水处理系统,处理后再利用。
1.2分析方法生物滤塔运行效果考察:处理效果监测,监测频率为1-2d一次,每次每个监测点连续监测10次以上。
监测容包括:气体中的恶臭浓度,总挥发性有机物(TVOC)、SO2以及氨等物质的浓度(表1);气体温度、压力损失;循环液水质,包括氨氮、硝酸盐氮、硫酸根、化学需氧量以及总有机碳的浓度(表2);微生物丰度以及微生物种群特征。
表1气体分析方法表2水样分析方法细菌培养:LB培养基,50℃,48h。
培养基成分:胰蛋白胨10g·L-1,酵母提取物5g·L-1,氯化钠10g·L-1;硫细菌培养基:Na2S2O3·5H2O,5g·L-1;KH2PO4,2g·L-1;KNO3,2g·L-1;NH4Cl,1g·L-1;FeSO4·7H2O,0.05g·L-1;NaHCO3,2g·L-1;MgCl2·6H2O,0.5g·L-1;蛋白胨,10g·L-1。
所有试剂均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司生产。
场发射扫描电子显微镜观察(SU-8020,日本日立公司):2.5%戊二醛固定4h;磷酸缓冲液洗涤3次;乙醇梯度脱水;乙酸异戊酯置换乙醇2次;临界点干燥;喷金。
DGGE分析:MOBIOPowerSoil基因组提取试剂盒(美国Mobio)提取DNA;PCR扩增仪(GeneAmpRPCRSystem,9700,AB,USA)扩增;采用DCode通用突变检测系统(美国Bio-Rad)电泳分离PCR反应产物;染色后用GelDocXR凝胶成像仪(美国Bio-Rad)捕获凝胶数字图像,并用图形分析软件QuantityOne对DGGE指纹图谱进行分析。
对目的条带进行切胶、扩增、纯化和克隆,使用T7引物(5′-TAATACGACTCACTATAGGG-3′)测序,将获得的序列在NCBI数据库进行比对分析。
2、结果与讨论2.1干化尾气和生物滤塔进气成分特征污泥干化过程中,污泥中的有机质受热分解,转化为含碳、含氮以及含硫等散发臭味的物质(表3),引起恶臭污染。
经过脱硫塔的处理后,干化尾气中TVOC以及氨的浓度分别减少了68.49%、30.77%;98%的SO2与石灰石反应生成石膏;臭气浓度也从平均6400倍降至3000倍,减少了53.13%。
脱硫塔在去除大部分SO2的同时,也减少了一定的臭气浓度。
在干化尾气中没有检出氨,而在生物滤塔进气中有0.8-19mg·m-3的氨检出。
污泥干化温度200-300℃,干化尾气中只检测到氮氧化物。
脱硫塔温度70-130℃,脱硫吸收液含有大量的碱性物质石灰石,由于污泥干化尾气中带有一定量的干化污泥粉尘,粉尘中的含氮物质在高温碱性环境中转化成氨,从固相转移到气相,因此在脱硫塔的出气(即生物滤塔进气)中存在一定浓度的氨。
表3干化尾气和生物滤塔进气成分2.2生物滤塔运行效果生物滤塔连续运行近4个月,定期取样检测生物滤塔进气口、出气口中的恶臭浓度、总挥发性有机物(TVOC)、氨以及SO2等物质浓度,考察生物滤塔的运行效果。
由于污泥干化量以及脱硫塔的处理效果不同,生物滤塔恶臭浓度、总挥发性有机物、氨以及SO2的进气浓度发生波动,围分别为400-4800倍、1.49-202.65mg·m-3、0.88-18.69mg·m-3和0-68mg·m-3(图2和表3)。
图2生物滤池的去除效果在生物滤塔启动期(0-14d),微生物刚刚接种到填料上,需要适应生物滤塔的环境、底物成分和浓度,因此除了SO2,氨、TVOC以及恶臭的去除效率均较低(表4)。
接种物以脱硫菌为主,因此生物滤塔对硫化物以及SO2的去除效果最为明显。
随着运行时间的延长,恶臭及TVOC的去除率逐渐提高,在稳定运行期,TVOC、氨以及SO2的浓度围分别为1.07-10.7、0.87-6.33和0-37mg·m-3,平均去除率分别到达87.01%、93.61%和100%,其中SO2的去除效果最好。
进气中恶臭浓度平均为2439,因为大部分物质被有效去除,在滤塔出气口的恶臭浓度平均值降为943,达到排放标准。
生物滤塔在稳定运行期运行状况良好,对污染物去除效果稳定。
表4不同时间段运行效果第50-70d由于检修,生物滤塔暂停运行,第71d后开始重启动。
在停运期间,没有废气进入生物滤塔,微生物缺乏可利用的底物,导致其活性降低、数量减少。
因此,重启动后的一段时间,生物滤塔处理效果不稳定,去除率下降。
经过8d恢复运行后,去除效果逐渐恢复,生物滤塔再次达到稳定运行状态。
重启动期为8d,与启动期相比,重启动时间明显缩短,这是因为在之前的稳定运行期,生物滤塔已经形成了能够降解干化尾气中各类污染物的功能种群,且种群结构相对稳定。
重启动后,底物数量充足,功能种群能快速生长,恢复活性,使去除率短期升高且保持稳定。
2.3气体温度和压力损失干化尾气的温度为120-130℃,经过脱硫塔之后,温度降低到65℃左右。
经过生物滤塔的填料层后,气体温度逐层降低,温度分别为54-57、50-53以及45-47℃,为嗜热微生物的最适生长温度。
一定压力的气体经过生物滤塔的填料时,因各种阻力造成的压力降称为压力损失。
运行初期,生物滤塔一层、二层和三层的压力损失分别为260mmH2O、180mmH2O以及120mmH2O,全部三层总的压力损失为560mmH2O。
运行3个月后,三层的压力损失分别为300mmH2O、200mmH2O以及160mmH2O,总的压力损失为660mmH2O。
随着运行时间的延长,填料层的压力损失略有升高。
压力损失与填料的性质、含水率等因素相关。
通常,粒径较小或孔隙率较低的填料会引起较大的压力损失。
由于需要定期向填料层喷淋营养液维持微生物生长所需的水分和营养,因此填料层通常含有一定量的水分,压力损失会随填料含水率增加而增大。
另外,微生物生长过多可导致填料层堵塞,引起压力损失增加。
利用生物法处理废气时,宜根据装置的尺寸、填料形状及实际运行工况对填料层的压力损失进行控制。
压力损失过高时,生物滤塔处理效果降低,能耗增加。
在本研究中,填料层压力损失对生物滤塔的稳定运行无显著影响。
2.4物质转化气体通过生物滤塔时,气体中污染物与反应器的微生物接触,被微生物吸附降解,降解产物会积聚在填料上,循环液在填料层中的流动将产物转移到液相中。
因此,通过分析循环液中的物质成分,可以研究干化尾气中物质的迁移转化。
分析项目包括:总有机碳、硝酸根离子、硫酸根离子、铵根离子、碳酸根以及pH,结果列于表5。
表5水样指标分析结果干化尾气中,含有大量的二氧化硫等含硫物质、氨等含氮物质以及挥发性有机物,在微生物的作用下二氧化硫转化为硫酸盐;氨被氧化为硝酸盐或溶于水转化为铵盐;挥发性有机物转化为二氧化碳及其它低分子有机物,二氧化碳溶于水转化为碳酸盐[式(1)-(4)]。
因此,循环液中含有大量硫酸盐、铵盐、硝酸盐以及碳酸盐等产物。
通常,产物的积累会影响生物系统的处理效果,循环液需要定期处理后再利用。
2.5微生物特征生物滤塔,污染物的去除主要依靠微生物的降解作用。
干化尾气的成分和浓度影响微生物的数量和种群结构。
稳定运行3个月后,填料和溶液中都有一定量的微生物生长,有长杆菌、短杆菌以球菌等(图3)。
填料上的细菌数量(以填料计,下同)平均为2.1×108CFU·g-1,硫细菌数量平均为8×106CFU·g-1,硫细菌与总细菌的比例为4%;循环液中,细菌数量平均为4.45×107CFU·mL-1,硫细菌数量平均为4.65×106CFU·mL-1,硫细菌约占总细菌的10%,硫细菌在溶液中的比例较多。
(a)填料;(b)循环液图3填料上和循环液中微生物SEM照片生物滤塔中的主要功能菌群为芽孢杆菌Bacillussp,类芽孢杆菌Paenibacillussp,梭菌Clostridiumthermosuccinogenes,假黄单胞菌Pseudoxanthomonassp,螯台球菌Chelatococcussp,库特氏菌Kurthiazopfii,红长命菌Tepidimonassp以及地芽孢杆菌Geobacillusdebilis(表6和图4)。