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VOCs废气生物洗涤处理技术

文章来源:本站   发布时间:2020-04-01   点击数:56

工艺原理与设备

生物洗涤法有数种,视气体量及活性污泥系统配合情况而异。废气量为数十CMM(m3/min)时,可以中压或高压活性污泥曝气鼓风机配合曝气管,将废气直接注入1.0-1.5或4.0-5.0m深之活性污泥混合液中;废气量>100CMM时,可以填充式或板层式洗涤塔,以活性污泥处理后澄清废水或活性污泥溷合液吸收排气中VOCs或臭味成分,再利用活性污泥池将该等污染物氧化去除。

生物洗涤塔是一项结合传统空气污染控制及废水处理的技术,其中包含2个单元:洗涤塔及活性污泥分解池,洗涤塔将废气中污染物氧气吸收至液相,再由活性污泥将液相中的污染物质分解。

水溶性较高的成分,如氨、低级胺、硫化氢、低级醇、低级酮、低级挥发性有机酸等,适以本法处理。

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以下分别介绍这2个处理程序:

1、洗涤塔的吸收作用

在洗涤塔中迴流之活性污泥或是喷洗用水与废气接触,此时废气中的污泥物质会溶入液相之中,进而被液相内的微生物分解利用。当系统达到稳定状态时,被吸收之污染物在生物污泥颗粒内的质传速率,等于生物分解速率。其质传速率决定于污染物的溶解度、气液接触面积及浓度差驱动力等,可藉总质传阻力係数描述。

一般而言,气相的质传阻力远小于液相,故可将气相质传阻力忽略;然而对于水溶性极高的污染物,因其气相与液相的质传阻力相当,因此不可加以忽略。若污染物浓度不高时,气液间的平衡关係可以使用亨利定律来描述其吸收行为。

2、活性污泥池之生物分解

液相中的活性污泥或吸收液(清水或活性污泥沉淀池上澄水)与进流废气接触之后,由洗涤塔底部流入活性污泥池中,将吸收的污染物质进行好氧生物分解。因此为了维持池中生物分解作用,必须供给足够的溶氧、搅拌及营养盐,一般常使用曝气以达到供气及搅伴的目的。

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活性污泥池

活性污泥曝气池体积可依一般废水处理系统原理及实务经验设定,其负荷范围为F/V=1-2kgCOD/m3.day,供氧量为=1-2kgO2/kgCOD。气相COD质流量F=14.4kgCOD/day,则曝气池体积V=F/(F/V)=14.4kgCOD/day÷1kgCOD/m3.day=14.4m3。需注意此为负荷气体中有机物所需增加之曝气池体积,若原废水处理用活性污泥池足可负荷,则不需增加此部份槽积。

污泥浓度(MLSS)方面,洗涤槽内生物污泥浓度愈高,于相同条件下,可达到较高去除率;但以平衡模式计算,处理高水溶性污染物时,微生物浓度(MLSS)超过5,000mg/L,增加微生物浓度对去除率的提升效果有限。

对水溶性极差的污染物,微生物浓度达5,000mg/L以上时,其去除率也仅可达20%。

一般MLSS通常控制在2000-3000mg/L之间,也可依食微比来决定其MLSS的范围,其中活性污泥中的食微比通常为0.2-0.5kg.COD/kgMLSS.day。)

适用性

生物洗涤法之机制为:

(1)废气中水溶性空气污染成份溶入上澄液或活性污泥溷合液中,

(2)污染成份为活性污泥中微生物分解;水溶性高之成分,如氨、低级胺、硫化氢、苯、甲苯、丙烯睛、低级醇、低级酮、低级挥发性有机酸等,适以本法处理在废气流量较小时可使用直接注入法及鼓风机注入法,在废气流量较大时可用使用上澄水洗涤法或污泥洗涤法;

以活性污泥混合液吸收时,避免用填充塔,以免填料阻塞,所以可利用增加隔板来避免填料阻塞,以达到去除的效果;

如使用填充洗涤塔,则可利用活性污泥沉淀池上澄水吸收废气,以上澄废水吸收时,应考滤二沉池之额外表面负荷,不应超过1.0-1.5m3/m2.h;加入排气中VOCs后,活性污泥之体积负荷不应超过1.0-2.0kgCOD/m3.d。

生物洗涤塔法优缺点

1.优点

(1)生化反应主要发生于液相中,因此可处理较高浓度之污染物;

(2)当污染物负荷变化大时,仍可维持较高的处理效率;

(3)pH值控制容易,故可预防酸、硷性产物的影响

2.缺点

(1)受限于污染物由气相溶解至液相之质量传输速率,仅能处理水溶性较大之污染物;

(2)洗涤塔内如填充固体介质(packings),可能有生物污泥阻塞现象

(3)产生之废水及污泥需进行处理及处置。

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