[发明专利]一种城市污水处理厂恶臭气体特征识别与除臭技术

摘要

本发明涉及一种城市污水处理厂恶臭气体特征识别与除臭技术，包括步骤：1)开发气相色谱耦合工具法，并利用嗅觉测量技术完成臭气排放的成分比较评估；2)臭气混合气体前处理，即基于热中和法的恶臭气体工艺装置设计与臭气排放物物理生物前处理，将各个污水处理设备排放的恶臭气体处理过程进行分类设计，工艺装置设计包括机械处理线和生物处理线；3)进行生物滴滤‑生物过滤组合工艺，从而深度处理混合臭气的主要化学成分。本发明的有益效果是：本发明基于气相色谱耦合法和嗅觉测量技术确定污水处理厂各个阶段排放到空气中的恶臭气体特征群；对采用机械、生物和化学方法进行污水处理，从剩余污泥中回收沼气的污水处理厂模型进行臭气排放评估。

主权项

1.一种城市污水处理厂恶臭气体特征识别与除臭技术，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：开发气相色谱耦合工具法，并利用嗅觉测量技术完成臭气排放的成分比较评估；步骤1‑1：根据气体组分在固相上的热力学性质，将臭气混合物在色谱柱中进行分离，建立分离度公式为：式中，Y₁和Y₂为色谱峰宽，t_x为保留时间，满足公式其中，α为加大容量因子，k为增大选择性参数，H为波峰半高对应的色谱宽度，x₀为色谱波形起始横坐标值，u为完整波峰对应的色谱宽度；步骤1‑2：混合臭气分离之后，将流出柱的测试样品分成两路气体流；第一路被引导到构成气相色谱耦合系统GC的检测器；另一路气体流被引导到嗅觉检测器，即人鼻；步骤1‑3：嗅觉检测器分析方法：嗅觉检测人员分组进行臭气成分鉴别，最终结果取平均值；步骤1‑4：气相色谱耦合分析法：设测量混合气体试样中的成分a，气体质量为ma，质量权值为ωa，在试样中加入质量为m的内标物，则分析公式如下：式中，M为试样气体与内标物的质量总和，Xa和X分别表示试样气体和内标物的气相色谱波峰面积，fa和f分别表示试样气体和内标物的基准系数值，取内标物为基准，则f＝1，计算试样气体质量权值为：步骤1‑5：由上述求得的试样气体权值，得出气体浓度值；步骤1‑6：通过气相色谱耦合法分析和嗅觉检测同时获得可靠的结果，并进行比较，鉴定污水处理厂恶臭气体样品中的化学成分；步骤2：臭气混合气体前处理，即基于热中和法的恶臭气体工艺装置设计与臭气排放物物理生物前处理；将各个污水处理设备排放的恶臭气体处理过程进行分类设计，工艺装置设计包括机械处理线和生物处理线；步骤2‑1：城市污水处理厂机械处理线设计；机械处理线位于生物处理线之前，污水中的固体废物和精细矿物成分，如沙子，保留在筛子、格栅和砂分离器上；机械处理线包括污泥脱气站(1)、筛选处理站(2)、脱水站(3)、污泥存储箱(4)、冷却塔(5)、格栅(6)和污泥流体分离器(7)，将污水中的污泥进行筛选、脱水、脱气和存储；步骤2‑2：污水经过格栅处理后进入沉淀池，去除漂浮在污水表面的有机成分，即浮渣；接着，将沉淀的有机污泥移到收集漏斗中，并与收集的浮渣一起输送到废物处理线；步骤2‑3：城市污水处理厂生物处理线设计；去除固体成分后，污水到达生物处理线，即生物反应器或活性污泥室；微生物作用下，通过将污水中所含的有机化合物氧化或还原成对应的有机或无机衍生物；生物处理线包括沼气池(8)、封闭发酵池(9)、生物过滤器(10)、厌氧生物反应器(11)、二级反应沉降池(12)和生物滴滤器(20)，将污水中的生物成分进行过滤、分离、沉降和反应；步骤2‑4：在活性污泥室中加入各种化合物；生物反应器处理后的污水与生物污泥共同转移到二级沉降池中，活性污泥与液体分离；机械处理线和生物处理线处理后的过剩污泥和生物成分进入循环处理过程，直至达到臭气排放标准；步骤3：污水处理厂排放物经过机械处理线和生物处理线之后，臭气排放物中化合物含量包括硫化氢、二甲基二硫醚、乙醇和甲硫醚；进行生物滴滤‑生物过滤组合工艺，深度处理混合臭气的主要化学成分；生物滴滤‑生物过滤组合工艺装置包括气体存储罐(13)、气体交换器(14)、生物过滤器(10)、氧气加热炉(15)、生物滴滤反应器(16)、生物过滤反应器(17)、气体冷却系统(18)和气体回收系统(19)；恶臭气体经过气体交换器(14)分别进入生物过滤器(10)、生物滴滤‑生物过滤组合反应器，两路处理同时进行，并将处理后气体回收；生物滴滤反应器(16)以臭气中的有机成分为唯一有机碳源，以循环液为无机源，含硫恶臭气体中污染物分子进入液相并扩散入附着于填料上的生物膜，被生物膜上的微生物所降解；生物过滤反应器(17)气体中的有机成分在气液浓度差的作用下，从气相转变至液相，或气体中的VOCs组分直接与微生物接触，进而被微生物膜吸收并矿化为CO2和H2O。