CN112816267A - 一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置 - Google Patents

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赵茹涵
刘秀红
徐宗泽
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Abstract

一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置，涉及污泥生物处理技术领域。装置包括箱体***以及气体采集和测量***两部分。箱体顶部设置第一导管、第二导管、第三导管、风扇以及温感探头，第一导管、第二导管、第三导管一端连通箱体的内腔，另一端分别连通载气罐或苏马罐、便携式高精度硫化氢检测仪、气体缓冲采样袋。第一导管、第二导管、第三导管上分别设置第一阀门、第二阀门、第三阀门，箱体底部设置取样口。本发明提供一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置，将箱体***和气体采集、测量***相结合，使测得厌氧稳定污泥VSCs的排放速率和排放量以及日变化情况更加精准。

Description

一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置
技术领域
本发明涉及污泥生物处理技术领域，尤其涉及一种厌氧稳定污泥释放VSCs(挥发性硫化物)气体的收集与测量装置。
背景技术
随着我国城市化进程的推进，我国城市污水处理率逐年提高，污泥产量也随之急剧增加。城镇污水处理厂污泥不仅含水量高，易腐烂,而且具有强烈的臭味，污泥产生的的恶臭气体不仅会对生态环境造成严重损害，同时也限制了污泥的处置和资源化利用。目前全国城镇污水处理厂的污泥处理方式各有不同，大约只有10％左右的污泥通过堆肥制肥等技术处理处置后回用到土地，其中20％左右的污泥采用填埋、焚烧和建材利用等途径进行处理，剩余大部分污泥则被随意外运、简单填埋或堆放。
污泥所产生的恶臭气体组分众多，虽然大部分气体不致癌，但是长期暴露在恶臭环境中也会对人造成不利的影响，容易产生头痛、头晕、注意力不集中等症状，还会引起人生理和感官上的不适，对当地生态环境造成严重损害。VSCs具有较低的嗅觉阈值和令人厌恶的嗅觉特征，是厌氧稳定污泥中主要的气味物质。其中典型的VSCs包括：硫化氢(H2S)、甲硫醇(MT)、甲硫醚(DMS)和二甲基二硫醚(DMDS)。确定VSCs是否以及何时从厌氧稳定污泥中排放，了解厌氧稳定污泥VSCs的排放量和排放速率，对于污泥的处置与利用具有重要的意义。
现有技术对于污水处理厂厌氧稳定污泥产生恶臭气体的研究相对较少，针对厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量一般直接使用采样袋对气体进行收集，然后采用仪器进行测量，采用这种方式容易造成测量数据误差较大，无法精确的了解厌氧稳定污泥VSCs的排放速率和排放量及其日变化情况。
发明内容
本发明主要目的在提供一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置，以解决现有存在的问题。
为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：
一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置，包括箱体，所述箱体顶部设置第一导管、第二导管、第三导管，所述第一导管、第二导管、第三导管一端连通所述箱体的内腔，所述第一导管另一端连通载气罐或苏马罐，所述第二导管另一端连通检测仪，所述第三导管另一端连通气体缓冲采样袋，所述第一导管、第二导管、第三导管上分别设置第一阀门、第二阀门、第三阀门，所述箱体底部设置取样口，所述箱体的内腔设有风扇。
进一步的，所述箱体侧壁设置保温夹层，所述保温夹层设置循环水进口、循环水出口。
更进一步的，还包括温感探头，所述温感探头设置于所述箱体的内腔，所述温感探头与水浴温控装置连接，所述水浴温控装置用于加热或冷却所述保温夹层中循环水，所述水浴温控装置通过管路连通所述循环水进口、循环水出口，所述管路上设置循环水泵。
进一步的，所述第一导管与所述载气罐或苏马罐之间设置第一PTFE管，所述第一PTFE管与所述载气罐之间设置流量控制器，所述第二导管与所述检测仪之间设置第二PTFE管，所述第三导管与所述气体缓冲采样袋之间设置第三PTFE管。
本发明提供一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置，与现有技术相比具有以下优点：
1.箱体内腔上部设有风扇，使箱体内气体充分混合均匀，提高测得VSCs气体浓度的准确性；
2.设置温控***，可以对箱体温度进行调节，从而避免采集过程中温度对气体排放速率的影响，方便探究特定温度下老化稳定污泥释放VSCs气体的规律；
3.设置载气罐、流量控制器，在每次在收集VSCs进行收集前对箱体进行吹扫，去除箱体累计的VSCs气体，方便确定VSCs是否以及何时从稳定污泥中排放，从而准确测量厌氧稳定污泥VSCs的排放速率和排放量以及日变化情况；
4.采用苏马罐收集VSCs气体，可以避免VSCs的相互转化和吸附，从而确保检测的准确度；
5.利用便携式高精度硫化氢检测仪对H2S进行原位测量，更加方便快速，而且可以避免H2S和VOSCs(挥发性有机硫化物)浓度差距较大、变化范围广所造成的检测困难。
附图说明
图1为本发明结构示意图
其中，1-箱体，2-风扇，3-第一导管，4-第二导管，5-第三导管，6-第一阀门，7-第二阀门，8-第三阀门，9-取样口，10-温感探头，11-保温夹层，12-循环水进口，13-循环水出口，14-循环水泵，15-水浴温控装置，16-载气罐，17-流量控制器，18-第一PTFE管，19-第二PTFE管，20-第三PTFE管，21-气体缓冲采样袋，22-苏马罐，23-便携式高精度硫化氢检测仪。
实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
结合图1提供一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置，包括箱体***、气体收集与测量***。箱体***包括箱体1，风扇2，第一导管3，第二导管4，第三导管5，第一阀门6，第二阀门7，第三阀门8，取样口9，温感探头10，保温夹层11，循环水进口12，循环水出口13，循环水泵14，水浴温控装置15；气体收集***包括载气罐16，流量控制器17，第一PTFE管18，第二PTFE19，第三PTFE管20，气体缓冲气体缓冲采样袋21，苏马罐22，便携式高精度硫化氢检测23。
本实施例中检测仪为便携式高精度硫化氢检测23，箱体1顶部设置第一导管3、第二导管4、第三导管5、风扇2，第一导管3、第二导管4、第三导管5一端连通箱体1的内腔，第一导管3另一端连通载气罐16或苏马罐22，第二导管4另一端连通便携式高精度硫化氢检测仪23，第三导管5另一端连通气体缓冲采样袋21，第一导管3、第二导管4、第三导管5上分别设置第一阀门6、第二阀门7、第三阀门8，风扇2设置在箱体1内腔的顶部，测试时使箱体内气体充分混合均匀，箱体1底部设置取样口9，方便取泥，以便测量泥质，提高测得VSCs气体浓度的准确性。其中第一导管3，第二导管4，第三导管5均采用不锈钢材料，第一阀门6，第二阀门7，第三阀门8均采用PTFE(聚四氟乙烯)材料，PTFE具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，使阀门在污泥产生的各种气体的环境下还能长期工作。苏马罐22内部的涂层经过硅烷化惰性处理，收集VSCs气体时，可以避免由于VSCs具有较高的化学反应活性导致的相互转化和吸附。
第一导管3与载气罐16或苏马罐22之间设置第一PTFE管18，第一PTFE管18与载气罐16之间设置流量控制器17，第二导管4与检测仪之间设置第二PTFE管19，第三导管5与气体缓冲采样袋21之间设置第三PTFE管20，检测仪为便携式高精度硫化氢检测仪23，可以对产生的H2S气体进行在线的监控，测量更加方便快速。
箱体1侧壁设置保温夹层11，保温夹层11设置循环水进口12、循环水出口13。本发明还包括温控***，温控***包括温感探头10、水浴温控装置15、循环水泵14；温感探头10设置于箱体1的顶部，连通箱体1的内腔，用于测量箱体1内腔的温度，水浴温控装置15用于加热或冷却保温夹层11中循环水，且可以显示温感探头10测得的箱体1的内腔温度，水浴温控装置15通过管路连通所述循环水进口12、循环水出口13，管路连通循环水泵14。设置温控***，可以对箱体温度进行调节，从而避免采集过程中温度对气体排放速率的影响，方便探究特定温度下老化稳定污泥释放VSCs气体的规律。
本发明一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置的操作方法分为两个阶段，包括气体吹脱阶段和气体收集阶段。
1.吹脱阶段
在收集气体前对污泥进行吹脱。
将第一PTFE管18与载气罐16相连，第二PTFE管19不连接任何装置，关闭第三阀门8，打开第一阀门6，第二阀门7，通过流量控制器17调节流量为5L/min，对箱体1内的污泥进行吹脱30min。
2.气体收集阶段
(1)将第一PTFE管18与苏马罐22相连，第二PTFE管19与便携式高精度硫化氢检测仪23相连；
(2)接通电源，风扇2自动开启,开启温控***，调控温度，保持收集阶段中***温度的稳定；
(3)打开第三阀门8，关闭第一阀门6，第二阀门7，在5L气体缓冲采样袋21中充满VSCs气体，并记录累计时间t；
(4)当气体缓冲采样袋21完成VSCs的积累后，打开第一阀门6，第二阀门7，并打开苏马罐22、开启便携式高精度硫化氢检测仪23，采用原位测量的方式测量H2S，避免H2S和VOSCs(挥发性有机硫化物)浓度差距较大、变化范围广所造成的检测困难，VSCs采集在3.2L苏马罐22中，随后通过预浓缩-气相色谱的方法对VOSCs进行检测；
(5)从取样口9取出一定的污泥测量记录泥质，污泥干重等；
(6)每天在固定时间对老化稳定污泥进行吹扫和VSCs气体的收集和检测。
其中，污泥VSCs气体排放速率的计算方法如下所示：
Figure BDA0002916668800000061
E：污泥中VSCs气体的排放速率
C：测得的各VSCs的浓度，μg/m3
V：箱体1和气体缓冲采样袋21的容积和，m3
m：堆放污泥的干重，％
t：气体缓冲采样袋21集满的累计时间，min
本发明可以对污水处理厂厌氧稳定污泥释放的VSCs进行收集，并准确测量其中VSCs的排放量、排放速率以及日变化情况。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体顶部设置第一导管、第二导管、第三导管，所述第一导管、第二导管、第三导管一端连通所述箱体的内腔，所述第一导管另一端连通载气罐或苏马罐，所述第二导管另一端连通检测仪，所述第三导管另一端连通气体缓冲采样袋，所述第一导管、第二导管、第三导管上分别设置第一阀门、第二阀门、第三阀门，所述箱体底部设置取样口，所述箱体的内腔设有风扇。
2.如权利要求1所述的一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置，其特征在于，所述箱体侧壁设置保温夹层，所述保温夹层设置循环水进口、循环水出口。
3.如权利要求2所述的一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置，其特征在于，还包括温感探头，所述温感探头设置于所述箱体的内腔，所述温感探头与水浴温控装置连接，所述水浴温控装置用于加热或冷却所述保温夹层中循环水，所述水浴温控装置通过管路连通所述循环水进口、循环水出口，所述管路上设置循环水泵。
4.如权利要求1所述的一种厌氧稳定污泥释放VSCs气体的收集与测量装置，其特征在于，所述第一导管与所述载气罐或苏马罐之间设置第一PTFE管，所述第一PTFE管与所述载气罐之间设置流量控制器，所述第二导管与所述检测仪之间设置第二PTFE管，所述第三导管与所述气体缓冲采样袋之间设置第三PTFE管。
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