氨氮废水处理工艺|
填料 |
粒径/mm |
堆积密度/(kg·m-3) |
孔隙率 |
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珍珠岩 |
3～8 |
100～200 |
0.44～0.62 |
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矿物球 |
3～4 |
700 |
0.37～0.49 |
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竹片 |
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300～400 |
0.55～0.61 |
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沸石 |
5～10 |
1200～2000 |
0.37～0.48 |
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注：竹片填料的尺寸为（15～35）mm/4mm | |||
1.2 装置启动与运行参数
4套滤塔建于某城市污水处理厂的曝气沉砂池边，采用污水处理厂污泥作为菌种对装置进行接种。4套滤塔连续运行了约370d,试验期间它们的运行条件完全相同，如表2所示。
表2 滤塔的运行条件
Tab.2 Operation parameters of biofilters
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项目 |
数值 |
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温度/ |
5～38（25） |
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相对湿度/ |
16～99（60） |
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进口H2S/(mg·m-3) |
0.003～8.5 |
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气体流量/(m3·h-1) |
0.4～0.8 |
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空塔停留时间/s |
10～20 |
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空塔气速/(m·h-1) |
36～72 |
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喷淋量/(mL·d-1) |
300 |
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注：括号内为平均值；气体流向为升流式；喷淋液为二沉池出水，间歇喷淋。 | |
1.3 监测项目与方法
根据前期对污染源的调查结果，确定H2S为主要目标污染物。在运行期间，采用亚甲基蓝光度法〖3〗测定了进、出口的H2S浓度，并对气温、温度、填料层压降、渗出液pH进行了连续监测。
2 结果与讨论
2.1 对H2S的去除性能
运行期间进口H2S的浓度呈现出明显的季节性波动，而气体流量则根据设定不断升高。在前300d,4套生物滤塔的出口H2S浓度均低于0.06mg/m3,满足《恶臭污染物排放标准》(GB 14554－93)的二级排放标准。在第45天，进口H2S浓度出现大幅升高，各生物滤塔的出口H2S浓度也都有所上升，但沸石生物滤塔表现出将强的缓冲能力。在第330～350天，为考察填料层缺水对生物滤塔运行性能的影响，将喷淋次数由2次/d改为1次/d,4套生物滤塔的出口H2S浓度均有所升高，只有珍珠岩滤塔的出口H2S浓度继续维持在0.06mg/m3以下。
2.2 填料层压降的比较
测定显示，在运行期间不同填料生物滤塔的填料层压降没有显著区别，均在5～10Pa之间变化。第85天将空塔气速有36m/h提高至54m/h,但填料层的压降并没有显著提高。
2.3渗出液pH的变化
在前90d，由于矿物球和沸石具有一定的pH缓冲能力，其填料层和渗出液的pH能够维持不变；而珍珠岩和竹片填料层及渗出液的pH则略有降低。在第90～250天，进口H2S浓度很低，氢离子的产生速率也较低，滤塔中没有氢离子积累，4套滤塔渗出液的pH均没有显著变化。250d后，随着进气流量和进口H2S浓度的提高，填料层中氢离子的积累速度加快。这时，由于矿物球和沸石具有一定的pH缓冲能力，其填料层和渗出液的pH仍能够维持一段时间不变；而珍珠岩和竹片填料层和渗出液的pH则随着氢离子的积累而不断降低。
试验期间，4套生物滤塔对H2S的去除能力没有因为pH的波动而出现显著变化。相关研究表明，生物滤塔可在低pH条件下（最低值达1.5）较好的去除H2S〖4〗。这是由于许多硫化细菌是嗜酸菌，在酸性条件下仍然具有较好的利用H2S能力〖5〗。虽然填料层酸化不影响滤塔对H2S的去除能力，但可能对废气中其他恶臭物质（如NH3）的去除产生不利影响〖6〗。
3 结论
1 当进口H2S浓度在0.003～8.5mg/m3之间、空塔停留时间为10～20s时，4种填料生物滤塔对H2S的去除率均稳定在95%以上，出口H2S浓度<0.06mg/m3,并可以长期稳定达标排放。
2 沸石滤塔对H2S浓度和臭气流量有较好的缓冲和耐受能力；珍珠岩滤塔具有较强的持水能力，在降低喷淋量时仍具有较强的去除H2S能力。
3矿物球和沸石填料对pH的缓冲能力强于竹片和珍珠岩。生物滤塔在低pH条件下依然可以较好的去除H2S 。
4 在空塔气速为36～72 m/h时，4种生物率塔的填料层压降均稳定在5～10Pa之间。
