生物法处理饲料恶臭废气工程应用研究.pdf

生物法处理饲料恶臭废气工程应用研究 * 魏在山谢志荣 中山大学环境科学与工程学院，广州 510275 摘要 生物法处理饲料恶臭废气工程应用研究表明， 在288 d运行期间示范工程装置表现出了良好的运行稳定性， 氨的 净化效率一般稳定在 90 以上， 可达 99 。经过当地环境监测站监测结果表明饲料恶臭废气经生物处理可实现达标 排放。这一成果对我国饲料行业恶臭废气的治理具有很好的示范作用， 该生物脱臭技术具有抗负荷、 温度变化能力 强、 设备简单、 停留时间短、 运行费用低和处理效果好的优点， 具有良好的发展及应用潜力。 关键词 生物滴滤塔; 饲料恶臭废气; 氨; 示范工程 BIOLOGICAL REMOVAL OF INDUSTRIAL ODOR WASTE GAS FROM AQUATIC FEED PRODUCTION Wei ZaishanXie Zhirong School of Environmental Science and Engineering，Sun Yat-sen University，Guangzhou 510275， China AbstractBiological removal of the odor from aquatic feed industry has been investigated using a trickling biofilter packed with ceramsite. The result of the 288 days continuous running test of the biological deodorization project showed that the NH3 removal efficiency could maintain above 90 at the temperature of 30 － 53℃ under production conditions，and the quality of the treated waste gas could meet the China Nation Emission Standard. Compared with adsorption or absorption equipment，the biological deodorization equipment has obvious superiority with less-simple，lower-cost，higher-efficient of deodorization， adaptation to change of load and temperature，which is of great potentiality for development and application. Keywordstricking biofilter;odor from aquatic feed industry;ammonia;demonstration project * 广东省湛江市招标项目 2005- 3 ; 中山大学与湛江市的校市合作资 助项目 7101034 。 恶臭污染作为世界七大环境公害之一， 在全球己 受到各国的广泛关注和重视 ［ 1］。近年来， 水产饲料 企业恶臭污染环境的问题逐步引起人们的关注。水 产饲料在熟化、 烘干工序产生的有组织排放的氨、 有 机硫化物和有机胺类等恶臭废气， 它们都是排放量较 大、 嗅域值极低、 引起恶臭废气污染事件的主要物质; 这些恶臭废气已经影响到居民的身体健康和正常 生活。 生物除臭法是利用微生物降解恶臭物质使之无 臭化、 无害化的一种处理技术， 具有投资少、 运行费用 低、 性能可靠、 易于管理、 处理效果好、 二次污染小等 特点。生物脱臭法因其具有传统方法所不可比拟的 优越性和安全性， 因此发展潜力很大， 应用前景也十 分广阔， 成为近年来脱臭研究的主流方法 ［ 2］。有生 物法处理含 NH3臭气、 硫化氢和甲 硫醇混合恶臭 气 ［ 3］、 生活垃圾恶臭［ 4］、 多组分臭味气体［ 5］、 制药厂 挥发性混合废气 ［ 6］、 模拟水产饲料恶臭废气等研究 报道 ［ 7］。国内生物技术已在再生胶厂［ 8］、 制药厂兼 氧池高浓度恶臭 ［ 9］、 炼油污水厂恶臭［ 10］和污水厂臭 气等废气处理实现了工程应用 ［ 11］。但对饲料恶臭废 气的生物处理工程应用研究还未见报道。为解决我 国饲料生产企业日益严重的恶臭污染问题， 本文通过 示范工程应用研究， 以期为生物脱臭技术工程推广应 用提供技 术 指导， 为 生物 脱 臭 的 产 业 化 应 用 奠 定 基础。 1试验装置与方法 生物法处理饲料恶臭废气的工艺流程如图 1 所 示。水产饲料恶臭废气经由管道通过离心风机的抽 送， 恶臭废气首先进入到吸收塔， 起到降温和润湿的 作用， 以使进入生物滴滤塔的温度控制在55 ℃ 以下。 58 环境工程 2010 年 6 月第 28 卷第 3 期 工程应用试验的生物滴滤塔的内径为4 000 mm、 塔 高为10 000 mm， 由碳钢材料加工而成， 塔内装填陶 粒填料， 分 3 层填装， 每层高度2 000 mm， 总高度为 6 000 mm。恶臭气体进入到位于生物滴滤塔底部的 空气分布系统， 然后缓慢地通过活性生物滴滤床， 进 入生物塔进行生物法净化处理， 生物塔采用气液逆流 操作方式。恶臭废气从塔底进入， 在上升过程中与附 着在填料表面的润湿的生物膜接触并被生物净化， 净 化后的气体从塔顶排出。循环液由循环水泵打到塔 顶向下喷淋到生物膜填料上， 并从塔底流出进入循环 液储槽循环使用。同时要定期向循环液储槽中添加 补充水和氮、 磷营养物质。在塔底进气口和塔顶出气 口均有采样点， 可随时检测气体的浓度。 图 1生物法处理水产饲料恶臭废气的工艺流程 2结果与分析 2. 1生物装置运行稳定性考察 经过实测， 水产饲料恶臭废气进气量为12 904 ～ 13 044 m3/h， 平均风量为12 968 m3/h。根据测试分 析， 饲料恶臭废气的成分有三甲胺、 氨、 硫化氢、 苯乙 烯、 二甲二硫、 二甲基三硫、 苯甲胺、 二硫化碳、 二甲 硫、 羰基硫等， 有机物大多具有毒性。本课题组于 2007 年 111 月在湛江某水产饲料有限公司对生物 法处理水产饲料恶臭废气工程装置进行了288 d试运 行稳定性考察， 试验运行结果如图 2 所示。 图 2生物滴滤塔的氨浓度随运行时间的变化 在入塔废气温度为 25 ～ 55 ℃ ， 出塔废气温度为 24 ～ 51 ℃ ， 循环液温度为 25 ～ 50 ℃ ， pH 6. 5 ～ 7， 循 环液喷淋密度为0. 5 m3/ m2h ， 氨进气浓度分别为 0. 3 ～ 30 mg/m3的条件下试运行时间288 d， 将前期研 究筛选获得的特效脱臭微生物菌种投入生物滴滤塔 内， 在循环液内加入专用微生物的营养液循环。生物 滴滤塔的填料生物挂膜过程历时11 d完成。在挂膜 初期， 由于填料表面上的生物膜覆盖面不大且作用也 不太稳定; 在 2 月生产淡季的6 d氨的净化效率基本 稳定在 95 ～ 96 ; 随着生物膜的生长逐渐成熟和 覆盖范围增加， 生物滴滤塔对恶臭气体的生物净化作 用也随之逐步增强， 在停止饲料生产23 d后重新通入 生产饲料恶臭废气， 第39 天氨的净化效率仍然可达 97 。之后生物滴滤塔能够经受住恶臭污染物负荷 的冲击， 在饲料生产旺季 410 月， 氨的净化效率能 稳定在 90 ～ 99 ; 第 154 ～ 180 天 入塔氨浓度为 10 ～ 30 mg/m3， 出塔氨浓度为 1 ～ 1. 8 mg/m3， 但氨的 生物净化效率可达 92 ～ 96 ， 这主要由于 7 月满 负荷饲料生产的恶臭废气浓度较高， 其余时间出塔氨 浓度一般不大于1 mg/m3。这说明生物滴滤装置表 现出了良好的除臭性能、 抗负荷变化能力强和运行稳 定性。 2008 年 8 月湛江市环境监测站专业人员到湛江 某水产饲料有限公司对工业恶臭废气生物法净化工 业试验装置进行了两天 6 次现场取样测定， 样品分析 结果表明该装置对再生胶废气的净化效果良好， 而且 装置 出 口 硫 化 氢 和 氨 的 排 放 速 率 均 低 于 国 标 GB14554 － 93恶臭污染物排放标准 规定的标准值， 可实现达标排放。 2. 2温度与生物除臭装置运行稳定性 温度对生物净化器内的传质和生物降解过程都 有着重要的作用。生物净化饲料恶臭废气过程取决 于一些嗜中温性菌及部分嗜高温性菌的生命活动， 温 度升高有利于生物的降解代谢过程， 但会影响污染物 的气液分配系数， 还会加速水分的蒸发。温度与生物 除臭装置运行稳定性如图 3 所示。图 3 表明在试运 行288 d， 循环液温度在 25 ～ 50 ℃ 变化， 氨的净化效 率一般稳定在 90 ～ 99 ; 生产旺季 410 月连续 运行， 78 月的循环液温度 40 ～ 50 ℃ ， 氨的净化效 率稳定在 90 ～ 99 ， 生产淡季 13 月和 11 月氨的 净化效率仍然可稳定在 90 ～ 97 。这表明该示范 工程生物滴滤塔内微生物能够承受 25 ～ 50 ℃ 的温度 变化， 具有很高的微生物活性和抗温度变化能力强。 68 环境工程 2010 年 6 月第 28 卷第 3 期 图 3生物滴滤塔长时间运行的温度变化与氨的净化效率 2. 3经济分析 经过初步估算， 生物法处理饲料恶臭废气的投资 成本比例为 总处理成本 1. 61 元 /t 水产饲料或每 1 000 m3为 0. 61 元恶臭废气， 生物法处理饲料恶臭 废气的运行费用成本比例为 净化设备运行费用折合 1. 53 元 /t 水产饲料或每1 000 m3为 0. 80 元废气， 其 中电费占运行费用成本约 92 ; 恶臭废气处理成本 占工厂每 1t 水产饲料产品产值的比例为 0. 053 。 生物法脱臭技术的应用将会产生明显的环境效 益、 社会效益和经济效益。其可减少恶臭废气扰民事 件发生并使有关的工业生产得以顺利进行， 同时也有 助于保护生态环境; 改善了厂区周围的大气环境污染 状况， 产生明显的环境效益和社会效益; 减少向厂区 周围污染赔款和停产时间， 产生间接经济效益; 同时 对企业革新改造、 技术进步具有推动效应。 3结语 生物法处理饲料恶臭废气示范工程应用表明， 生 物滴滤塔具有抗负荷、 温度变化能力强、 运行稳定性 好、 投资运行费用低， 对氨的净化效率一般稳定在 90 以上， 能够实现达标排放。本研究饲料恶臭废气 生物净化工业应用的成功运行， 为恶臭废气处理提供 了一项实用有效技术， 生物法脱臭技术不仅净化效果 良好， 而且处理成本低廉， 具有良好的社会经济效益 及应用潜力。 参考文献 ［1 ］ Schlegelmilch M，Streese J，Stegmann R. 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