Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член
Summary:

Биофильтрация как способ дезодорации газовых выбросов при работе станций аэрации

Описание:

В статье рассмотрены вопросы усовершенствования дезодорации газовых выбросов, возникающих при очистке сточных вод с помощью биофильтрации

Биофильтрация как способ дезодорации газовых выбросов при работе станций аэрации

В статье рассмотрены вопросы усовершенствования дезодорации газовых выбросов, возникающих при очистке сточных вод с помощью биофильтрации.

Сегодня проблеме экологической защиты природной среды уделяется все больше внимания. Качество атмосферного воздуха определяется факторами различной природы:

  • химической – содержание основных газов и продуктов химических реакций;
  • физической – особенности микроклимата, электромагнитные излучения, механические колебания, ионизация и другие;
  • биологической – общее количество микроорганизмов, включая как патогенные, так и аллергенные бактерии.

Одним из показателей, характеризующих загрязненность газовоздушных выбросов со станций очистки сточных вод, является неприятный запах, который зависит от природы одорирующих веществ и их концентрации.

Известно, что мерой органической оценки качества воздуха является соотношение С0 истинной концентрации С соединения с интенсивным запахом и его пороговой концентрацией Ci

С0 = С / Сi

Силу запаха выражают в виде функции

Сi = f(lgCo).

К неорганическим веществам, которые наиболее часто обусловливают запах отходящего воздуха, относятся H2S, SО2, NH3, NH2–NH3, HCl, галогены. Из органических веществ с резким запахом чаще всего в отходящих газах присутствуют ароматические и непредельные углеводороды, азото-, серо-, кислородо- и галогеносодержащие вещества.

В таблице приведены значения абсолютной пороговой концентрации некоторых органических соединений, являющихся источником дурного запаха [1].

Таблица
Пороговая концентрация некоторых соединений, являющихся источником дурного запаха
Соединение С • 108,% масс
Этилмеркаптан 0,19
Метилмеркаптан 1,10
Скатол 1,20
Масляная кислота 1,00
Валериановая кислота 6,00
Диаллисульфид 0,14
Теофенол 0,06

Содержание этих соединений в газовоздушных выбросах от предприятий переработки сточных вод, с полигонов твердых бытовых отходов и природных источников может в 103…106 раз превышать пороговые концентрации.

Для очистки воздуха и газовоздушных выбросов от загрязнений химической и биологической природы применяют различные методы: физические (разбавление, мембранная сепарация), химические (хемосорбция, промывка, окисление, сжигание, нейтрализация, каталическая [2], термокаталическая и фотокаталическая очистка, окисление в коронном электрическом разряде и др.) и биологические.

Из всех пахнущих веществ, содержащихся в сточных водах, запах тухлых яиц, обусловленный присутствием сероводорода, встречается при эксплуатации очистных сооружений водоотведения наиболее часто. В зависимости от времени и концентрации сероводорода в воздухе при вдыхании живыми организмами в отдельных случаях этот процесс может привести к летальному исходу.

Основным источником образования сильно пахнущих веществ в сетях водоотведения являются биологические превращения органических веществ, содержащих азот и серу, протекающие в анаэробных условиях, а также сброс промышленных сточных вод, содержащих пахнущие вещества или соединения, которые могут вступать во взаимодействие с растворенными в сточных водах ингредиентами с образованием пахнущих веществ.

Дурнопахнущие газы попадают в пустоты коллекторов водоотведения и высвобождаются оттуда в атмосферу воздуха через колодцы, клапаны, домовую вентиляцию и прочистки.

Головные сооружения и установки предварительной очистки сточных вод являются источниками повышенного выделения запахов особенно для систем с протяженными коллекторами водоотведения, эксплуатирующимися в анаэробных условиях. Байпасные трубопроводы, транспортирующие возвратные воды после промывки фильтров и из сооружений обработки осадков и активного ила, также часто являются источниками выделения раздражающих запахов [3, 4].

Однако наибольший вклад в загрязнение атмосферы дурнопахнущими газами вносят процессы по обработке осадка сточных вод: сгущение осадка и анаэробное сбраживание, а также его хранение, перемешивание и распределение. Во всех случаях, когда происходит измельчение комков осадка, выход запаха из него увеличивается главным образом за счет освобождения полимера протеиназа, который, распадаясь, образует сильно пахнущие меркаптаны.

В очистных сооружениях водоотведения основным способом борьбы с дурнопахнущими газами является создание над ними покрытия. Эффективно также применение железосодержащих коагулянтов и повышение рН сточной воды, что снижает выделение в атмосферу Н2S и губительным образом действует на микробную слизь. При увеличении рН воды выше 9, например при добавлении извести для интенсификации процесса обезвоживания осадка, триметиламин переходит в дурнопахнущий газ. Кроме того, полезна обработка воды ароматическими маслами на основе ванилина, цитрусов, сосновой древесины или цветочной массы [5].

Одним из методов, используемых для очистки воздуха от загрязнений химической и биологической природы, является биологический метод, который основан на сорбции загрязняющих веществ из газообразного потока водной фазой с последующей деструкцией сорбированных загрязнений микроорганизмами.

В основе биологической дезодорации газов лежит способность многих микроорганизмов окислять спирты, альдегиды, кетоны, органические кислоты, эфиры, ароматические соединения (бензол, толуол, ксилол, стирол, фенол, хлорбензол и др.), азотосодержащие соединения (аммиак, метиламин, индол и др.) и особенно сероводородные соединения.

Биологическая очистка от серосодержащих примесей основана на окислении восстановленных соединений тиобациллами (Thiobacillusthiooxydans, Thiobacillusthioparus, Thiobacillusintermedius) и другими бактериями.

Неприятно пахнущие вещества переносятся из воздуха в воду (процесс адсорбции). Вместе с ними из отходящих газов воздуха в воду переходит и О2. Загрязнения окисляются микрофлорой в жидкой фазе, при этом вода освобождается от одорирующих веществ (процесс регенерации).

Для удаления NH3, H2S, SO2, осуществляемого автотрофными микроорганизмами (нитрификаторами, сероокисляющими и тиобактериями), требуется поступление в систему углекислого газа, который используется микроорганизмами в качестве источника питания, – углеводорода. Углекислый газ может быть подведен с очищаемым воздухом, орошаемой водой, носителем или образуется при разложении гетеротрофами органических веществ, присутствующих в газовой среде.

Для поддержания активности гетеротрофов, участвующих в окислении органических загрязнений, можно использовать органические носители, на которых иммобилизированы микроорганизмы в системах биоочистки, или вводить дополнительные источники углерода. При этом содержание аммонийного азота в каждой фазе зоны биоочистки должно быть не ниже 1 мг/л, фосфатов – не ниже 0,01 мг/л. Эти источники минерального питания подаются с орошающей водой либо могут содержаться в используемых природных или синтетических носителях. При необходимости в орошающую воду вводят кислоты и щелочи для поддержания в зоне биоочистки необходимого рН [6].

Методы микробиологической очистки дезодорацией газов подразделяются на методы с использованием твердой фазы (биофильтры) и жидкой фазы (биосорберы).

Для очистки дурнопахнущих газов, выделяющихся при работе сооружений по очистке городских сточных вод, чаще всего используют биофильтры. В качестве загрузки биофильтров используют гранулы перлита, куски торфа, а также деревянную, керамическую и пластмассовую крошку с пористостью 40–80 % и высотой слоя 1,8 метра. Биогенные вещества в загрузке создают с помощью добавок органического компоста. Оптимальный диапазон температуры процесса окисления в биофильтре – 25–35 °С. Размеры биофильтров назначают исходя из времени пребывания загрязнен-ного воздуха в них в пределах 15–60 с, нагрузки по воздуху 120 м3/(м2•мин) при концентрации удаляемого H2S до 20 мг/л [7].

Количество подаваемой для смачивания загрузки воды должно быть не меньше половины ее массы.

Различают три основных способа термического воздействия на дурнопахнущие газы с крытых очистных сооружений водоотведения: термическое и каталитическое окисление, а также окисление с регенеративным нагревом.

Реакция окисления метана иллюстрирует основной принцип очистки газов всеми тремя способами:

СН4 + 2О2 -> СО2 + 2Н2О (пар) + тепло.

В случае сжигания других газов, например H2S, необходимая температура сжигания создается с помощью органического топлива.

На основании сказанного выше можно сделать выводы:

  • Основным источником образования сильно пахнущих веществ в сетях водоотведения являются биологические превращения органических веществ, содержащих азот и серу, протекающие в анаэробных условиях, а также сброс промышленных сточных вод, содержащих пахнущие вещества или их соединения, которые могут вступать во взаимодействие с растворенными в сточных водах ингредиентами с образованием пахнущих веществ.
  • Дурнопахнущие газообразные выделения, централизованно отводимые с очистных сооружений водоотведения, могут очищаться методом биоочистки.

Литература

  1. Воронов Ю. В., Яковлев С. В. Водоотведение и очистка сточных вод. – М.: АСВ, 2006.
  2. Борисова В. Ю., Скибина Е. В., Серпокрылов Н. С. Особенности протекания процессов очистки сточных вод в биосистемах аэротенка // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2013. Вып. 1 (25). URL: http://www.vestnik.vgasu.ru.
  3. Денисов А. А., Баженов В. И. Проектирование современных комплексов биологической очистки сточных вод // Экология и промышленность России. – 2009. – № 2.
  4. Колесников В. П., Вильсон Е. В. Современное развитие технологических процессов очистки сточных вод в комбинированных сооружениях / Под ред. В. К. Гордеева-Гаврикова. – Ростов н/Д: Юг, 2005.
  5. Кузнецов А. Е. Прикладная экобиотехнология: учеб. пособие. В 2 т. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. Т. 1.
  6. Кузнецов А. Е., Градова Н. Б. Научные основы экобиотехнологии. – М.: Мир, 2006.
  7. Павлинова И. И., Шегеда А. Н. Биологические методы очистки сточных вод от азотных загрязнений // Безопасность жизнедеятельности. – 2008. – № 6.
  8. Малышева А. А. Биофильтрация как способ дезодорации газовых выбросов при работе станций аэрации // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2014. Вып. 4 (35).
купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №3'2015

распечатать статью распечатать статью PDF pdf версия


Реклама
Реклама на нашем сайте
Rambler's Top100 Rambler's Top100 Яндекс цитирования



Кондиционирование, отопление, вентиляция

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте