生物清洗法有幾種,如圖所示,根據氣體量和活性污泥系統的配合情況不同。當廢氣量爲幾十個坐标測量機(m3/min)時,廢氣可通過帶曝氣管的中壓或高壓活性污泥曝氣鼓風機直接注入深度爲1.0-1.5或4.0-5.0m的活性污泥混合溶液中。當廢氣量大于100CMM時,可采用填料式或層積式洗滌器,經活性污泥處理後的澄清廢水或活性污泥混合物可吸收廢氣中的VOCs或氣味成分,然後通過活性污泥池将污染物氧化去除。
生物清洗塔是結合傳統空氣污染控制和廢水處理的技術,其中包括清洗塔和活性污泥分解池兩個單元,清洗塔将廢氣中污染物的氧氣吸收到液相,從活性污泥分解液相中的污染物。
有機廢氣和臭氣處理用生物清洗系統,如排氣中硫化氫處理,水溶性高之成分,如氨、低級胺、硫化氫、低級醇、低級酮、低級揮發性有機酸等,适以本法處理。
以下分别介紹這2個處理程序:
(1)洗滌塔的吸收作用
在洗滌塔中流動的活性污泥和洗滌用水與廢氣接觸時,廢氣中的污泥物質溶解在液相中,被液相中的微生物分解利用。當系統達到穩定狀态時,生物污泥顆粒中吸附污染物的傳質速率等于生物分解速率。其質量傳遞速率取決于污染物的溶解度、氣液接觸面積和濃度差驅動力等,可以用總質量傳遞阻力系數來描述。
一般來說,氣相的質傳阻力遠小于液相,可以忽略氣相的質傳阻力,但對于水溶性極高的污染物,氣相和液相的質傳阻力相當大,不容忽視。如果污染物濃度不高,氣液平衡關系可用亨利定律描述。
(2)活性污泥池之生物分解
液相中的活性污泥或吸收液(清水或活性污泥沉澱池的清水)與進入的廢氣接觸後從洗滌塔底部流入活性污泥池,吸收的污染物經過好氧生物分解。因此,爲了維持池内的生物降解,需要供應足夠的溶解氧、攪拌和營養鹽,往往采用曝氣來達到供氣和攪拌的目的。
活性污泥池
根據一般廢水處理系統的原理和實務經驗,可以确定活性污泥曝氣池的容積,負荷範圍F/V=1-2kgCOD/m3.day,供氧=1-2kgO2/kgCOD。氣體COD質量流量F=14.4gcod/天,則曝氣池容積v=F/(F/v)=14.4gcod/天÷1kgcod/m3.day=14.4m3..需要注意的是,這是負載氣體中有機物需要增加的曝氣池的體積,如果原廢水處理用活性污泥池足夠負載,則無需增加該部分的槽積。
就污泥濃度(MLSS)而言,在相同條件下,洗滌池中生物污泥的濃度越高,去除率越高;然而,根據平衡模型,當處理高水溶性污染物時,微生物濃度(MLSS)超過5000毫克/升,增加微生物濃度對去除率的影響有限。
對于水溶性極差的污染物,當微生物濃度超過5000毫克/升時,其去除率僅爲20%。
一般來說,MLSS通常控制在2000-3000毫克/升之間,也可以根據食物微比來确定其MLSS的範圍,其中活性污泥中的食物微比通常爲0.2-0.5公斤.化學需氧量/公斤MLSS.day。
适用性生物清洗法的機制如下
(1)将廢氣中的水溶性空氣污染成分溶解到上清液或活性污泥混合物中,
(2)污染成分爲活性污泥中的微生物分解;水溶性高的成分,如氨、低級胺、硫化氫、苯、甲苯、丙烯腈、低級醇、低級酮、低揮發性有機酸等。,可以用這種方法治療。當廢氣流量較小時,可采用直噴法和鼓風機噴射法,當廢氣流量較大時,可采用上層清水沖洗法或污泥沖洗法。
以活性污泥混合液吸收時,避免用填充塔,以免填料阻塞,所以可利用增加隔闆來避免填料阻塞,以達到去除的效果;
如果使用填料洗滌塔,廢氣可以被活性污泥沉澱池的澄清水吸收。吸收澄清廢水時,應檢查二沉池的附加表面負荷,不應超過1.0-1.5m3/m2.h;在廢氣中加入揮發性有機化合物後,活性污泥的體積負荷不應超過1.0-2.0千克/立方米。
生物洗滌塔法優缺點
1.優點
(1)生化反應主要發生在液相中,因此可以處理濃度較高的污染物;
(2)在污染物負荷變化較大的情況下,處理效率仍然較高;
(3)酸堿度控制容易,可以防止酸堿産物的影響。
2.缺點
(1)限于污染物從氣相溶解到液相的質量傳輸速度,隻能處理水溶性大的污染物
(2)洗滌塔内填充固體介質(packings)泥。
(3)産生之廢水及污泥需進行處理及處置。
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