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　　生物除臭技术 第1章 概述 1.1 生物除臭技术的发展 生物除臭技术是 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、 无害的最终产物， 达到除臭的目的。生物除臭早在 1957 年就在美国获得专利， 70 年代后，各国开始在这一领域开展广泛的研究，其中美国、日本、德国取得的成就最为显著，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。 生物除臭技术与目前采用的物理、化学法，例如燃烧、吸附、吸收和还原等 相比较。这些物理化学方法的工艺或设备较复杂， 运行费用较高； 用于处理某些 恶臭废气时，效果不甚理想。生物脱臭法通过不断改进完善，克服了前述物理、 化学方法的缺陷， 并显示出处理效率较高、 适应性较广、 工艺较简单以及费用较 省等优点，成为治理恶臭的一个重要发展方向。 1.2 生物除臭的原理 气味物质的成分大多都是低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类以及脂肪 族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物，带有活性基团的这些物质被液相吸收后， 特别易被生物氧化， 当活性基团被氧化后， 恶臭气味就消失了。 臭气经不同种类 的微生物分解后，产物不一样。如含氮的臭气，经微生物的氨化作用后，分解为 HN3。又通过亚硝化细菌、硝化细菌的作用，进一步氧化为稳定的硝酸态化合物； 而含硫的臭气经微生物分解后产生 H2S，H2S 可以被硫化细菌氧化为硫酸。 生物除 臭工艺就是基于这一原理，所以该方法要求被去除的臭味物质有好的水溶性。 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（或固体表面液膜）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。 1.3 生物除臭的特点 （1）生物脱臭法可避免或减少二次污染。一般将硫系、碳系、氮系等各种 恶臭成分，以及苯酚、氰等有毒成分氧化和分解成 CO2、H2O、HNO3、H2SO4等物质。 生物处理的产物是微生物，很容易处理。 （2）生物除臭投资少，能耗低，运行费用低。生物除臭是以恶臭成分作为 生物体内的能源， 只要使微生物与恶臭成分相接触， 完成氧化和分解过程， 不需投加额外的化学品； 消耗的动力只是污染气体进入处理系统时所耗的能量 （正压送风或负压引风）。与物理化学法相比，不仅可省能源和资源，而且处理成本也比较低廉。 （3）生物脱臭法的脱臭效率高。只要控制适当的负荷条件与气接触条件， 就能达到极高的脱臭效率，对于一般的空气污染物去除效率超过 90%。 （4）生物脱臭装置较为简单，只需设置诸如生物过滤器、布气系统、气体收集器等装置。 第2章 生物除臭技术的主要类型 2.1 土壤处理法 2.1.1 原理 土壤法是较早出现的净化恶臭气体的方法之一， 利用土壤中存在的土壤胶粒 吸附难降解和难溶性恶臭成分， 利用土壤中栖息的种类繁多的细菌、 放线菌、霉 菌、原生动物、藻类等微生物吸收降解臭气物质，从而消除和降低臭气的方法。 该法是将臭气以缓慢的速度将通人 46～60cm深度的土壤后，在土壤介质中扩散， 向上穿过土壤介质， 臭气成分首先被土壤颗粒吸附或溶解于土壤水溶液中， 然后 在土壤微生物的作用下将其氧化分解转化达到消除臭气的目的。 2.1.2 影响因素 （1）废气浓度 降解速率与浓度成正比，但超过一定浓度，降解速率与浓度无关。 （2）环境因素 如温度、湿度、 pH值应控制适当，不应过高或过低，一般温度为 5～30℃、湿度为 50%～70%、pH 值为 7～ 8。土壤处理系统使用一年后会发生酸化，需加入石灰石调整 pH 值。 （3）土壤 所用的土壤要求具有质地疏松、富含有机质、通气性和保水性能强等特点， 符合这些条件的土壤主要有火山灰AG九游会官网土和腐殖质土 （如森林表层土） 。在无法得到 上述土壤的情况下， 也可以利用一些肥沃的表层土壤与一些有机材料等按一定比 例进行人工配制。 另外，对于土壤层的厚度也有要求，土壤层越厚，其中的微生物量越多，因此，除臭效果越好，但随着土壤层厚度的增加，系统的压降一般会增加，从而影响去除效果。 2.1.3 控制参数 土壤法通常采用床形过滤器，由送风机将臭气 3 2 [ 风量 0.1 ～lm / （m·min） ] 送入土壤槽下部的主通风道， 然后由支通风道分散到土壤槽底部的各部分， 由支通风道出来的臭气通过较大石块的空隙依次进人砂层 （或碎石层） 和土壤层，并逐渐扩散开来被土壤颗粒吸附， 最终被土壤中微生物分解转化。 气体由扩散层进人土壤层。土壤除臭装置中，土壤层厚度一般为 0.5 ～1.0m，设计除臭能为一般以通人空气中的恶臭物质（例如 NH3 等）平均浓度在 200mg/L 以下为宜。土壤下部通气静止压力最好在 2000～3500Pa，如果通风速度过高就会引起土壤颗粒发生震动而导致土壤压实， 致通气阻力增加并降低除臭效果。 通人的恶臭物质如果超过了土壤微物每日能作用的量， 除臭效果就会降低。 另外，长时间通人高温汽 体不仅会快速降低土壤水分、破坏土壤结构，而且会使土壤微生物失活或死亡。 因此，通人的空气温度不能超过 40℃。 2.1.4 特点 土壤处理法的优点是设备简单， 运AG九游会官网转费用低， 维护管理方便， 在土壤上还可以种植花草进行绿化， 也不依赖土地的实际形状， 土壤高吸附能力可以适应较大的恶臭负荷变动。 但处理气量较大时的占地面积大， 但土壤滤层使用一段时间后会板结，阻力会逐渐增大，需定期翻新或更换土壤。 2.2 活性污泥曝气法 2.2.1 原理 活性污泥曝气脱臭法是日本福山等人在 80 年代初最先开发成功的。该方法 是将恶臭物质以曝气形式分散到活性污泥的混合液体底部，臭气溶解于混合液 中，通过悬浮的微生物降解恶臭物质。 这与废水的活性污泥法处理过程极为相似， 只是用臭气像空气一样注入活性污泥中。 2.2.2 影响因素与控制参数 3 一般活性污泥浓度控制在 5000— 10000mg/L 为宜，臭气的送入速度以 20m/h 以下为好，该方法适用于各种不同极限负荷范围内的恶臭气体。 效果很好，其去 除效率均可高达 99%以上。影响恶臭气体去除率的主要因素有曝气水深、曝气强 度、污泥浓度、酸碱度以及营养物质的投放等。 2.2.3 特点 活性污泥曝气脱臭法不需要新的除臭装置， 可以和污水处理场的活性污泥曝 气池并用，所以该法既经济又节省能源。 但是，该法必须控制空气与污水的体积 比，使其不能对活性污泥不利。该法适用于臭气浓度低、氧气浓度高的气体。 2.3 生物滤池法 2.3.1 原理 生物滤池法是在土壤过滤法的基础上发展而来的。 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他无机物，从而达到除臭目的。 生物滤池的技术特点是体系中的微生物是固定附着在填料上面， 而且所用填料可以为微生物提供足够的养分， 无需另外添加营降物质， 填料的使用寿命视种类一般为 3～5 年。生物滤池填料层的厚度一般约 1.0 ～ 2.0m，可以为单级或多级，面积视处理气体量和处理效果而定。 常用的填料本身含有大量各种微生物及其所需无机营养成分， 因此不需外加营养物。 但由于在运行过程中填料本身为附着于其上的微生物提供一定的养分， 能被微生降解， 因此存在运行一定时间后因填料降解而导致的透气性、去除效果变差等问题，应注意观察填料的变化。 采用有机填料可获得较土壤法为多的微生物量， 故其处理效果和负荷均比土壤法好，占地面积也小了很多。 臭气 加湿装置 图 1 生物滤池装置示意图 2.3.2 影响因素与控制参数 （1）废气中污染物质的种类及含量 废气中的污染物应为可以微生物利用和降解的有机或无机物质， 而且不含有对微生物生长抑制作用的有毒物质。 对于生物过滤池， 废气中的污染物含量宜过高，若含量过高将会使微生物大量繁殖， 从而导致填料的空率大大降低， 最终影 3 响除臭效果和使用寿命。使用生物滤池时，适宜的有机物质量浓度为 1000mg/m 3 以下，不应高于 3000～5000mg/m。另外，废气中的化合物应是溶于水和可生物 降解的，废气中不含大量对微生物有毒的物质及大量的灰尘、油脂等。 （2）湿度 在生物过滤池中，填料层的均衡润湿性制约着生物滤池的透气性和处理效 果。若润湿效果不够， 生物过滤池中的填料会变干并生成裂纹， 严重影响废气通过填料层的均匀性， 导致除臭效果变差； 但是过分湿润会形成高气动阻力的无氧区，从而会减少废气中污染物与填料层的接触时间，并生成带有气味的挥发物。 因此废气在进入生物滤池之前须先经过润湿，一般进气的湿度应大于 95%，以保证填料具有一定的持水率。 （3）温度和 pH 值 每种微生物均有一合适的生长温度和 pH 值，因此

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