田鹏谦
河北华信投资集团有限公司 河北 石家庄 050000
摘要：城市污水处理厂在废气净化处理中运用生物滤池技术，不仅可以有效达到废气净化的目的，也可以实现生物资源的充分利用，最终实现经济效益与环境效益最大化的根本目标。而在实际利用生物滤池技术时，相关设计人员需要充分结合实际情况，严格遵守相关规定要求，合理选择生物滤池，科学选用滤料并准确设定环境温度、湿度等重要参数。同时，重视对生物滤池的日常运维管理，确保在充分发挥其应有效用后获得更加理想的废气净化效果。
关键词：生物滤池技术；城市污水处理厂；废气净化；应用
1生物滤池技术净化废气的原理与工艺流程
1.1基本原理
在城市污水处理厂对各种污水进行处理时，污水以及污泥中的各类污染物在生物转化过程中会产生大量废气。通过运用生物滤池技术，建立专门的生物滤池，厂内污水处理所产生的各种废气可直接附着在滤料载体上。这主要是由于生物滤池中的滤料载体本身附着大量生物菌落，废气中的有机物则是此类生物菌落进行生长繁殖的重要碳源。在生物菌落的吸附下，废气中的有机气体将会自动进行生物氧化，成为无毒无害的二氧化碳和水等物质。而生物氧化产生的二氧化碳则是自养微生物的重要碳源，该类微生物可以有效去除废气中的氮元素、磷元素以及硫化氢和氨气等无机物，从而最终达到净化废气的目的。
1.2基本结构
生物滤池的主要组成部分包括废气分布系统、地基建筑、衬托填层和滤料等。一般情况下，生物滤池常用空心叠层砖建设曝气地板。曝气地板被安装在滤池底部的废气分布系统中，废气分布系统和地基建筑之间设有一层衬托填层。进入生物滤池的废气需要先进行增湿，而后从废气分布系统经过并最终进入生物滤池的滤料内。
1.3工艺流程
从本质上来说，城市污水处理厂运用生物滤池技术进行废气净化，就是运用生物活性滤料中的生物菌落，对废气中的各种有害成分进行吸附和转化。一般情况下，污水处理厂使用引风机收集污水处理中产生的各种废气后，其将会先经除尘与废气湿度调控系统进行初步处理，或是直接进入废气增湿塔内进行增湿处理，使其湿度至少达到95%。废气从滤料层垂直流过，直接接触滤料上的微生物菌落，从而被其吸附和转化。随着废气逐渐向上流动，其中的污染物浓度将会呈现出明显的下降趋势。如果城市污水处理厂所在地降水量较少，工作人员还可以将专门的洒水系统安装在滤料层的顶部，使得滤料湿度得到提升。生物滤池装置的排水系统安装在最底部，用于排出滤池中的凝结水。为了有效节约水资源，同时达到降低生物滤池废气净化成本的目的，该装置可以设置导管将排出的水回流至废气增湿塔内，为废气增湿提供循环用水。
2污水处理厂废气生物处理技术开发中存在的问题
近年来，我国的废气生物处理技术已经得到了很大的提升，在污水处理厂、化工制药等各个领域应用十分广泛，而未来伴随着技术的不断完善和提升，废气生物处理技术的应用范围将会越来越广，从现阶段我国废气生物处理技术开发的实际情况来看，还存在着很多方面的问题：第一，开展生物处理技术推广的企业虽然数量比较多，但一般规模都相对比较小，在市场上没有占据绝对的优势，行业内普遍存在互相压价和恶性竞争现象，缺乏大中型企业的引导，废气生物处理行业整体实力偏弱。第二，我国废气生物处理技术创新能力低下。有许多企业认为生物处理技术的工艺要求简单，因此一味地模仿和复制已有工程，普遍缺乏技术创新能力，各大高校和科研机构的研究成果很难直接实现产业化，缺乏技术验证以及技术推广平台。
正是由于创新能力比较低，因此不能根据工程需要灵活调整设计运行参数，导致工程处理实际效果不能够达到预期。相关从业人员对生物处理法的基本性能、适用范围以及使用条件等缺乏科学规律的认识，从而难以进行专业的课题研究等。
3城市污水处理厂废气净化中生物滤池技术的实际应用
3.1滤池科学选型
在将生物滤池技术运用在城市污水处理厂废气净化中时，相关工作人员首先需要根据实际情况，认真遵循各项规定要求，合理选择与之相适应的生物滤池。目前，在废气净化中，常应用的生物滤池类型主要包括平面型、阶层式、集装箱式和塔式等。其中，阶层式生物滤池有多层生物滤池，虽然其可以有效避免占用过多土地资源并达到净化废气的效果，但其添加滤料的难度较大且成本费用较高。集装箱式生物滤池的占地面积较小并具有可移动的优势，其废气滤料表面负荷通常为50～500m3/（m2·h），但其同样存在滤料添加困难的局限。塔式生物滤池中，滤料高度可至少达到6m，工作人员可以直接从下方将滤料移出，再从上部重新加入经过增湿处理的新滤料，但其建设成本较高。经过综合考虑，本文认为，城市污水处理厂在运用生物滤池技术进行废气净化时，可选用平面型滤池。此类生物滤池中，废气滤料表面负荷通常为30～250m3/（m2·h），滤料平均高度介于0.5～1.5m，滤池最大面积可超过2000m2，其可以完成超过100000m3/h的废气净化任务。
3.2确定基本参数
通常，微生物细胞含水率介于75%～78%，考虑到微生物在生长繁殖过程中对水分有一定要求，因此城市污水处理厂使用生物滤池技术进行废气净化时，滤料上生物菌落含水率应至少达到40%，且废气中相对湿度需要大于95%。净化废气时，生物滤池的环境温度不得低于5℃，同时不得超过65℃。通过参考相关资料可知，碳、氮和硫等元素是构成微生物干细胞的主要元素，尤其是氮和磷元素更是净化废气必不可少的重要元素。因此，在使用生物滤池技术净化废气时，相关工作人员应当尽可能选择使用具有较多腐质的木材（如落叶、枯枝）、经过堆肥处理的牲畜粪便、火山岩和陶粒等作为生物滤料。将此类原料作为滤料，不仅可以保障滤料介质中含有充足的氮、磷元素，实现废气有效净化，也可以达到降低滤料制备与整体废气净化成本的目的。在滤料长期使用过程中，生物降解持续进行并存在其他相关损耗，因此为优化整体废气净化效果，工作人员应当结合实际运行情况，平均每三至五年对滤料进行一次换新。值得注意的是，在运用生物滤池技术净化废气时，三氢化硫、氨气以及其他含氯有机物在氧化分解的过程中将会使得废气净化环境pH逐渐减小，从而最终影响废气净化效果。因此，相关工作人员需要适时、适量、均匀地将pH缓冲剂喷涂在滤料上，从而实现对pH的有效调节，为成功净化污水处理厂废气创造良好条件。
城市污水处理厂使用生物滤池技术进行废气净化时，本研究要求厂内废气中的化合物具有水溶性与可生物降解的特性，前期使用活性炭等吸附装置，完成对废气中的灰尘、油脂等杂质的初步处理，然后将生物滤池净化处理的单位废气量控制在10000m3/h以内。建议按照就地取材的原则，尽量使用附近畜禽动物养殖场内收集得到的经过堆肥处理的动物粪便以及有腐质的木料等作为滤料，其高度控制在1.8m，滤料体积一般控制在50m3。
结束语
虽然我国在各类废气治理中对城市污水处理厂废气的关注度逐渐加大，并有意识地采用各种净化技术对其进行处理，但传统处理技术往往存在费用较高、操作不便等局限，而生物滤池技术不仅有助于顺利完成废气净化处理，同时对实现净化成效的全面优化具有一定积极作用。本研究可为城市污水处理厂在废气净化中高效运用生物滤池技术提供相关参考与实践指导。
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