生物除臭技術與生物濾池除臭技術分析?

（上海技華環(huán)?？萍加邢薰?/font>  技術開發(fā)部  上海  浦東新區(qū)）

     刺激嗅覺器官，引起人們不愉快及損壞生活環(huán)境的氣味統(tǒng)稱為惡臭污染物（中華人民共和國國家標準《惡臭污染排放標準》GB14554－93）。惡臭污染除了對嗅覺產(chǎn)生影響引起 心理厭惡等不愉快的感覺外，還會引起身體上的不適，常見的癥狀有頭痛、食欲不振、嗅覺失調、失眠，甚至情緒不穩(wěn)定，其中對人類危害較大的有硫化氫、氨、甲烷、硫醇類、 二甲基硫、*基胺、苯乙烯和酚類等 50 多種。它們對人體呼吸、消化、心血管、內分泌及神經(jīng)系統(tǒng)都會造成不同程度的毒害，有的芳香族化合物甚至使人體產(chǎn)生畸變、癌變。

惡臭的來源和種類

惡臭廣泛的產(chǎn)生于工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、市政污水、污泥處理以及垃圾處置過程。隨著 市區(qū)的不斷向外擴大，以往建在遠離市區(qū)的處理設施已經(jīng)越來越接近新市區(qū)，接近人們工作 及生活的場所，深受惡臭困擾的人們也越來越多。目前已知的惡臭氣體種類有上萬種，研究人員按氣體的化學組分不同，將其分成 5類：①含硫化合物，如 H2S 、 SO2、硫醇、硫醚等；②含氮化合物，如氨氣、胺類、酰胺、吲 哚等；③鹵素及衍生物，鹵代烴等；④烴類及芳香烴；⑤含氧有機物，如醇、酚、 醛、酮、有機酸等。

1. 國內外惡臭控制發(fā)展概況

 微生物除臭除臭技術是 20 世紀 50 年代發(fā)展起來的新興除臭技術，是利用微生物的生理代謝活動降解惡臭物質，將其氧化成無臭、無害的產(chǎn)物，達到除臭的目的。70 年后，各國開始在這一領域開展廣泛的研究，其中美國、日本、德國取得的成就顯著，主要研究內容包括除臭的基本原理和方法、裝置設備及操作工藝條件等。80 年代以來，已有各類微生物除臭的裝置和設備開始運用于石油、化工、屠宰、污水處理等實際中，并取得明顯效 果。我國這方面的研究工作起步較晚，上世紀 80 年代，我國才開展了惡臭氣體污染的調查、測試和標準方面的工作，我國在 1994 年 1 月 15 日由國家環(huán)保局批準實施了控制惡臭污染物 的《惡臭污染物排放標準》GB14554－93，對惡臭污染物及臭氣的排放濃度等做出了相關規(guī)定。

2. 常用惡臭治理的工藝方法

  常見的方法有水洗法（化學洗滌法）、活性炭吸附法（包括催化型活性炭法）、臭氧氧化 法、燃燒法、高能離子除臭法、植物提取液噴灑法和生物除臭法等。

3. 生物除臭技術

3.1 生物除臭原理

微生物除臭過程分為三個步驟：（1）臭氣同水接觸并溶解到水中，臭氣中的有機物質由氣相轉移到液相（或固體表面液膜）中；（2）溶于水中的臭氣通過微生物的細胞壁和細胞膜 被微生物吸收，不溶于水的臭氣先附著在微生物體外，由微生物分泌的細胞外酶分解為可溶性物質，再滲入細胞。在液相（或固體表面生物層）中的臭氣成分被微生物吸附、吸收，惡臭成分從水中轉移至微生物內；（3）進入微生物細胞的惡臭成分作為營養(yǎng)物質被微生物所氧化分解和同化合成，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物一部分溶入液相，一部分作為細胞物質或細胞代謝能源，還有一部分（如 CO2）則析出到空氣中。臭氣通過上述過程不斷減少，從而使污染物得以去除，得到凈化。

3.2 生物除臭技術方法

目前國內外采用生物法處理臭氣的方法主要有土壤法、改良式土壤法、生物濾池、生物 滴濾床、生物法復合除臭.

3.2.1 土壤法除臭技術

土壤處理法是利用土壤中的有機質及礦物質將臭氣吸附、濃縮到土壤中，然后利用土壤中的微生物將其降解的方法。由穿孔管構成的空氣分布系統(tǒng)位于生物土壤底部，收集的臭氣 經(jīng)風機進入穿孔管，然后緩慢的在土壤介質中擴散，向上穿過土壤介質，并暫時的吸附在載體表面或吸附在微生物表面，或吸附在薄膜水層中，然后臭氣被微生物吸收，參與微生物代謝，臭氣被轉化成 CO2 和 H2O。土壤擴散層由粗、細石子及黃沙組成，可以使臭氣均勻分布。土壤法具有設備簡單，運行費用低，維護操作方便，不需添加任何藥劑，更不產(chǎn)生二次污染 的優(yōu)點；但土壤濾層使用一段時間后會板結，阻力會逐漸增大，需定期翻新。

3.2.2改良式土壤除臭技術

 改良性土壤法保留了土壤法的優(yōu)點，吸收了生物滴濾法的工程經(jīng)驗，對原有風阻大，透 氣性差，設備功率高等缺點加以改進。改良性土壤法使用復合填料來代替天然的砂卵石填料，其目的是為了增強土壤濾床填料的表比面積，增加透氣效果，改善微生物生長環(huán)境和繁殖空 間，從而提高除臭效率，確保了整個系統(tǒng)的除臭高效、長期的運行。改良性土壤上方是 20cm 的活性土壤，并植上草皮，此一單元不僅能夠進一步處理惡臭物質，保證了整個除臭系統(tǒng)的除臭效果，還可以美化環(huán)境。缺點與土壤法一樣，占地面積較大，易受地下水及冬天低氣溫的影響，不適于多暴雨多雪地區(qū)。

3.2.3生物濾池除臭技術

生物濾池工藝將人工篩選的特種微生物菌群固定于生物載體上，當污染氣體經(jīng)過生物載體表面初期，可從污染氣體中獲得營養(yǎng)源的那些微生物菌群，在適宜的溫度、濕度、pH 值 等條件下，將會得到快速生長、繁殖，并在載體表面形成生物膜，污染氣體中的有毒有害成分接觸生物膜時，被相應的微生物菌群捕獲并消化掉，從而使有毒有害污染物得到去除。收集的臭氣先經(jīng)過加濕處理，再通過長滿微生物的、濕潤多孔的生物濾層，臭氣物質被填料吸收，然后被微生物分解成二氧化碳和其它無機物，從而達到除臭目的。

生物降解的反應機理如下：微生物異（臭）味污染物 + O2 → 細胞物質 + CO2 + H2O

生物濾池法工藝流程為：臭氣收集→風管輸送→抽風機→預洗池加濕→生物濾池→排氣

濾池填料可采用海綿、干樹皮、干草、木渣、貝殼、果殼及其混合物等，在使用前需接種一定量的專性微生物菌種。微生物是以種群形式存在，多種微生物共居在一個環(huán)境中，微生物的特性既相似又相異，不同的污染物質在自然界都可以找到降解它的微生物，因此在一套裝置里能同時處理凈化多種污染物質。生物濾池的優(yōu)點是較經(jīng)濟，來自天然的富含有機成分的多孔滲水填料構造簡單，操作方便；生物菌種將致臭污染物降解成二氧化碳和水，不產(chǎn)生二次污染。生物濾池的缺點是填料為樹皮、樹枝及其它有機質，一般三至五年需更換一次填料, 影響除臭效果（要重新培養(yǎng)馴化菌種）；處理效果受進氣濃度影響不太穩(wěn)定，對于噴淋污水中有機物濃度有一定要求，系統(tǒng)維護運行也較困難；此外，生物濾池的占地面積也較大，冬季的保溫也是一個較難解決的問題。

3.2.4生物滴濾床除臭技術

生物滴濾裝置由池體、生物滴濾床、營養(yǎng)液循環(huán)噴淋系統(tǒng)、參數(shù)控制系統(tǒng)等組成，其原 理是利用附著在反應器內填料上的微生物，在新陳代謝過程中將廢氣中的污染物降解為簡單的無機物和微生物細胞質的過程，代謝產(chǎn)物和老化的生物膜可被循環(huán)液及時轉移，對處理污 染物中含有惡臭氣體（如硫化氫、氨等）的*。其中，含硫惡臭污染物中的硫轉化為 環(huán)境中穩(wěn)定的硫酸鹽；含氮污染物中的氮轉化為環(huán)境中穩(wěn)定的硝酸鹽或氮氣。 其反應式為：

含硫有機物或無機化合物+O2 微生物CO2+H2O+SO4^2-+細胞質

NH3或含N有機化合物+O2 微生物CO2+H2O+NO₃^-  +細胞質

 生物滴濾床定期投加富含 N、P 及其他微量元素的營養(yǎng)液，以滿足微生物代謝活動；營 養(yǎng)液定期更換，廢液進入污水廠好氧池，處理后達標后排放，因其產(chǎn)生量少，污染負荷低， 對污水處理系統(tǒng)影響很小。

生物滴濾床吸收了生物濾池的優(yōu)點，填料由不易腐爛，有利于微生物的生長和掛膜的人 工濾料構成。填料具有較大的空隙率和較強的吸附能力，在生物滴濾床的使用周期中無需更 換填料；生物滴濾床技術加大了填料上掛膜菌群的單位數(shù)量，提高了微生物的降解能力，減 少了氣體在生物填料中的停留時間，生物滴濾床的占地面積也可大大減?。簧锏螢V床設備 可做成一整體裝置，無需現(xiàn)場拼裝，減少了現(xiàn)場安裝調試時間；生物滴濾床技術可針對污水 處理廠惡臭氣體的具體成份及種類，先期篩選出高效的脫臭菌，除臭設備在出廠前可對填料 進行預掛膜，并在現(xiàn)場實際運行的模式下進行二次馴化，以增強微生物對污染物的降解能力；此外填料的壓損較小，可降低配套風機的功率，減少運行成本。

3.2.5生物法復合除臭技術

生物法復合除臭處理工藝是上海技華生物除臭的一個特色，將生物濾池工藝和生物滴濾床工藝有機的結合在一起，充分發(fā)揮各自的特點，通過多級生物處理，對不同的致臭物質 分別進行處理，確保達標排放。它具有處理范圍廣、除臭效率高、抗沖擊負荷能力強、 使用壽命長等特點，在二次啟用時，能再很短的時間內迅速恢復到理想狀態(tài)。惡臭氣體通過臭氣收集系統(tǒng)進入復合生物除臭設備，首先進入一級生物處理段，臭氣通 過濕潤、多孔和充滿活性微生物的濾層，利用微生物細胞對惡臭物質的吸附、吸收和降解功 能，微生物的細胞個體小、表面積大、吸附性強、代謝類型多樣的特點，將惡臭物質吸附后分解成 CO2、H2O、H2SO4、HNO3 等簡單無機物，硫酸、硝酸等進一步被硫桿菌、硝酸菌分解、氧化成無害物質。經(jīng)過生物一級處理之后，絕大部分的惡臭成分均已被生物菌群消耗掉了， 還有部分較難氧化分解的臭氣成分再進入二級生物處理段，該段配置了的復合濾料，一方面對殘留臭氣成分進行深度處理，另一方面，將廢氣中的水汽截留下來，避免系統(tǒng)中水分的散失，降低運行費用。

3.3 生物除臭技術的核心

3.3.1 菌種

惡臭物質的生物降解取決于生物菌種的優(yōu)劣，可見菌種的篩選、微生物的掛膜與馴化是生物除臭的核心技術。上海技華通過生物除臭工程項目的實施和運行，現(xiàn)形成了自己的菌種培養(yǎng)技術，短時間內能培養(yǎng)出高效的脫臭菌群，不同的菌種能互相搭配，保證生物處理的質量和效率。微生物適宜的環(huán)境不盡相同，通過濾料的分級配置，給微生物提供不同的環(huán)境，培育出有針對性的生物菌群，充分發(fā)揮各自的功效。該方法在實際項目中使用，效果良好，惡臭成分處理更*。

3.3.2 布氣系統(tǒng)

布氣系統(tǒng)的好壞直接影響到生物濾料的利用率和氣體在濾料中的停留時間。上海技華擁有多項專有技術，用于布氣和支撐濾料的布氣板采用進口高密度聚乙烯材料，耐腐蝕好，結構*，強度高，負載能力達到 139.1t/m2，使用時可快速模塊化組合，在為各種不同的濾池濾料提供布氣的時候，能夠保證較小的壓力損失，通過固體物料的流速可0.28m/s。能有效的提高布氣均勻性，降低阻力損失，增大氣體停留時間，提高濾料的處理 效率，保證除臭效果。

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