生物除臭技術(shù)與生物濾池除臭技術(shù)分析?

（上海技華環(huán)?？萍加邢薰?/font>  技術(shù)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》GB14554－93）。惡臭污染除了對(duì)嗅覺產(chǎn)生影響引起 心理厭惡等不愉快的感覺外，還會(huì)引起身體上的不適，常見的癥狀有頭痛、食欲不振、嗅覺失調(diào)、失眠，甚至情緒不穩(wěn)定，其中對(duì)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(duì)人體呼吸、消化、心血管、內(nèi)分泌及神經(jīng)系統(tǒng)都會(huì)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(kuò)大，以往建在遠(yuǎn)離市區(qū)的處理設(shè)施已經(jīng)越來越接近新市區(qū)，接近人們工作 及生活的場(chǎng)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(xué)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(jī)物，如醇、酚、 醛、酮、有機(jī)酸等。

1. 國(guó)內(nèi)外惡臭控制發(fā)展概況

 微生物除臭除臭技術(shù)是 20 世紀(jì) 50 年代發(fā)展起來的新興除臭技術(shù)，是利用微生物的生理代謝活動(dòng)降解惡臭物質(zhì)，將其氧化成無臭、無害的產(chǎn)物，達(dá)到除臭的目的。70 年后，各國(guó)開始在這一領(lǐng)域開展廣泛的研究，其中美國(guó)、日本、德國(guó)取得的成就顯著，主要研究?jī)?nèi)容包括除臭的基本原理和方法、裝置設(shè)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(shè)備開始運(yùn)用于石油、化工、屠宰、污水處理等實(shí)際中，并取得明顯效 果。我國(guó)這方面的研究工作起步較晚，上世紀(jì) 80 年代，我國(guó)才開展了惡臭氣體污染的調(diào)查、測(cè)試和標(biāo)準(zhǔn)方面的工作，我國(guó)在 1994 年 1 月 15 日由國(guó)家環(huán)保局批準(zhǔn)實(shí)施了控制惡臭污染物 的《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB14554－93，對(duì)惡臭污染物及臭氣的排放濃度等做出了相關(guān)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(xué)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(shù)

3.1 生物除臭原理

微生物除臭過程分為三個(gè)步驟：（1）臭氣同水接觸并溶解到水中，臭氣中的有機(jī)物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)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(xì)胞壁和細(xì)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(xì)胞外酶分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)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(zhuǎn)移至微生物內(nèi)；（3）進(jìn)入微生物細(xì)胞的惡臭成分作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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(xì)胞物質(zhì)或細(xì)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(shù)方法

目前國(guó)內(nèi)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(fù)合除臭.

3.2.1 土壤法除臭技術(shù)

土壤處理法是利用土壤中的有機(jī)質(zhì)及礦物質(zhì)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(gòu)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(fēng)機(jī)進(jìn)入穿孔管，然后緩慢的在土壤介質(zhì)中擴(kuò)散，向上穿過土壤介質(zhì)，并暫時(shí)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(zhuǎn)化成 CO2 和 H2O。土壤擴(kuò)散層由粗、細(xì)石子及黃沙組成，可以使臭氣均勻分布。土壤法具有設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)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(diǎn)；但土壤濾層使用一段時(shí)間后會(huì)板結(jié)，阻力會(huì)逐漸增大，需定期翻新。

3.2.2改良式土壤除臭技術(shù)

 改良性土壤法保留了土壤法的優(yōu)點(diǎn)，吸收了生物滴濾法的工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)原有風(fēng)阻大，透 氣性差，設(shè)備功率高等缺點(diǎn)加以改進(jìn)。改良性土壤法使用復(fù)合填料來代替天然的砂卵石填料，其目的是為了增強(qiáng)土壤濾床填料的表比面積，增加透氣效果，改善微生物生長(zhǎng)環(huán)境和繁殖空 間，從而提高除臭效率，確保了整個(gè)系統(tǒng)的除臭高效、長(zhǎng)期的運(yùn)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(jìn)一步處理惡臭物質(zhì)，保證了整個(gè)除臭系統(tǒng)的除臭效果，還可以美化環(huán)境。缺點(diǎn)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(shù)

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(dāng)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(yíng)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(huì)得到快速生長(zhǎng)、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(shí)，被相應(yīng)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(zhǎng)滿微生物的、濕潤(rùn)多孔的生物濾層，臭氣物質(zhì)被填料吸收，然后被微生物分解成二氧化碳和其它無機(jī)物，從而達(dá)到除臭目的。

生物降解的反應(yīng)機(jī)理如下：微生物異（臭）味污染物 + O2 → 細(xì)胞物質(zhì) + CO2 + H2O

生物濾池法工藝流程為：臭氣收集→風(fēng)管輸送→抽風(fēng)機(jī)→預(yù)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(gè)環(huán)境中，微生物的特性既相似又相異，不同的污染物質(zhì)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(shí)處理凈化多種污染物質(zhì)。生物濾池的優(yōu)點(diǎn)是較經(jīng)濟(jì)，來自天然的富含有機(jī)成分的多孔滲水填料構(gòu)造簡(jiǎn)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(diǎn)是填料為樹皮、樹枝及其它有機(jī)質(zhì)，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(jìn)氣濃度影響不太穩(wěn)定，對(duì)于噴淋污水中有機(jī)物濃度有一定要求，系統(tǒng)維護(hù)運(yùn)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(gè)較難解決的問題。

3.2.4生物滴濾床除臭技術(shù)

生物滴濾裝置由池體、生物滴濾床、營(yíng)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(yīng)器內(nèi)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(jiǎn)單的無機(jī)物和微生物細(xì)胞質(zhì)的過程，代謝產(chǎn)物和老化的生物膜可被循環(huán)液及時(shí)轉(zhuǎn)移，對(duì)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(zhuǎn)化為 環(huán)境中穩(wěn)定的硫酸鹽；含氮污染物中的氮轉(zhuǎn)化為環(huán)境中穩(wěn)定的硝酸鹽或氮?dú)狻?/font> 其反應(yīng)式為：

含硫有機(jī)物或無機(jī)化合物+O2 微生物CO2+H2O+SO4^2-+細(xì)胞質(zhì)

NH3或含N有機(jī)化合物+O2 微生物CO2+H2O+NO₃^-  +細(xì)胞質(zhì)

 生物滴濾床定期投加富含 N、P 及其他微量元素的營(yíng)養(yǎng)液，以滿足微生物代謝活動(dòng)；營(yíng) 養(yǎng)液定期更換，廢液進(jìn)入污水廠好氧池，處理后達(dá)標(biāo)后排放，因其產(chǎn)生量少，污染負(fù)荷低， 對(duì)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(diǎn)，填料由不易腐爛，有利于微生物的生長(zhǎng)和掛膜的人 工濾料構(gòu)成。填料具有較大的空隙率和較強(qiáng)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(shù)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(shí)間，生物滴濾床的占地面積也可大大減??；生物滴濾床設(shè)備 可做成一整體裝置，無需現(xiàn)場(chǎng)拼裝，減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試時(shí)間；生物滴濾床技術(shù)可針對(duì)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(shè)備在出廠前可對(duì)填料 進(jìn)行預(yù)掛膜，并在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行的模式下進(jìn)行二次馴化，以增強(qiáng)微生物對(duì)污染物的降解能力；此外填料的壓損較小，可降低配套風(fēng)機(jī)的功率，減少運(yùn)行成本。

3.2.5生物法復(fù)合除臭技術(shù)

生物法復(fù)合除臭處理工藝是上海技華生物除臭的一個(gè)特色，將生物濾池工藝和生物滴濾床工藝有機(jī)的結(jié)合在一起，充分發(fā)揮各自的特點(diǎn)，通過多級(jí)生物處理，對(duì)不同的致臭物質(zhì) 分別進(jìn)行處理，確保達(dá)標(biāo)排放。它具有處理范圍廣、除臭效率高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、 使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在二次啟用時(shí)，能再很短的時(shí)間內(nèi)迅速恢復(fù)到理想狀態(tài)。惡臭氣體通過臭氣收集系統(tǒng)進(jìn)入復(fù)合生物除臭設(shè)備，首先進(jìn)入一級(jí)生物處理段，臭氣通 過濕潤(rùn)、多孔和充滿活性微生物的濾層，利用微生物細(xì)胞對(duì)惡臭物質(zhì)的吸附、吸收和降解功 能，微生物的細(xì)胞個(gè)體小、表面積大、吸附性強(qiáng)、代謝類型多樣的特點(diǎn)，將惡臭物質(zhì)吸附后分解成 CO2、H2O、H2SO4、HNO3 等簡(jiǎn)單無機(jī)物，硫酸、硝酸等進(jìn)一步被硫桿菌、硝酸菌分解、氧化成無害物質(zhì)。經(jīng)過生物一級(jí)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(jìn)入二級(jí)生物處理段，該段配置了的復(fù)合濾料，一方面對(duì)殘留臭氣成分進(jìn)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(yùn)行費(fèi)用。

3.3 生物除臭技術(shù)的核心

3.3.1 菌種

惡臭物質(zhì)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(shù)。上海技華通過生物除臭工程項(xiàng)目的實(shí)施和運(yùn)行，現(xiàn)形成了自己的菌種培養(yǎng)技術(shù)，短時(shí)間內(nèi)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(zhì)量和效率。微生物適宜的環(huán)境不盡相同，通過濾料的分級(jí)配置，給微生物提供不同的環(huán)境，培育出有針對(duì)性的生物菌群，充分發(fā)揮各自的功效。該方法在實(shí)際項(xiàng)目中使用，效果良好，惡臭成分處理更*。

3.3.2 布?xì)庀到y(tǒng)

布?xì)庀到y(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(shí)間。上海技華擁有多項(xiàng)專有技術(shù)，用于布?xì)夂椭螢V料的布?xì)獍宀捎眠M(jìn)口高密度聚乙烯材料，耐腐蝕好，結(jié)構(gòu)*，強(qiáng)度高，負(fù)載能力達(dá)到 139.1t/m2，使用時(shí)可快速模塊化組合，在為各種不同的濾池濾料提供布?xì)獾臅r(shí)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?xì)饩鶆蛐?，降低阻力損失，增大氣體停留時(shí)間，提高濾料的處理 效率，保證除臭效果。

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