某排水泵站除臭系统运行分析

　　程　梅

　　（山东省东营市湿地城市建设推进中心，山东 东营 257091）

　　摘要：泵站除臭根据雨水和污水臭气源的特点，在臭气污染比较严重的泵站末端处理系统采用“生物除臭+洗涤除臭+干式化学吸附净化”的联合处理工艺，除臭后满足国家规定污染物浓度要求，并可根据实际工作环境情况调节风量、控制除臭风机的变频运行或关闭部分除臭设备，达到节能运行的效果。

　　关键词：泵站除臭；生物除臭；洗涤除臭　　文献标识码：A　　中图分类号：X512

　　文章编号：2096-4137（2023）03-84-03　　DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2023.03.19

　　排水泵站尤其是污水泵站产生的臭气，不仅影响泵站工作人员和周围居民的工作生活环境，还影响其所在区域的空气质量，泵站除臭设计势在必行。本文结合泵站除臭系统实例，分析探讨排水泵站中常用除臭系统的优缺点，为雨污水泵站合理、便捷地选择除臭系统提供参考。

　　1　工程概况及背景

　　1.1　工程概况

　　本项目为山东省东营市中心城两河（广利河、溢洪河）及内水系环境综合治理工程——泵站改造工程除臭系统，该系统将某排水泵站除臭区域产生的臭气通过收集管道输送至末端除臭系统，经处理后达标排放。

　　1.2　背景

　　某泵站是一座雨污合建泵站，占地6000 多㎡，污水泵4 台，雨水泵6 台。汇水范围：雨水为黄河路- 潍河路，东青高架桥- 东二路，收水900 多公顷，就近排入东一路水系；污水为北二路- 潍河路，东青高架桥- 登州路，收集大半个东城的污水，日排放量最高10.3 万m3，输送至城南污水处理厂。该泵站周边有商铺、住宅区、学校、办公单位，人员密集。实施除臭系统以前，泵站内外臭气熏天，严重污染了当地的生态环境。站内污水集水池内硫化氢、氨、臭气混合物等各项指标测量值严重超标，泵站办公室即使不开窗也能闻到刺鼻的臭味。有毒有害气体对站内工作人员的身体造成极大伤害，还对周边单位及居民的生活造成严重影响。为了改善泵站周边生态和值班人员工作环境，达到国家生态环境要求，该泵站引进了此套除臭系统。

　　2　除臭系统介绍

　　2.1　设备

　　本泵站的臭气源发生在集水池、进水池，将这两处加盖密封，集水池采用玻璃钢盖板，接缝处用泡沫密封膏封堵，进水池将原有钢筋混凝土盖板接缝处用泡沫密封膏封堵，用玻璃密闭罩将清污机全部罩起来。玻璃密闭罩由双层加胶玻璃和304 不锈钢骨架组成，所有的覆盖处与除臭设备之间用 304 不锈钢送风管和支架连接，保证臭气的最大量收集。每个入风口都安装有风量调节阀，根据污水量和运行情况调节风阀大小，管道内气体处于负压状态。

　　2.2　联合处理工艺

　　联合处理工艺采用“生物除臭+ 洗涤除臭+ 干式化学吸附净化”方式，对雨污水集水池、进水池进行全方位封闭，将臭气通过不锈钢输气管传送到除臭设备，在除臭设备内进行处理后，降低致臭成分浓度，净化后达标排放。泵站采用以生物除臭为主的处理工艺，运行成本低，洗涤除臭主要用于强化对含硫的恶臭污染物的处理，干式化学吸附置于系统最末端，经生物和洗涤除臭处理后的气体若达标可直接通过风机排放；若不达标，则通入干式化学吸附装置，穿过过滤吸附层时，气体中的臭分子被吸附截留，从而起到过滤净化的作用。

　　2.2.1　生物除臭

　　生物除臭是一种利用微生物对臭气中的污染物进行吸收和降解的方法，可处理挥发性有机化合物（VOCs）以及其他有毒或有臭味的气体，如氨和硫化氢等。其优点有：去除效率高，对污染物去除效率一般超过90%；运行费用低，无需投入额外的化学品，是一种清洁、高效的臭气处理方法。生物除臭主要是在适宜的湿度、温度、pH 值等条件下，通过微生物代谢将恶臭物质有效分解去除，培养筛选出能分解恶臭气体成分的微生物菌群，固定于生物载体（填料）上，当污染气体经过载体表面初期，菌群将污染气体作为营养源，快速生长繁殖，形成一层生物膜，通过微生物的新陈代谢作用将其分解为二氧化碳、水等无害的化合物，从而去除污染物。

　　生物除臭过程主要分为3 个阶段：一是气液扩散阶段，臭气中的化学物质首先通过填料气/ 液界面由气相转移到液相；二是液固扩散阶段，废气中的污染物由液相扩散到生物填料的生物膜；三是生物氧化阶段，生物填料表面形成的生物膜中的微生物把臭味气体分子氧化，同时生物膜会引起氮、磷等营养物质及氧气的吸收和扩散。生物降解污染物原理可简化为如下表达式：

　　臭气+O2 →微生物细胞代谢物+CO2+H2O

　　转化过程是以臭气作为微生物的营养源，通过微生物的吸收、代谢将其转化为有机酸、二氧化碳、水等产物，污染物中的含硫、氮化合物将被氢化分解成硫（硝）酸盐和亚硫（硝）酸盐，沉积在系统的滤液中定期或定量进行排放。

　　2.2.2　洗涤除臭

　　洗涤除臭主要用于强化对含硫恶臭污染物的处理。为保证良好的除臭效果，洗涤除臭段需满足以下工艺参数：洗涤填料段停留时间≥ 1.5s，空塔流速≤ 2m/s，压力降 ≤ 200Pa，液气比不低于2l/m3，对氨、硫化氢、甲硫醇、臭气浓度的去除效率不低于80%。

　　2.2.3　干式化学吸附净化

　　吸附过程为物理吸附和化学氧化双重作用，设备满足以下要求：一是化学吸附滤料适应湿空气环境，在10% ～ 95% 湿度环境下吸附率均保持在99.5% 以上，且在炎热潮湿环境下不易脱附；二是对于硫化氢等恶臭气体污染物的吸附容量在30% 以上；三是臭气在吸附设备中的有效停留时间不小于 1.5s。

　　2.3　技术特点

　　可同时处理含有多种有机和无机污染物的废气，对臭气成分适用广谱性强，填料比表面积大，挂膜能力强，处理效率高。填料自身具有酸碱缓冲体系，可自动调节生物体系的 pH 值，抗冲击负荷能力强，尤其是对高浓度臭气的工况优势明显；全自动运行，只需常规的巡检工作，管理和维护简便。洗涤剂产品为无毒无害产品，对生物菌群无影响，经洗涤塔排出的残夜无毒性成分，无需做预处理可直接排放。

　　3　运行效果

　　3.1　设备运行情况

　　该设备运行一年来，正常情况下前期菌种培养期25 天，保证恒温恒湿，最低温度不低于15℃，每天2 次观察调试设备运行情况，检测臭气含量，后期设备运行稳定后，只需半月至一个月检查各部位设备，排水水质清澈，无明显刺激气味。2020 年12 月—2021 年11 月，工作人员使用三合一手持仪表测量泵站H2S、NH3 等数据，前三个月每月检测3 次，取3 次中的最大值，以后每月检测一次。由于泵站污水量大，设备入口数值已经超出仪表量程，无法测出具体数值，只能用10ppm 表示。各检测点一般控制范围：硫化氢0 ～ 0.20ppm，氨0 ～ 0.03ppm，风量1000 ～ 1600m3/h。夏季温度高，臭气浓度大，微生物活跃度高，变频大，功率大，风量大，除臭效果明显。冬季温度低，为了保证菌群的生存和活跃度，系统会自动启动除臭设备加热设施，将温度保持在15℃以上，变频调小，风量会稍微减少，但氨、硫化氢等的去除效率依然可以保持较高的状态。

　　3.2　节能情况

　　除臭系统是以生物除臭为主的处理工艺，经实测每台除臭设备每月实际用水30 ～ 90m3，天气炎热时，风量调为高频25 ～ 30Hz，天冷时，风量调为低频15Hz，24 小时合计用电量：水温15℃以下一般最多400℃，水温15℃以上一般最多160℃，相比较而言耗水较少，菌群培养成活后运行费用低，可根据污水量调节风阀减少用电用水量，维修率低，每2 小时排1 分钟水，排水用来浇灌植物、冲洗地面，废水利用，除臭效果稳定、高效。

　　3.3　安全情况

　　除臭系统的箱体采用一体化封闭形式，运行一年多来未发生漏电情况，由于管道内气体处于负压状态，入风口和管段连接处不容易泄漏臭气，臭味明显减轻，除臭效果显著，设备运行噪音小、安全有效、技术先进，泵站工作人员的工作环境得到明显改善。

　　3.4　除臭系统的不足

　　由于管道连接处用橡胶圈密封，切面不平整时，个别管道接缝处漏水。尤其到了冬季，热胀冷缩引起管段之间的缝隙变大，漏水较严重，在管段接缝处和地面上结成冰柱，影响除臭效果和美观。

　　维修启闭机、清污机等设备时，需要掀起集水池玻璃钢盖板，盖板较重，不容易复位，盖板之间接缝处需频繁填充泡沫胶。由于该泵站是提升总站，每日排污量大，污水泵24 小时不停地排放污水，污水泵磨损大，地下设备设施腐蚀严重，维修频率高，导致经常吊装盖板和设备设施，之前填充好的盖板接缝处的泡沫胶会被破坏，维修结束安放回盖板，接缝处会冒少量臭气。

　　清理清污机垃圾时，为了保证人员安全，防止中毒，必须开启玻璃密闭罩大门通风换气半小时以上，这样势必造成大量有毒有害臭气排入空气中。

　　天气炎热时，玻璃密闭罩内会存集部分水汽，腐蚀清污机、闸门等，缩短设备的使用寿命。同时，每天清理清污机垃圾时，密闭罩内聚集的热气和水滴会吸附到泵站工作人员衣服、皮肤等暴露部位，吸入肺部会造成不可逆的毒害后果。

　　输气管道安装高度最高净高4.5m，该泵站室外未设置桁吊架，每次维修清理水泵时，外雇吊车操作空间缩小，不小心会触碰到上方输气管，造成管段变形损坏，管段间拉扯缝隙大，导致后续冷凝水、臭气泄漏，二次污染，除臭效果减弱。

　　除臭系统没有应对突发情况的报警装置和续航装置。若遇到泵站停水停电，没有报警装置和续航装置，工作人员无法及时发现除臭系统已经停止运 行，系统内成活的菌群会因为缺水、温度低等因素死去，无法正常开展除臭工作。

　　3.5　整改措施

　　管道接缝处漏水可在橡胶圈外环涂密封膏。管道与管道之间仅用橡胶圈密封不能达到密封效果，可在接缝处环涂多遍密封膏，可以实现不漏水、不漏气的效果，但泡沫密封胶效果较差，不建议使用，可寻找其他密封材料代替。

　　玻璃钢盖板可做成推拉式，方便维修及观察水位。推拉式盖板便于维修人员、泵站工作人员操作，既可以方便维修人员上下活动，吊放设备，还方便泵站管理人员观察水位，校验数值。

　　在玻璃密闭罩上方安装新风装置，既可保证工作人员安全，又可防止大量有毒有害气体进入空气，也可以抽取水汽，降低设备的腐蚀程度。由于管道收集的气体具有腐蚀性且始终处于封闭环境中，所以要加大集气管道的厚度或者采用高强度耐腐蚀的材料。

　　该泵站排水设施布置距离较长，后期改造容易出现除臭系统困难、高空布置管线妨碍维修施工的情况，可以考虑将输气管埋入地下，这样不占用地面空间，能够保证大型机械设备操作空间。以后新建泵站应考虑增加除臭设备，提前预留设备布置位置，使布局更加合理，减少不必要的损坏维修。

　　除臭系统应安装报警装置和延时续航装置。遇到停水停电等突发状况时，报警和延时续航装置可以暂时延缓因停水停电造成的不良后果，为工作人员快速反应处置情况争取宝贵时间，最大限度保证菌群的成活和正常工作。后续可以把除臭系统中的相关操作程序联入水泵的自控化操作平台，在值班室就可以观察、操作、处理除臭情况，及时反应，有效避免突发情况时发现不及时，全面、准确地掌握一切情况。

　　4　结语

　　从除臭设备安装平稳运行以来，仪器检测各项指标正常，对氨、硫化氢、甲硫醇、臭气浓度的去除效率大于90%，满足《恶臭污染物排放标准》（征求意见稿）（GB14554-93）中的周界监控点污染物浓度限值要求，除了维修设备需吊起玻璃密闭罩，泵站恶臭气味明显减少，院外水系垂钓的市民明显增多，值班人员的工作环境得到极大改善，除臭设备进水、排水、供暖等都是一体化自控系统，工作量少，易于操作，维修率低，达到了排污泵站除臭的最终目的。

　　作者简介：程梅（1977-），女，山东东营人，山东省东营市湿地城市建设推进中心高级工程师，研究方向：市政给排水。

　　（责任编辑：张志明）