生物除臭技术与生物滤池除臭技术分析​

（上海技华环保科技有限公司  技术开发部  上海  浦东新区）

     刺激嗅觉器官，引起人们不愉快及损坏生活环境的气味统称为恶臭污染物（中华人民共和国国家标准《恶臭污染排放标准》GB14554－93）。恶臭污染除了对嗅觉产生影响引起 心理厌恶等不愉快的感觉外，还会引起身体上的不适，常见的症状有头痛、食欲不振、嗅觉失调、失眠，甚至情绪不稳定，其中对人类危害较大的有硫化氢、氨、甲烷、硫醇类、 二甲基硫、*基胺、苯乙烯和酚类等 50 多种。它们对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害，有的芳香族化合物甚至使人体产生畸变、癌变。

恶臭的来源和种类

恶臭广泛的产生于工业废水、农业生产、市政污水、污泥处理以及垃圾处置过程。随着 市区的不断向外扩大，以往建在远离市区的处理设施已经越来越接近新市区，接近人们工作 及生活的场所，深受恶臭困扰的人们也越来越多。目前已知的恶臭气体种类有上万种，研究人员按气体的化学组分不同，将其分成 5类：①含硫化合物，如 H2S 、 SO2、硫醇、硫醚等；②含氮化合物，如氨气、胺类、酰胺、吲 哚等；③卤素及衍生物，卤代烃等；④烃类及芳香烃；⑤含氧有机物，如醇、酚、 醛、酮、有机酸等。

1. 国内外恶臭控制发展概况

 微生物除臭除臭技术是 20 世纪 50 年代发展起来的新兴除臭技术，是利用微生物的生理代谢活动降解恶臭物质，将其氧化成无臭、无害的产物，达到除臭的目的。70 年后，各国开始在这一领域开展广泛的研究，其中美国、日本、德国取得的成就显著，主要研究内容包括除臭的基本原理和方法、装置设备及操作工艺条件等。80 年代以来，已有各类微生物除臭的装置和设备开始运用于石油、化工、屠宰、污水处理等实际中，并取得明显效 果。我国这方面的研究工作起步较晚，上世纪 80 年代，我国才开展了恶臭气体污染的调查、测试和标准方面的工作，我国在 1994 年 1 月 15 日由国家环保局批准实施了控制恶臭污染物 的《恶臭污染物排放标准》GB14554－93，对恶臭污染物及臭气的排放浓度等做出了相关规定。

2. 常用恶臭治理的工艺方法

  常见的方法有水洗法（化学洗涤法）、活性炭吸附法（包括催化型活性炭法）、臭氧氧化 法、燃烧法、高能离子除臭法、植物提取液喷洒法和生物除臭法等。

3. 生物除臭技术

3.1 生物除臭原理

微生物除臭过程分为三个步骤：（1）臭气同水接触并溶解到水中，臭气中的有机物质由气相转移到液相（或固体表面液膜）中；（2）溶于水中的臭气通过微生物的细胞壁和细胞膜 被微生物吸收，不溶于水的臭气先附着在微生物体外，由微生物分泌的细胞外酶分解为可溶性物质，再渗入细胞。在液相（或固体表面生物层）中的臭气成分被微生物吸附、吸收，恶臭成分从水中转移至微生物内；（3）进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质被微生物所氧化分解和同化合成，产生的代谢产物一部分溶入液相，一部分作为细胞物质或细胞代谢能源，还有一部分（如 CO2）则析出到空气中。臭气通过上述过程不断减少，从而使污染物得以去除，得到净化。

3.2 生物除臭技术方法

目前国内外采用生物法处理臭气的方法主要有土壤法、改良式土壤法、生物滤池、生物 滴滤床、生物法复合除臭.

3.2.1 土壤法除臭技术

土壤处理法是利用土壤中的有机质及矿物质将臭气吸附、浓缩到土壤中，然后利用土壤中的微生物将其降解的方法。由穿孔管构成的空气分布系统位于生物土壤底部，收集的臭气 经风机进入穿孔管，然后缓慢的在土壤介质中扩散，向上穿过土壤介质，并暂时的吸附在载体表面或吸附在微生物表面，或吸附在薄膜水层中，然后臭气被微生物吸收，参与微生物代谢，臭气被转化成 CO2 和 H2O。土壤扩散层由粗、细石子及黄沙组成，可以使臭气均匀分布。土壤法具有设备简单，运行费用低，维护操作方便，不需添加任何药剂，更不产生二次污染 的优点；但土壤滤层使用一段时间后会板结，阻力会逐渐增大，需定期翻新。

3.2.2改良式土壤除臭技术

 改良性土壤法保留了土壤法的优点，吸收了生物滴滤法的工程经验，对原有风阻大，透 气性差，设备功率高等缺点加以改进。改良性土壤法使用复合填料来代替天然的砂卵石填料，其目的是为了增强土壤滤床填料的表比面积，增加透气效果，改善微生物生长环境和繁殖空 间，从而提高除臭效率，确保了整个系统的除臭高效、长期的运行。改良性土壤上方是 20cm 的活性土壤，并植上草皮，此一单元不仅能够进一步处理恶臭物质，保证了整个除臭系统的除臭效果，还可以美化环境。缺点与土壤法一样，占地面积较大，易受地下水及冬天低气温的影响，不适于多暴雨多雪地区。

3.2.3生物滤池除臭技术

生物滤池工艺将人工筛选的特种微生物菌群固定于生物载体上，当污染气体经过生物载体表面初期，可从污染气体中获得营养源的那些微生物菌群，在适宜的温度、湿度、pH 值 等条件下，将会得到快速生长、繁殖，并在载体表面形成生物膜，污染气体中的有毒有害成分接触生物膜时，被相应的微生物菌群捕获并消化掉，从而使有毒有害污染物得到去除。收集的臭气先经过加湿处理，再通过长满微生物的、湿润多孔的生物滤层，臭气物质被填料吸收，然后被微生物分解成二氧化碳和其它无机物，从而达到除臭目的。

生物降解的反应机理如下：微生物异（臭）味污染物 + O2 → 细胞物质 + CO2 + H2O

生物滤池法工艺流程为：臭气收集→风管输送→抽风机→预洗池加湿→生物滤池→排气

滤池填料可采用海绵、干树皮、干草、木渣、贝壳、果壳及其混合物等，在使用前需接种一定量的专性微生物菌种。微生物是以种群形式存在，多种微生物共居在一个环境中，微生物的特性既相似又相异，不同的污染物质在自然界都可以找到降解它的微生物，因此在一套装置里能同时处理净化多种污染物质。生物滤池的优点是较经济，来自天然的富含有机成分的多孔渗水填料构造简单，操作方便；生物菌种将致臭污染物降解成二氧化碳和水，不产生二次污染。生物滤池的缺点是填料为树皮、树枝及其它有机质，一般三至五年需更换一次填料, 影响除臭效果（要重新培养驯化菌种）；处理效果受进气浓度影响不太稳定，对于喷淋污水中有机物浓度有一定要求，系统维护运行也较困难；此外，生物滤池的占地面积也较大，冬季的保温也是一个较难解决的问题。

3.2.4生物滴滤床除臭技术

生物滴滤装置由池体、生物滴滤床、营养液循环喷淋系统、参数控制系统等组成，其原 理是利用附着在反应器内填料上的微生物，在新陈代谢过程中将废气中的污染物降解为简单的无机物和微生物细胞质的过程，代谢产物和老化的生物膜可被循环液及时转移，对处理污 染物中含有恶臭气体（如硫化氢、氨等）的*。其中，含硫恶臭污染物中的硫转化为 环境中稳定的硫酸盐；含氮污染物中的氮转化为环境中稳定的硝酸盐或氮气。 其反应式为：

含硫有机物或无机化合物+O2 微生物CO2+H2O+SO4^2-+细胞质

NH3或含N有机化合物+O2 微生物CO2+H2O+NO₃^-  +细胞质

 生物滴滤床定期投加富含 N、P 及其他微量元素的营养液，以满足微生物代谢活动；营 养液定期更换，废液进入污水厂好氧池，处理后达标后排放，因其产生量少，污染负荷低， 对污水处理系统影响很小。

生物滴滤床吸收了生物滤池的优点，填料由不易腐烂，有利于微生物的生长和挂膜的人 工滤料构成。填料具有较大的空隙率和较强的吸附能力，在生物滴滤床的使用周期中无需更 换填料；生物滴滤床技术加大了填料上挂膜菌群的单位数量，提高了微生物的降解能力，减 少了气体在生物填料中的停留时间，生物滴滤床的占地面积也可大大减小；生物滴滤床设备 可做成一整体装置，无需现场拼装，减少了现场安装调试时间；生物滴滤床技术可针对污水 处理厂恶臭气体的具体成份及种类，先期筛选出高效的脱臭菌，除臭设备在出厂前可对填料 进行预挂膜，并在现场实际运行的模式下进行二次驯化，以增强微生物对污染物的降解能力；此外填料的压损较小，可降低配套风机的功率，减少运行成本。

3.2.5生物法复合除臭技术

生物法复合除臭处理工艺是上海技华生物除臭的一个特色，将生物滤池工艺和生物滴滤床工艺有机的结合在一起，充分发挥各自的特点，通过多级生物处理，对不同的致臭物质 分别进行处理，确保达标排放。它具有处理范围广、除臭效率高、抗冲击负荷能力强、 使用寿命长等特点，在二次启用时，能再很短的时间内迅速恢复到理想状态。恶臭气体通过臭气收集系统进入复合生物除臭设备，首先进入一级生物处理段，臭气通 过湿润、多孔和充满活性微生物的滤层，利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功 能，微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点，将恶臭物质吸附后分解成 CO2、H2O、H2SO4、HNO3 等简单无机物，硫酸、硝酸等进一步被硫杆菌、硝酸菌分解、氧化成无害物质。经过生物一级处理之后，绝大部分的恶臭成分均已被生物菌群消耗掉了， 还有部分较难氧化分解的臭气成分再进入二级生物处理段，该段配置了的复合滤料，一方面对残留臭气成分进行深度处理，另一方面，将废气中的水汽截留下来，避免系统中水分的散失，降低运行费用。

3.3 生物除臭技术的核心

3.3.1 菌种

恶臭物质的生物降解取决于生物菌种的优劣，可见菌种的筛选、微生物的挂膜与驯化是生物除臭的核心技术。上海技华通过生物除臭工程项目的实施和运行，现形成了自己的菌种培养技术，短时间内能培养出高效的脱臭菌群，不同的菌种能互相搭配，保证生物处理的质量和效率。微生物适宜的环境不尽相同，通过滤料的分级配置，给微生物提供不同的环境，培育出有针对性的生物菌群，充分发挥各自的功效。该方法在实际项目中使用，效果良好，恶臭成分处理更*。

3.3.2 布气系统

布气系统的好坏直接影响到生物滤料的利用率和气体在滤料中的停留时间。上海技华拥有多项专有技术，用于布气和支撑滤料的布气板采用进口高密度聚乙烯材料，耐腐蚀好，结构*，强度高，负载能力达到 139.1t/m2，使用时可快速模块化组合，在为各种不同的滤池滤料提供布气的时候，能够保证较小的压力损失，通过固体物料的流速可0.28m/s。能有效的提高布气均匀性，降低阻力损失，增大气体停留时间，提高滤料的处理 效率，保证除臭效果。

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