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訾春波|猪舍排气净化(二) 生物处理

来源: 猪舍控 2020-07-23 14:31:35| 查看:

 

目前,欧洲猪场废气净化多数已采用生物处理设备。VOCs废气生物处理工艺最早兴起于荷兰和德国,尤其适用于中、低浓度废气的处理。猪舍排出的气体具有低浓度,大流量特点,因此更适合采用生物处理工艺、生物法原理主要是利用微生物代谢活动,将VOCs转化为细胞代谢的能源、细胞组成物质及无害的小分子物质(如水、二氧化碳等)。

       

优点:反应条件温和、设备简单、操作方便、运行费用低,二次污染小

局限:其生物降解速率有限,承受负荷不能过高。

生物处理工艺目前有四种,生物过滤、生物滴滤、生物洗涤、膜生物反应器等4中净化工艺。用于猪舍排气净化比较成熟且采用最多的是生物过滤和生物滴滤的方式。

早期的猪舍排气生物过滤工艺比较简单

目前,生物过滤处理工艺更加标准化、规范化,处理结果也更加稳定。单级的生物净化器处理原理见下图

通过风机排出的猪舍废气先经过预处理(加湿),进入到压力室,通过有机过滤材料6净化后再排入大气。有机过滤材料需要间歇喷水加湿,水池位于设备底部,由喷淋泵输送到设备上部的喷淋装置。水池根据消耗量及时补充清水,同时还要将污水浓度超标时排除。

种猪舍用的生物过滤系统,对粉尘和气味的净化效果突出,但对于氨的处理并不十分理想。通过过滤器的氨主要和微生物发生的是硝化和反硝化过程,即有氧条件下,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的硝化作用转为硝酸,在兼性厌氧条件下,硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气。
硝化:   NH3+O2→HNO2+H2HNO2+O2→HNO3+H2O
反硝化: HNO3→HNO2→HNO→N2O→ N2

其中硝化作用产生的亚硝酸盐和硝酸盐会滞留在有机填料上,这会使填料的PH值降低,当PH值<4时,会导致亚硝气体的释放,这些气体是会让人感觉出熟悉的游泳池气味,这样氨氮在这种情景下释放,会影响后面的氨氮沉积。因此必须定期更换填料,维持过滤系统正常工作。

生物过滤处理工艺采用的填料可以是木屑、花生壳、玉米棒芯、树根、树皮等,物料的不同,填料更换的时间1年到5年时间不等。

生物过滤处理的优点:设备简单,气味去除效果最好,运行成本低,承载负荷大。

生物过滤处理的缺点:处理过程不易控制,氨处理能力差,占用空间大,定期需要更换填料。

生物过滤法因为其需要定期更换垫料,设备体积大,处理过程不易控制等缺陷。在生物过滤技术基础上发展更新的生物滴滤处理工艺就更先进了一步。

该工艺和生物过滤法处理工艺近似,猪舍废气由风机经滴滤池底部进入,在填料2中与生物膜接触被吸收净化,净化后的气体由滴滤池顶部排出。循环喷淋液由滤床顶部进入滴滤层,流经生物膜表面后在滤池底部汇集,消耗循环液由储液池补充。滤料上既有附着生长的微生物也有悬浮生长的微生物。

运行中,氨和微生物同样会产生亚硝酸盐,并大量存在循环洗涤水中,这些水同样会有潜在的环境危害,需要对排除的洗涤水进行有效储存。

该工艺和生物过滤工艺最大不同,在于设有喷淋循环装置和PH值调节装置。生物滴滤法采用的填料为无机填料。猪舍排气净化设备中采用最多的是采用PP或PE塑料制成的滤垫,比表面积一般为100-300㎡/m³。

无机填料具有不易压实,流通空间大等优点,但不能为微生物提供养分,只是作为微生物附着生长的载体,需要在循环液中添加营养物质来满足填料表面微生物生长的需要。

生物滴滤处理设备体积可以根据猪舍排气量大小进行紧凑设计,灵活性更大一些,与生物过滤塔相比,生物滴滤塔的反应条件(pH值、湿度)易于控制(通过调节循环液的pH值、湿度),因而设备稳定性高;过滤设备中的环境更适于微生物的生长和繁殖,单位体积填料的生物量较生物过滤工艺多,也更适于净化负荷较高的废气。

单级生物滴滤处理设备实景(见图)

生物滴滤处理工艺的优点:

设备简单,生物相和液相循环流动,生物膜附着在无机填料上,压降较低,填料不易堵塞,废气净化率较高。

生物滴滤处理工艺的缺点:

设备运行需要另外添加生物营养物质,运行费用比生物过滤池工艺偏高;洗涤废水需要有效的管理贮存及回收。

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