本發(fā)明涉及微生物法干化剩余活性污泥工藝，屬于環(huán)境工程技術。具體地，本發(fā)明涉及一種用于污泥生物干化技術的臭氣資源再利用和除臭的方法。

背景技術：

目前國內(nèi)外所指的污泥生物技術一般指用微生物法處理污水處理過程中產(chǎn)生的活性污泥。在污泥處理處置方面來說，傳統(tǒng)意義上的生物法是指將濃縮的污泥進行厭氧消化，使污泥在厭氧菌作用下產(chǎn)生沼氣。另外近幾年比較流行的生物法污泥處理技術多指污泥堆肥的發(fā)酵過程(也稱為污泥堆肥技術)，向污泥添加外源物質(zhì)(膨松劑、特定的菌群)后在好氧微生物作用下發(fā)酵，一些人將其稱為污泥的生物干化技術。以上生物技術在污泥處理處置上已經(jīng)不是新技術，國內(nèi)有很多實際工程應用。近幾年，國內(nèi)有多個項目采用一種叫生物瀝浸污泥干化技術，進行剩余污泥脫水，將濃縮的污泥從含水率98％，經(jīng)40小時左右的生物作用，改變污泥的脫水性能，經(jīng)板框壓濾機進行機械壓濾，直接達到含水率60％以下的技術。此技術是基于南京農(nóng)業(yè)大學周立祥教授研發(fā)的專利技術(專利申請?zhí)枺?2112924.X；02137921.1；200410044843.8；201101558711.8)。

生物脫臭的基本原理是利用微生物的生物化學作用，使污染物氧化降解，轉(zhuǎn)化為無害或少害的物質(zhì)。生物脫臭可分為三個步驟：惡臭氣體中的致臭物質(zhì)由氣相溶于水；致臭物質(zhì)被微生物吸收、吸附而進入生物體內(nèi)；致臭物質(zhì)在體內(nèi)被微生物分解、轉(zhuǎn)化，使臭氣消除。

生物脫臭包括土壤除臭、生物過濾、生物滴濾、生物洗滌。土壤除臭法在杭州市七格污水處理廠得到了應用。在一系列生物脫臭法中，生物過濾法是應用最為廣泛的一種方法，如武漢市沙湖污水處理廠、三金譚污水廠均采用該工藝除臭。

生物過濾法是使收集到的廢氣在適宜的條件下通過長滿微生物的固體載體(填料)，固體載體上生長的微生物承擔了物質(zhì)轉(zhuǎn)換的任務。因為微生物生長需要足夠的有機養(yǎng)分，所以固體載體必須具有較高的有機成分。要使微生物保持高的活性，還必須為之創(chuàng)造一個良好的生存條件，比如，適宜的濕度、氧氣含量、溫度、pH值和營養(yǎng)等。在合適的環(huán)境條件下，微生物可以去除大多數(shù)自然生成的致臭物質(zhì)。生物過濾池的填料通常由干樹皮、木屑和干草等復合而成。由于填料本身含有機養(yǎng)分，當過濾池暫停運行時，微生物可以利用填料的有機成份繼續(xù)維持生命活動。

技術實現(xiàn)要素：

目前的污泥除臭技術存在一些技術缺陷，其中最主要的技術缺陷如下：污泥的生物技術的處理處置過程中，需要添加微生物或者微生物營養(yǎng)劑，占運營成本很大的比例。同時該方法在處理污泥過程中，需要對在生物反應池中的污泥曝氣供氧，使得污泥臭味消除同時，對污泥的脫水性能進行改善。但經(jīng)過這個工藝干化后的污泥再深度處理時，不可避免的產(chǎn)生臭氣，例如，污泥的好氧堆肥技術。處理臭氣的除臭設施投資運營費用都非常高。消耗的電能占生產(chǎn)成本的10％。

次要的技術缺陷如下：除臭成本高的同時，除臭設施運營也經(jīng)常需要更換反應池中的濾料。不能及時更換濾料會導致除臭設施的失效，嚴重影響周邊的環(huán)境。

因此，亟需開發(fā)一種新的更有效地去除污泥的臭味的污泥除臭方法。

經(jīng)過長期的研發(fā)，本發(fā)明人提出了一種循環(huán)利用污泥處理過程中產(chǎn)生的臭氣的方法。具體地，本發(fā)明提供一種用于污泥生物干化技術的臭氣資源再利用和除臭的方法，所述方法如下：

在生物法進行污泥改性和污泥脫水的工藝技術中，需要對在污泥反應池的污泥進行曝氣48小時左右，由于生物瀝浸的特異性微生物，其含有復合嗜酸性硫桿菌(氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌等)等化能自養(yǎng)菌和少量異養(yǎng)菌，在微生物促進下的氧化條件和酸性環(huán)境則有利于氧化分解污泥中的惡臭物質(zhì)(如H₂S和腐胺類物質(zhì))以及利用偏酸性的混合液中和堿性的NH₃，污泥的臭味迅速消除，同時顏色由黑色變?yōu)橥咙S色。

具體地，本發(fā)明提供一種用于污泥生物干化技術的臭氣資源再利用和除臭的方法，所述方法包括下述步驟：

(1)污泥進入污泥濃縮池進行濃縮，在濃縮過程中產(chǎn)生的臭氣由第一臭氣收集裝置收集；

(2)濃縮后的污泥進入含有特異性微生物的污泥生物瀝浸反應池，在鼓風機曝氣環(huán)境下進行反應，其中由第一臭氣收集裝置收集的在濃縮過程中產(chǎn)生的臭氣經(jīng)由鼓風機和管道進入污泥生物瀝浸反應池；

(3)在污泥生物瀝浸反應池中處理后的污泥進入脫水機房進行脫水處理，然后進入污泥深度處理池，在污泥深度處理池中產(chǎn)生的臭氣由第二臭氣收集裝置收集，并且經(jīng)由鼓風機和管道循環(huán)至污泥生物瀝浸反應池；

(4)在臭氣監(jiān)控裝置監(jiān)控下，將臭氣含量低于嗅閾值的深度處理后的污泥外運，

其中污泥生物瀝浸反應池中所包含的微生物為復合嗜酸性硫桿菌。

本領域技術人員能夠根據(jù)污泥處理的實際需要預先設定相應的嗅閾值，利用臭氣監(jiān)控裝置監(jiān)控臭氣含量。

在一個優(yōu)選的實施方案中，所述復合嗜酸性硫桿菌包括氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌。在一個更優(yōu)選的實施方案中，所述復合嗜酸性硫桿菌由保藏號為CGMCC NO.0759的氧化硫硫桿菌(參見專利號ZL02137921.1)和保藏號為CGMCC NO.0727的氧化亞鐵硫桿菌(參見專利號ZL02112924.X)組成。

生物干化技術的除臭方法采用“微生物”降解技術，利用生物瀝浸的特異性微生物的除臭微生物對含有H₂S、腐胺類等及大部分揮發(fā)性的有機異味物的臭氣進行降解利用，另外，生物瀝浸的特異性微生物反應時會產(chǎn)生硫酸，其混合污泥溶液的pH值在3-6之間，堿性的NH₃在偏酸性的混合污泥溶液中會與酸性物質(zhì)化學中和反應得以去除，總的臭氣凈化率可達98-99％。該微生物利用廢氣中無機和有機物作為生物菌種生存的碳源和能源，通過降解異味物質(zhì)維持其生命活動，將異味物質(zhì)分解為水、二氧化碳和礦物質(zhì)等無臭物，達到凈化廢臭氣體的目的。其中所述微生物包括下述細菌：復合嗜酸性硫桿菌。優(yōu)選地，所述復合嗜酸性硫桿菌包括氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌；更優(yōu)選地，復合嗜酸性硫桿菌由保藏號為 CGMCC NO.0759的氧化硫硫桿菌(參見專利號ZL02137921.1)和保藏號為CGMCC NO.0727的氧化亞鐵硫桿菌(參見專利號ZL02112924.X)組成。

圖1為本領域常規(guī)污水處理廠的污泥處理和臭氣處理工藝的流程圖，可見在污泥濃縮池中產(chǎn)生的臭氣和在污泥深度處理步驟中產(chǎn)生的臭氣均分別需要進行除臭處理。

圖2是顯示本發(fā)明的用于污泥生物干化技術的臭氣資源再利用和除臭的方法的流程圖，其中在污泥濃縮池中產(chǎn)生的臭氣與在污泥深度處理步驟中產(chǎn)生的臭氣均被收集起來經(jīng)由相應的管道由鼓風機再循環(huán)至污泥生物瀝浸反應池中，污泥生物瀝浸反應池中的特異性微生物能夠吸收分解這些臭氣。具體地，(1)在污泥濃縮池中產(chǎn)生的臭氣與在污泥深度處理步驟中產(chǎn)生的臭氣經(jīng)由鼓風機進入污泥生物瀝浸反應池后，廢臭氣體首先與水(液相)接觸，由于氣相和液相的濃度差以及臭氣中包含的異味物質(zhì)在液相的溶解性能，使得異味物質(zhì)從氣相進入液相(或液膜內(nèi))；(2)進入液相或污泥表面生物層(或液膜)的異味物質(zhì)被微生物吸收；(3)進入微生物細胞的異味物質(zhì)在微生物代謝過程中作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)被分解、轉(zhuǎn)化成無害、簡單物質(zhì)，在轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生能量，為污泥瀝浸系統(tǒng)的微生物的生長與繁殖提供能源，使廢臭氣體物質(zhì)的轉(zhuǎn)化持續(xù)進行。

采用本發(fā)明的污泥除臭方法的污泥處理方案(參考圖2)與現(xiàn)有技術的污泥處理方案(參考圖1)的區(qū)別如下：

(1)本發(fā)明的處理處理方案利用污水處理廠濃縮池的臭氣收集裝置3進行臭氣收集。但不需要配套的除臭裝置設施2；

(2)將收集到的臭氣通過管道輸送到鼓風機房6，通過曝氣管道將臭氣打進生物瀝浸反應池曝氣除臭；

(3)利用污泥深度處理(好氧發(fā)酵)的臭氣收集裝置9，減掉配套的除臭設施(包括風機房和除臭池等)；

(4)將通過臭氣裝置9收集到的臭氣輸送到鼓風機房6，然后通過曝氣管道將臭氣打進生物瀝浸反應池。

由此可見，本發(fā)明的用于污泥生物干化技術的除臭方法最大的優(yōu)點在于，將污泥除臭過程中產(chǎn)生的臭氣資源循環(huán)利用，用于下一輪的污泥除臭過程。

本發(fā)明還提供一種用于污泥生物干化技術的臭氣資源再利用和除臭的設備，所述設備包括：

1)污泥濃縮池4，其用于濃縮污泥；

2)第一臭氣收集裝置3，其與污泥濃縮池4通過管道連通，用于收集在污泥濃縮過程中產(chǎn)生的臭氣；

3)污泥生物瀝浸反應池5，其與污泥濃縮池4通過管道連通，并且其中包含特異性微生物；

4)脫水機房7，其與污泥生物瀝浸反應池5通過管道連通，用于對污泥進行脫水處理；

5)污泥深度處理池8，其與脫水機房7通過管道連通；

6)第二臭氣收集裝置9，其與污泥深度處理池8通過管道連通，用于收集在污泥深度處理過程中產(chǎn)生的臭氣；

7)與第一臭氣收集裝置3和第二臭氣收集裝置9連通的鼓風機6，所述鼓風機還與污泥生物瀝浸反應池5通過管道連通，將第一臭氣收集裝置3和第二臭氣收集裝置9所收集的臭氣持續(xù)輸送到污泥生物瀝浸反應池5中進行反應；

8)與污泥深度處理池連通的外運裝置11；

其中污泥生物瀝浸反應池中所包含的微生物為復合嗜酸性硫桿菌。

優(yōu)選地，所述復合嗜酸性硫桿菌包括氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌；更優(yōu)選地，復合嗜酸性硫桿菌由保藏號為CGMCC NO.0759的氧化硫硫桿菌(參見專利號ZL02137921.1)和保藏號為CGMCC NO.0727的氧化亞鐵硫桿菌(參見專利號ZL02112924.X)組成。

優(yōu)選地，所述設備還包括與污泥深度處理池8連通的臭氣監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)控深度處理后的污泥的臭氣含量。

具體地，本發(fā)明所述的用于污泥生物干化技術的臭氣資源再利用和除臭的設備的結(jié)構(gòu)圖參見圖2。

本發(fā)明的有益技術效果：

a、在生物瀝浸反應池中，利用生物瀝浸的特殊微生物對污泥改性，需要添加維持微生物繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)，而臭氣主要由三種物質(zhì)組成分別為：含硫化合物、含氮化合物以及碳氫氧組成的化合物。而這幾種物質(zhì)都是直接或者間接的營養(yǎng)物質(zhì)。也是營養(yǎng)劑的主要成分。微生物吸收這些營養(yǎng)物質(zhì)進行大量繁殖，使得反應池的pH值隨著時間延長逐漸降低，同時污泥的脫水性能逐漸改變。將大量的臭氣通過不間斷的曝氣將營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣供到生物瀝浸反應池中，除臭的同時，增加了營養(yǎng)物質(zhì)的供應量，部分替代了每日需要額外添加的為生物營養(yǎng)劑，可導致藥劑添加量的降低，由此產(chǎn)生的運營費用較常規(guī)降低8％。

b、生物瀝浸反應池5是需要每天24小時不間斷曝氣來維持生物反應的。所需要氣量遠大于污泥處理過程中產(chǎn)生的臭氣量。不用添加新的設備或者改造，利用現(xiàn)有的風機房6和曝氣設施，完全滿足整個廠區(qū)的除臭需要。

c、減掉除臭裝置2和10，將會大幅降低固定設施的投資，減少土地占用。一個30萬噸規(guī)模的污水污泥處理廠，除臭裝置將占地3000m2，投資約2000萬。

d、現(xiàn)有的技術在運營中，由除臭裝置2和10產(chǎn)生的電費等運營費用占污泥處置費用的10％，正常工作情況下一個30萬噸污水處理廠由此產(chǎn)生運營費用每年約為150萬元。

e、現(xiàn)有的除臭方式因為產(chǎn)生高額的運營費用，運營方經(jīng)常間斷的啟用除臭設施以達到節(jié)省開支的目的，造成臭氣直接排放，影響周邊環(huán)境。而本發(fā)明的方法是利用每日24小時工作的曝氣裝置代替除臭裝置，避免了人為因素，達到了除臭目的。

附圖說明

從下面結(jié)合附圖的詳細描述中，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點將更明顯，其中：

圖1顯示現(xiàn)有技術中生物法污泥處理工藝流程圖；

圖2顯示本發(fā)明的生物法污泥處理工藝臭氣處理、再利用流程圖。

具體實施方式

下面參照具體的實施例進一步描述本發(fā)明，但是本領域技術人員應該理解，本發(fā)明并不限于這些具體的實施例。

實施例1某150噸/天(含水率80％污泥)污泥處理項目，采用生物瀝浸工藝進行污泥干化，干化后含水率小于60％的泥餅進行好氧發(fā)酵堆肥。在現(xiàn)有的生物瀝浸工藝污泥干化工程中按照圖2所示的工藝流程做的設計和施工，采用本發(fā)明方法需要對現(xiàn)有設施做一些改進如下：

(1)利用原濃縮池的臭氣收集裝置3進行臭氣收集，去掉配套的除臭裝置設施2，增加臭氣收集裝置3至瀝浸池鼓風機進氣室的臭氣輸送管道；

(2)將收集到的臭氣通過管道輸送到鼓風機房6，通過曝氣管道將臭氣輸送入生物瀝浸反應池曝氣除臭；

(3)利用污泥深度處理(好氧發(fā)酵)的臭氣收集裝置9，去掉配套的除臭設施(包括風機房和除臭池等)，增加臭氣收集裝置9至瀝浸池鼓風機進氣室的臭氣輸送管道；

(4)將通過臭氣裝置9收集到的臭氣輸送到鼓風機房6，然后通過曝氣管道將臭氣輸送入生物瀝浸反應池。

表1.經(jīng)本發(fā)明方法處理的污泥前后各項指標變化

如表1所示，與常規(guī)方法相比，利用本發(fā)明方法處理相同的臭氣量，系統(tǒng)耗電量、瀝浸系統(tǒng)生物營養(yǎng)劑投加量與污泥干物質(zhì)比以及系統(tǒng)占地面積均減少。

應該理解，盡管參考其示例性的實施方案，已經(jīng)對本發(fā)明進行具體地顯示和描述，但是本領域的普通技術人員應該理解，在不背離由權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以在其中進行各種形式和細節(jié)的變化，可以進行各種實施方案的任意組合。