恶臭污染是七大公害之一, 在全球范围内受到了广泛的关注。恶臭污染严重危害人们的生活环境和身体健康。随着社会的发展, 国家对恶臭污染物排放的要求日益严格, 人们对空气质量的要求日益提高, 恶臭污染的治理受到了越来越多的重视。目前常见的除臭工艺包括:化学洗涤法、物理吸附法、植物提取液吸收法、热力氧化法、离子氧化法、光催化氧化法和生物法等等。

生物除臭是一种环境友好型除臭工艺, 具有投资少, 运行费用低, 操作维护方便, 无二次污染等特点。因此, 生物除臭工艺得到了迅速的发展和广泛的百富策略白菜网, 成为了目前最受欢迎的恶臭污染控制工艺之一。

本文对生物除臭工艺的发展概况、原理、特点、种类、影响除臭效果的因素和百富策略白菜网情况进行了介绍。

生物除臭工艺在20世纪50年代得到开发;20世纪70年代后得到广泛的研究, 其中, 美国、日本、德国的成就最为显著;20世纪80年代末90年代初得到迅速发展, 在欧美发达国家已被广泛用于百富策略白菜网、垃圾处理处置场所和工厂的恶臭气体治理。到1994年, 德国78%的恶臭污染控制采用生物除臭工艺[1]。我国生物除臭工艺的研究和百富策略白菜网起步比较晚, 20世纪90年代后才开展相关的实验室研究工作, 有一些相关的报道[2,3,4]。但近年来, 国内已经逐步开展了生物除臭技术研究和工业化百富策略白菜网实践, 生物除臭工艺得到了迅速的发展和广泛百富策略白菜网[5,6,7,8]。

生物除臭过程大致经历如下三个阶段:1、恶臭成分的溶解过程, 即恶臭成分由气相转移至液相;2、恶臭成分从水溶液中转移至微生物细胞;3、恶臭成分在微生物细胞中通过微生物的代谢活动被降解转化为生物质、CO2、H2O、硫酸盐和硝酸盐等无臭的物质。经过这三个阶段, 恶臭成分被转化为无臭的物质[1]。

生物除臭工艺根据百富策略白菜网的方式不同, 可细分为三种类型:生物滤池、生物滴滤和生物洗涤。其中, 生物滤池和生物滴滤是目前主流的生物除臭工艺。

生物滤池除臭工艺流程为:恶臭气体首先进入增湿器进行加湿, 达到一定湿度后经过布气装置从下至上通过生物滤池的滤料床层, 被生长在滤料中的微生物净化。生物滤池分为封闭式和开放式两种。封闭式生物滤池处理后的气体经排气筒排放, 开放式生物滤池处理后的气体直接排向大气。

生物滤池的优点包括:操作简单, 投资和运行费用低, 不产生二次污染, 对大风量低浓度恶臭气体的处理效果好;缺点包括:占地面积大, 填料用量大, 不能处理高浓度恶臭气体[1]。

生物滴滤除臭工艺流程为:恶臭气体以顺流或逆流的形式通过生物滴滤反应器, 反应器顶部设有喷淋系统, 中间设有填料层, 循环液自上而下与恶臭气体进行传质, 恶臭气体被生物滴滤反应器中的微生物净化。循环液有如下作用:a.可及时转移代谢产物和老化的生物膜, 防止硫酸等有害代谢产物的积累和填料的堵塞;b.为微生物提供营养物质;c.调节p H;d.控制生物膜厚度。

生物滴滤的优点包括:占地面积较生物滤池小, 投资运行费用低, 不产生二次污染, 酸化速度较慢, 可处理高浓度恶臭气体;缺点包括:恶臭成分从气相转移至液相的传质效率限制了处理效果, 无机填料不能给微生物提供营养物质, 需向循环液中外加营养物质[1]。

生物洗涤除臭工艺流程为:恶臭气体和含悬浮泥浆的混合液在吸收器中充分接触, 溶解度较大的恶臭成分进入洗涤液, 洗涤液再送到装有活性污泥的反应器中, 通过悬浮生长的微生物的代谢活动降解[4]。

生物洗涤的优点包括:占地面积较生物滤池小, 不产生二次污染, 可控性较强 (可以调节反应器中的p H、温度、营养物质和去除代谢产物) , 可处理大气量的恶臭气体;缺点包括:受恶臭成分溶解度的影响较大, 产生较多的固体废弃物。固体废弃物的产生限制了生物洗涤的百富策略白菜网[1]。

生物除臭工艺的效率影响因素包括:填料、微生物、温度、湿度、p H、停留时间等。生物除臭工艺设计中需要考虑和优化这些因素。

填料是影响生物除臭工艺处理效果的核心因素之一。填料的作用是给微生物提供适宜的生长环境, 有的有机填料还可为微生物提供营养物质。不同类型的生物除臭工艺, 填料的选择也不同。一般地, 生物除臭填料需考虑的因素包括:孔隙率、持水能力、压降、费用和寿命[9]。生物滤池一般采用有机填料, 还需考虑其营养物质成分。生物滤池填料包括:泥炭、堆肥、木屑、树根、树皮和土壤等。生物滴滤一般采用惰性填料, 常用的包括:陶瓷、聚乙烯环和拉西环等[1]。

恶臭物质的生物降解取决于微生物菌种的选择与生长。所以, 微生物的筛选、挂膜与驯化是生物除臭的核心技术之一。微生物接种可分为纯种接种和混合菌接种, 大规模的除臭项目多采用接种混合菌的方式。目前多采用污水厂的污泥/污水进行接种。天然有机填料 (比如:土壤) 中本来就含有大量的微生物, 拥有一定的除臭能力, 但采用人工接种能加速生物除臭的启动阶段。

目前, 在生物除臭装置中发现的微生物包括:假单胞菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、黄单胞菌、诺卡菌、梭菌、肠杆菌和白腐真菌等。其中, 真菌的优势包括:a.对酸性环境的耐受能力较强;b., 真菌的气生菌丝可直接与气体中的污染成分接触, 促进微生物细胞对污染物, 尤其是憎水污染物的吸收[9]。

大多数的除臭微生物研究和百富策略白菜网是在中温环境 (15oC~40oC) 中进行的, 微生物活性最强的温度范围为20oC~30oC[9]。所以, 生物除臭工艺设计中需根据项目所在地的气候情况, 考虑冬季的保温措施。

湿度过低会使填料变干, 导致气体短流、气液传质变差和微生物失活, 进而降低生物除臭工艺的处理效率。但是, 湿度过高会堵塞填料的孔隙, 造成短流, 限制氧气的流通, 在填料内产生局部厌氧, 并且会增大气体穿过填料的阻力。所以, 控制填料湿度是十分有必要的。填料湿度可通过调节进气湿度、喷淋等方法。通常气体在进入生物滤池前应进行预加湿, 填料湿度一般控制在40%~60%[10]。生物滴滤的填料湿度一般控制在60%~90%[11]。

适宜细菌生长的环境p H范围为5~9;真菌能在偏酸性的环境下生长, 其p H范围为2~7。应避免p H波动值超过2~3, 因为大多数的微生物不能承受这样的环境p H变化[9]。p H可通过喷淋、加药中和、排放废液等方式进行调节。

生物除臭工艺设计中, 停留时间通常以空床停留时间计。有研究指出, 当生物滤池的空床停留时间低于30s时, 其除臭效果较差[12]。生物滴滤的空床停留时间通常为10s~30s[9], 但也有研究指出, 生物滴滤以煤渣为填料, 空床停留时间为8s, 氨气的去除率超过99%[13]。

生物除臭工艺已百富策略白菜网于百富策略白菜网、垃圾处理处置场所和工厂的恶臭气体治理[14,15,16,17,18,19,20], 其硫化氢、氨和臭气浓度的去除效率分别可达到99%, 99%和95%[12,21], 苯类化合物的去除率可达99%[17]。

运行费用低、运行维护简单、无二次污染和处理效率高等优势使生物除臭工艺得到越来越广泛的关注和百富策略白菜网。生物除臭工艺涉及传质过程和生物降解过程, 设计过程中应考虑和优化填料、微生物、温度、湿度、p H和停留时间等因素, 从而达到更好的恶臭控制效果。

今后生物除臭工艺的研究可从以下几方面开展:

a研发新型填料;

b筛选适合降解特定污染物的微生物菌种;

c研究生物降解动力学;

d有效组合生物除臭工艺和其他类型的除臭工艺。